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ES2318163T3 - Citoquinas aviares, tales como il-12, que comprenden una (s) subunidad (es) p40 y/o p35. - Google Patents

Citoquinas aviares, tales como il-12, que comprenden una (s) subunidad (es) p40 y/o p35. Download PDF

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ES2318163T3 ES03761543T ES03761543T ES2318163T3 ES 2318163 T3 ES2318163 T3 ES 2318163T3 ES 03761543 T ES03761543 T ES 03761543T ES 03761543 T ES03761543 T ES 03761543T ES 2318163 T3 ES2318163 T3 ES 2318163T3
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Wilhelmus Gerardus Johannes Degen
Virgil Elisabeth Joseph Caspar Schijns
Joan Burnside
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Abstract

Proteína IL12 aviar que comprende las subunidades polipeptídicas: - una subunidad que tiene una secuencia de aminoácidos que muestra una similitud de al menos el 80% con la longitud completa de la secuencia de aminoácidos como se ilustra en la SEC ID Nº 1, - una subunidad que tiene una secuencia de aminoácidos que muestra una similitud de al menos el 80% con la longitud completa de la secuencia de aminoácidos como se ilustra en la SEC ID Nº

Description

Citoquinas aviares, tales como IL-12, que comprenden una(s) subunidad(es) p40 y/o p35.
La presente invención se refiere a citoquinas aviares novedosas, a secuencias de ADN que codifican estas citoquinas novedosas y a su uso en adyuvantes con propósitos vacunales.
El grupo de moléculas secretadas solubles, denominadas de forma colectiva citoquinas, representa señales de comunicación críticas entre las células del sistema inmune y entre células del sistema inmune y no inmune. Algunas de estas citoquinas tienen que formar homodímeros, tales como interferón gamma (IFN-\gamma), u homotrímeros, tales como moléculas de la familia del factor de necrosis tumoral (TNF) para ejercer actividad biológica. Las formas monoméricas muestran mínima o ninguna bioactividad.
Las citoquinas se usan actualmente en fármacos en terapia de cáncer y en la lucha contra infecciones microbianas crónicas. Las citoquinas también se evalúan para su uso como inmunoestimulantes en adyuvantes para mejorar vacunas.
En mamíferos se ha identificado un grupo de citoquinas heterodiméricas compuestas basadas en complejos de una subunidad de proteína p40. El elemento p40 de mamífero comprende una proteína de 40 kD que se une covalentemente, por unión por di-sulfuro, con una subunidad p35 para formar interleuquina 12 (IL-12) p70 (Gubler U, et al., PNAS USA 1991, 88: 4143-4147; Wolf S F, et al., J. Immunol. 1991, 146: 3047-3081; Trinchieri G., Blood 1994, 12: 4008-4027). Además, p40 puede formar la citoquina compuesta IL-23, después de combinarse con p19 (Wiekowski M T, et al., J. Immunol. 2001 166: 7563-7570), una molécula relacionada estructuralmente con IL-6, p35 y factor estimulante de colonias de granulocitos (G-CSF) (Oppmann B, et al., Immunity 2000, 13: 715-725). Además, p40 puede formar homodímeros que se ha demostrado que compiten por la unión con IL-12 p70 con el receptor de alta afinidad de IL-12 e inhiben la bioactividad de IL-12 (Heinzel Fig. P, et al., J. Immunol., 1997, 158: 4381-4388) o que aumentan, mas que disminuyen, la producción de IFN-\gamma por células T CD8+ y el desarrollo de Th1 (Piccotti J R, et al., J. Immunol. 1997. 158: 643-648).
El significado de p40 in vivo en diversas especies de mamíferos se ha demostrado usando p40 recombinante. Las características antagonísticas de IL-12 de (p40)_{2} homodimérica de 80 KDa se han demostrado claramente en modelos de choque letal dependientes de IFN-\gamma inducido por lipopolisacáridos (LPS) (Mattner, F, et al. Infect. Immun. 1997, 11: 4734-4737). La producción de p40 humana, en ausencia de IL-12 p70 bioactiva, se ha demostrado para células de microglía de cerebro (De Goer-de Herve M G, et al. Cytokyne 2001, 14: 88-96). Además, el papel fisiológico de citoquinas compuestas por p40 de mamífero se ha definido de forma detallada usando estrategias de dirección de genes in vivo. Se ha demostrado que después de la infección por Salmonella enteritidis, ratones genéticamente defectuosos en la proteína p40 (p40 -/-) mostraron una mayor tasa de mortalidad y mayor carga orgánica bacteriana que ratones capaces de producir p40, pero que carecen del gen de p35 (IL-12 p35 -/-) (Lehmann J, et al., J. Immunol. 2001, 167: 5304-5315). Ratones normales (de tipo silvestre) e IL-12 p35 -/- resolvieron una infección por cepa Calmette-Guerin (BCG) de Mycobacterium bovis o infección por tuberculosis pulmonar, mientras que ratones doblemente deficientes en IL-12 (p35 -/- + p40 -/-) mostraron susceptibilidad alta a BCG de M. bovis e infección por tuberculosis (Holscher C, et al., J. Immunol. 2001, 167: 6957-6566). La susceptibilidad se asoció a respuestas reducidas de células Th1 específicas de antígenos y de células T citotóxicas. De forma interesante, la terapia in vivo con homodímeros de p40 recombinantes invirtió los ratones infectados por BCG de M. bovis con deficiencia doble (p35 -/- + p40 -/-) en un fenotipo resistente. Esto demuestra un papel protector y agonístico de p40 endógena y exógena en infección micobacteriana, que es independiente de IL-12 p70 (Holscher et al., 2001 anteriormente). De forma similar, ratones p40 -/- infectados por Cryptococcus neoformans murieron antes y desarrollaron cargas orgánicas mayores que ratones p35 -/-, lo que sugiere de nuevo un papel protector para la subunidad p40 independiente del heterodímero de IL-12 (Decken K., et al. Infect. Immunity 1998, 66: 4994-5000). Además, ratones p40 -/- sobrevivieron a grandes dosis de la bacteria intracelular Franscisella tularensis (LVS), pero no aclararon nunca bacterias y desarrollaron infección crónica. Por el contrario, ratones p35 -/- sobrevivieron fácilmente a grandes dosis de infección sub letal por LVS. Este estudio sugiere que el aclaramiento de LVS depende de p40, pero no de IL-12 p70 (Elkins K L, et al. Infect. Immun. 2002, 70: 1936-1946). Además, durante la infección por citomegalovirus murino (MCMV), ratones p35 -/- mostraron un fenotipo alterado en comparación con ratones p40 -/-, indicando que p40 puede tener una actividad independiente de y adicional a antagonismo de IL-12 in vivo (Carr J A, et al., J. Interferon Cytokine Res. 1999, 19: 1145-1152).
Tomados de forma conjunta, estos estudios experimentales ilustran el papel crucial en mamíferos de citoquinas basadas en p40 tales como IL-12, IL-23 y (p40)_{2} en la regulación de respuestas inmunes de tipo T auxiliar 1 características de IFN-\gamma esenciales para el control de la mayoría de las infecciones intracelulares de naturaleza bacteriana, parasitaria, fúngica o vírica.
La presente invención se refiere a equivalentes aviares de las citoquinas basadas en p40 de mamífero.
La clonación y secuenciación de citoquinas aviares se sitúa por detrás de trabajo similar realizado en mamíferos. Hasta la fecha solamente se han identificado unas pocas citoquinas aviares. Se han clonado IFN-\gamma e IL-18 así como varias citoquinas proinflamatorias, demostrando la existencia de una red de citoquinas similar a Th1 en pollos. Debido a la baja homología de secuencia con citoquinas de mamífero, habitualmente aproximadamente del 30 al 50%, las estrategias clásicas para identificar homólogos aviares de citoquinas de mamífero habitualmente no son exitosas. La identificación mediante amplificación por PCR usando cebadores basados en secuencias de mamífero es muy difícil e impredecible. (Hilton L. S. et al. Vet. Immunol. and Immunopathol. 2002, 85: 119-128; Staehli P. et al., J. Interferon Cytokine Res. 2001, 21: 993-1010). Cuando se dispuso de algunas citoquinas aviares, se inició un trabajo para investigar su uso potencial como inmunomoduladores o como inmunoadyuvantes para mejorar la eficacia de vacunas.
La mayoría de los pollos producidos en países desarrollados, tanto para consumo como para puesta de huevos, están vacunados. Se vacunan contra enfermedad de Marek y contra Virus de Enfermedad de Newcastle, Virus de Enfermedad Infecciosa de la Bursa, Virus de Bronquitis Infecciosa, Virus de la Viruela Aviar y con vacunas contra Coccidios. La vacunación se puede realizar antes o después de la eclosión. Los sistemas inmunes de embriones y aves recién eclosionadas todavía no están completamente desarrollados y no pueden generar una respuesta inmune que sea eficaz 2-3 semanas después de la eclosión. Para el desarrollo de vacunas usadas pre-eclosión o en la eclosión existe, por lo tanto, una necesidad de agentes que mejoren la respuesta inmune en aves después de la vacunación.
Los presentes inventores han tenido éxito al identificar y determinar tanto la secuencia de aminoácidos como de genes codificantes para citoquinas aviares novedosas. Estas proteínas son útiles para los propósitos que se han mencionado anteriormente conocidos para los equivalentes de mamífero, especialmente para mejorar la eficacia de vacunas aviares.
La presente invención proporciona una proteína de IL-12 aviar que comprende las siguientes subunidades polipeptídicas:
-
una subunidad que tiene una secuencia de aminoácidos que muestra una similitud de al menos el 80% con la secuencia de aminoácidos ilustrada en la SEC ID Nº 1,
-
una subunidad que tiene una secuencia de aminoácidos que muestra una similitud de al menos el 80% con la secuencia de aminoácidos ilustrada en la SEC ID Nº 2.
La secuencia ilustrada en la SEC ID Nº 1 representa un polipéptido que tiene un peso molecular de aproximadamente 40 kD. La secuencia ilustrada en la SEC ID Nº 2 representa un polipéptido que tiene un peso molecular de aproximadamente 35 kD.
La subunidad polipeptídica que tiene un peso molecular de 40 kD se denominará "p40", mientras que la subunidad de 35 kD se denominará "p35". Ambas secuencias ilustradas en las SEC ID Nº 1 y 2 se obtienen de ADN de pollo (p40 de pollo y p35 de pollo).
Como se ha explicado anteriormente para las citoquinas de mamífero, pueden existir diversos complejos que contienen p40. p40 puede presentarse como molécula monomérica, como homodímeros o como moléculas heterodiméricas. La subunidad p40 se puede unir covalentemente, mediante unión por di-sulfuro, con la subunidad p35 para formar interleuquina-12 (IL-12). Además, p40 puede formar la citoquina compuesta IL-23, después de combinación con p19. La unión promiscua de p40 con otras cadenas peptídicas de citoquinas sugiere la existencia de otras citoquinas que forman complejos con p40 no identificadas hasta ahora.
Las proteínas de acuerdo con la invención comprenden ambas subunidades (p40 y p35). La invención también incluye proteínas quiméricas que comprenden, por ejemplo, una subunidad p40 o p35 de pollo en combinación con una subunidad p35 o p40 obtenida de otra especie. Las quimeras pueden ser, por ejemplo, proteínas en las que la p35 de pollo se combina con una p40 obtenida de otra especie aviar. La p40 y la p35 de forma conjunta, cuando se unen mediante, por ejemplo, enlaces disulfuro, formarán una interleuquina-12 (IL-12) aviar que es así mismo parte de la presente invención.
Las proteínas de la invención en principio son citoquinas aviares que se pueden usar para diferentes propósitos, de forma análoga a los equivalentes de mamífero. Las citoquinas de acuerdo con la invención, especialmente la IL-12 aviar, más en particular la IL-12 de pollo, se pueden usar como un adyuvante en vacunas aviares para mejorar la respuesta inmune.
Ya que es obvio que son igualmente útiles modificaciones menores en la secuencia de la proteína, la invención también proporciona una proteína que comprende una subunidad polipeptídica que tiene una secuencia de aminoácidos que tiene una similitud de secuencia de al menos el 80%, o preferiblemente al menos el 90%, más preferiblemente el 95%,
más preferiblemente al menos el 99%, incluso más preferiblemente el 100% con la SEC ID Nº 1 o la SEC ID Nº 2.
El término "similitud" se refiere a un grado de similitud entre proteínas en vista de diferencias de aminoácidos, pero cuyos diferentes aminoácidos son funcionalmente similares en vista a tamaño prácticamente igual, lipofilia, acidez, etc. Se puede calcular un porcentaje de similitud por alineamiento óptimo de las secuencias usando una matriz de puntuación de similitud tal como la matriz Blosum62 descrita en Henikoff S. y Henikoff J G., P. N. A. S. USA. 1992, 89: 10915-10919. El cálculo del porcentaje de similitud y alineamiento óptimo de las dos secuencias usando la matriz de similitud Blosum62 y el algoritmo de Needleman y Wunsch (J. Mol. Biol. 1970, 48: 443-453) se puede realizar usando el programa GAP del Genetics Computer Group (GCG, Madison, WI, EE.UU.) usando los parámetros por defecto del programa.
Es un aspecto adicional de la invención proporcionar una proteína que comprenda una variante de origen natural de una o ambas sub-unidades que tienen la secuencia como en la SEC ID Nº 1 y la SEC ID Nº 2. Tales proteínas, que comprenden una subunidad que tiene una secuencia de aminoácidos que tiene al menos el 80% de similitud, preferiblemente al menos el 90%, más preferiblemente al menos el 95%, incluso más preferiblemente al menos el 99% y mucho mas preferiblemente el 100% de similitud con los polipéptidos definidos en la SEC ID Nº 1 o la SEC ID Nº 2 se obtienen de especies de aves tales como pollo, pato, ganso, pavo y paloma.
Tales secuencias se presentan en las SEC ID Nº 5 y 7, que representan el equivalente de pato y pavo respectivamente, de la secuencia de aminoácidos de p40 de pollo ilustrada en la SEC ID Nº 1.
Tales formas polimórficas y homólogos de especie de aves se incluyen en la clase de proteínas puestas a disposición mediante esta invención. Las variantes de las proteínas que también son parte de la presente invención pueden ser variantes naturales que pueden contener variaciones en la secuencia de aminoácidos debido a deleciones, sustituciones, inserciones, inversiones o adiciones de un aminoácido o aminoácidos en dicha secuencia. Se han descrito sustituciones de aminoácidos que se espera que no alteren esencialmente las actividades biológicas e inmunológicas. Las sustituciones de aminoácidos entre aminoácidos relacionados o sustituciones que han tenido lugar frecuentemente en la evolución son, entre otros, Ser/Ala, Ser/Gly, Asp/Gly, Asp/Asn, Ile/Val (véase Dayhof, M. D., Atlas of protein secuence and structure, Nat. Biomed. Res. Found., Washington, D. C., 1978, 5: supl. 3). Basándose en esta información, Lipman y Pearson desarrollaron un método para comparación de proteínas rápida y sensible y determinación de la similitud funcional entre polipéptidos homólogos (Science 1985, 227: 1435-1441).
Otras variantes pueden ser, por ejemplo, variantes funcionales como sales, amidas, ésteres y específicamente ésteres C-terminales y derivados de N-acilo. También están incluidos péptidos que se modifican in vivo o in vitro, por ejemplo, por glicosilación, amidación, carboxilación o fosforilación.
Las proteínas que comprenden solamente un fragmento funcional de la subunidad p40 y p35 se consideran asimismo parte de la presente invención. Un fragmento funcional del polipéptido es un fragmento que al menos representa la parte o las partes de la subunidad o las subunidades polipeptídicas, que es/son esenciales para la proteína para que sea capaz de servir como una citoquina y pueden cumplir esta función, por ejemplo, cuando se usan solos o se fusionan con secuencias heterólogas. Por tanto, tales fragmentos funcionales pueden ser polipéptidos que son funcionales por sí mismos o los fragmentos pueden ser funcionales cuando se unen a otros polipéptidos para obtener proteínas quiméricas. Se entiende que estos fragmentos funcionales entran dentro de la definición de las
subunidades.
Los fragmentos se pueden producir entre otras cosas mediante escisión enzimática de moléculas precursoras, mediante el uso de endonucleasas de restricción para el ADN y proteasas para los polipéptidos. Otros métodos incluyen síntesis química de los fragmentos o la expresión de fragmentos peptídicos por fragmentos de ADN.
Las subunidades polipeptídicas tienen un peso molecular aparente de 40 o 35 kD, respectivamente, basándose en la longitud de la secuencia de aminoácidos (aa). El peso molecular exacto se puede determinar en SDS-PAGE usando condiciones reductoras.
Las proteínas preferidas de acuerdo con la invención son las proteínas que comprenden una subunidad polipeptídica que tiene una secuencia de aminoácidos que muestra al menos el 80% de similitud, preferiblemente al menos el 90%, más preferiblemente al menos el 95%, incluso más preferiblemente al menos el 99% y mucho más preferiblemente el 100 % de similitud con la proteína definida en la SEC ID Nº 1. Tales proteínas preferidas de acuerdo con la invención pueden comprender una o dos subunidades de p40 (es decir, un monómero o dímero de p40). Dentro de esta realización preferida se prefieren más las proteínas que comprenden una subunidad p40 obtenida de pollo. Los ejemplos de subunidades que tienen más del 99% de similitud con la secuencia de pollo de la SEC ID Nº 1 son las secuencias de p40 de pato y pavo que se ilustran en las SEC ID Nº 5 y 7, respectivamente.
Son especialmente útiles las proteínas en las que la subunidad p40 está unida a una subunidad p35 (mediante un enlace disulfuro) de tal forma que se obtiene una IL-12 aviar.
En una realización especialmente preferida, la invención proporciona la IL-12 de pollo, que consiste en una subunidad p40 que tiene la secuencia de aminoácidos de la SEC ID Nº 1 y una subunidad p35 que tiene la secuencia de aminoácidos ilustrada en la SEC ID Nº 2, unidas entre sí, por ejemplo, mediante un enlace disulfuro.
El enlace de las subunidades p35 y p40 se puede establecer de diversos modos. La IL-12 de pollo se puede generar mediante vectores de expresión que contienen los ADNc tanto de p35 como de p40 separados mediante, por ejemplo, un IRES (segmento de entrada de ribosoma interno) o unidos directamente mediante una región codificante rica en Glicina/Serina ("bisagra") para formar una única fase de lectura abierta. Además, los vectores de expresión que contienen la secuencia de ADNc de p35 o p40 bajo el control de promotores separados se pueden usar para generar IL-12 de pollo.
La preparación de las proteínas, subunidades o fragmentos funcionales de las mismas de acuerdo con la invención se realiza mediante uno de los métodos de química orgánica conocidos para síntesis de péptidos o con la ayuda de técnicas de ADN recombinante. Este último método implica la preparación del péptido deseado mediante la expresión usando un polinucleótido recombinante con una secuencia de nucleótidos, que codifica uno o más de los péptidos en cuestión en un microorganismo adecuado como hospedador.
Estos polinucleótidos son asimismo parte de la presente invención.
Por tanto, la presente invención proporciona además un polinucleótido de IL-12 aviar aislado que codifica al menos una de las siguientes subunidades polipeptídicas:
-
una subunidad que tiene una secuencia de aminoácidos que tiene al menos el 80% de similitud con la secuencia de aminoácidos ilustrada en la SEC ID Nº 1 y
-
una subunidad que tiene una secuencia de aminoácidos que tiene al menos el 80% de similitud con la secuencia de aminoácidos ilustrada en la SEC ID Nº 2.
Un polinucleótido que codifica una IL-12 aviar puede comprender ambas secuencias, por ejemplo, unidas por una secuencia que codifica una bisagra.
Los fragmentos de la secuencia de ácido nucleico (an) proporcionada que codifican un fragmento funcional del polipéptido también son parte de la presente invención.
Por ejemplo, un polinucleótido que codifica un fragmento funcional de este tipo del polipéptido se puede fusionar con polinucleótidos que codifican regiones transmembrana y/o secuencias señal.
Los polinucleótidos como se definen en la presente invención también incluyen polinucleótidos que tienen variaciones en la secuencia de ácido nucleico cuando se comparan con la secuencia de ácido nucleico identificada o que tienen sitios polimórficos. Con polinucleótidos "variantes" se quiere decir que difieren de la secuencia de ácido nucleico identificada pero que todavía codifican un polipéptido que tiene una actividad biológica, por ejemplo, de citoquina, similar a la actividad de un polipéptido que tiene una secuencia de aminoácidos ilustrada en la SEC ID Nº 1 y/o 2.
Las variantes pueden ser variantes naturales o no naturales. Las variantes naturales incluirán homólogos en diversas especies de aves. La variante de origen no natural puede introducirse mediante mutagénesis. Las variantes naturales también pueden ser variantes alélicas. Una variante alélica es una de varias formas alternativas de un gen que ocupa un locus en un cromosoma de un organismo. A veces se expresa un gen en un determinado tejido como una variante de corte y empalme, dando como resultado un ARNm 5' o 3' alterado o la inclusión o exclusión de una o más secuencias de exón. Se espera que estas secuencias, así como las proteínas codificadas por estas secuencias, realicen funciones iguales o similares y también forman parte de la invención.
Una secuencia de ADNc aislada puede ser incompleta debido a transcripción incompleta del ARNm correspondiente o se pueden obtener clones que contienen fragmentos del ADN completo. En la técnica se conocen diversas técnicas para completar dichas secuencias de ADNc, tales como RACE (Amplificación Rápida de extremos
de ADNc).
Los polinucleótidos que tienen una secuencia de ácido nucleico que es una variante de la secuencia de ácido nucleico identificada se pueden aislar mediante un método que comprende las etapas de: a) hibridar un ADN que comprende todo o parte de la secuencia identificada como se refleja en la SEC ID Nº 3 ó 4, en condiciones rigurosas con ácidos nucleicos que son ADN (genómico) o ADNc aislado de células aviares que expresan en gran medida el polinucleótido de interés; y b) aislar dichos ácidos nucleicos mediante métodos conocidos por un especialista en la técnica.
Las condiciones de hibridación son preferiblemente de alta rigurosidad.
De acuerdo con la presente invención, el término "riguroso" se refiere a condiciones de lavado de SSC 1 x, SDS al 0,1% a una temperatura de 65ºC; condiciones altamente rigurosas se refieren a una reducción en SSC con respecto a SSC 0,3 x, más preferiblemente a SSC 0,1 x. Preferiblemente, los primeros dos lavados se realizan de forma sucesiva dos veces cada uno durando 15-30 minutos. Si existe una necesidad de lavar en condiciones altamente rigurosas, se realiza un lavado adicional con SSC 0,1 x una vez durante 15 minutos. La hibridación se puede realizar, por ejemplo, durante una noche en tampón fosfato 0,5 M pH 7,5 con SDS al 7% a 65ºC. Tales métodos de hibridación se describen en cualquier libro de texto convencional de clonación molecular, por ejemplo: Molecular Cloning: a laboratory manual, 3^{a} ed.; eds: Sambrook et al. CSHL press, 2001.
Como una alternativa, el método de aislamiento puede comprender metodología de amplificación de ácido nucleico que usa cebadores y/o sondas obtenidos de la secuencia de ácido nucleico proporcionada con la presente invención. Tales cebadores y/o sondas son oligonucleótidos que tienen al menos 15 nucleótidos de longitud; los oligonucleótidos preferidos tienen aproximadamente 25-50 nucleótidos.
También se pueden identificar variantes u otros homólogos aviares de las secuencias ilustradas en las SEC ID Nº 3 y 4 comparando la secuencia in silicio con otras secuencias aviares que pueden estar comprendidas en una base de datos informática. Las secuencias se pueden comparar con secuencias en bases de datos usando un programa BLAST (BLASTF 2.1.2 [oct-19-2000]) (Altschul, S F, Madden T L, Schaffer A A, Zhang J, Zhang Z, W Miller y D J. Lipman, "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs", Nucleic Acids Res. 1997, 25: 3389-3402).
La bioactividad de proteínas de acuerdo con la invención se puede medir in vitro usando un ensayo de proliferación, del siguiente modo:
\quad
Se pueden sembrar células COS-7 o células de pollo, por ejemplo, CEF, HD-11, DT40 etc., en placas de 35 mm de diámetro a 5 x 10^{5} células/pocillo. Después de un periodo de cultivo de 16 horas, las células se pueden transfectar con 1 \mug de ADN plasmídico que codifica IL-12 de pollo usando Lipofectamin Plus^{TM} (Gibco BRL), de acuerdo con las instrucciones del fabricante. El medio de cultivo que contiene IL-12 de pollo se puede recoger 72 horas después de la transfección. Para comprobar la bioactividad de IL-12 de pollo se tiene que desarrollar un bioensayo basado en la proliferación de linfocitos de sangre periférica (PBL). Para esto, se puede analizar la actividad de citoquina, codificada por el plásmido o los plásmidos introducidos por transfección, que se libera al medio de cultivo usando un protocolo adaptado de un bioensayo descrito previamente (Gately, M. K., Chizzonite, R. & Presky, D. H., "Measurement of human and mouse interleukin-12", en: Current Protocols in Immunology, 1997, págs. 6.16.1-6.16.15, editado por J. E. Coligan et al., ed: John Wiley & Sons.)
En este bioensayo que se desarrolló específicamente para IL-12 de ratón y humana se cultivan PBL humanos aislados usando Lymphoprep^{TM} (Nycomed), durante 2 días en medio Iscoves que contiene 5 \mug/ml de Concanavalina A (ConA). Para estimular la formación de blastos se añade interleuquina-2 humana recombinante (50 unidades/ml) y las células se cultivan durante 3 días adicionales. Las células se lavan, se siembran en placas de 96 pocillos (2 x 10^{4} células/pocillo) y se cultivan en presencia del medio de cultivo de células transfectadas. Después de 48 horas se añade ^{3}H-timidina (Amersham) y la incubación continuará durante 4 horas, después de lo cual se recogen las células mediante un dispositivo de recogida de células automático. La radiactividad incorporada, que es una medida de proliferación celular y, por tanto, de bioactividad de IL-12, se cuantificará mediante recuento de centelleo líquido.
En un aspecto adicional, la presente invención proporciona polinucleótidos de IL-12 aviar aislados que comprenden una secuencia de ácido nucleico que codifica una subunidad polipeptídica que comprende una secuencia de aminoácidos que tiene al menos el 80% de similitud con la secuencia de aminoácidos ilustrada en la SEC ID Nº 1 ó 2, respectivamente. Se prefieren polinucleótidos que codifican polipéptidos que tengan al menos el 95% de identidad con la SEC ID Nº 1 ó 2 y se prefieren más los polinucleótidos que codifican poliproteínas que tienen al menos el 97% de identidad con la SEC ID Nº 1 ó 2, donde se prefieren más los que codifican polipéptidos que tienen al menos el 98 o el 99%. Lo más preferido son polinucleótidos que codifican el polipéptido de la SEC ID Nº 1 ó 2. Debido a la degeneración del código genético, los polinucleótidos que codifican una secuencia de aminoácidos idéntica o sustancialmente idéntica pueden utilizar diferentes codones específicos. Se considera que son parte de la invención todos los polinucleótidos que codifican los polipéptidos como se ha definido anteriormente.
En particular, los polinucleótidos preferidos de acuerdo con la invención son polinucleótidos aislados que tienen al menos el 80% de identidad con la secuencia de ácido nucleico de la SEC ID Nº 3 ó 4. Se prefieren más los polinucleótidos que tienen al menos el 90% de identidad y se prefieren aún más los que tienen al menos el 95%, preferiblemente el 99% de identidad, mucho más preferiblemente el 100% de identidad con toda la secuencia de la SEC ID Nº 3 ó 4.
Tales polinucleótidos incluyen polinucleótidos que comprenden la secuencia de ácido nucleico ilustrada en la SEC ID Nº 3 y/o 4. Un polinucleótido que codifica un polipéptido con una secuencia como se ilustra en la SEC ID Nº 1 y/o 2 puede comprender la secuencia de ácido nucleico como se ilustra en la SEC ID Nº 3 y/o 4. En una realización preferida adicional de la invención, el polinucleótido consiste en la secuencia de ácido nucleico como se ilustra en la SEC ID Nº 3 y/o 4.
Los ejemplos de polinucleótidos que muestran más del 99% de homología con la secuencia de nucleótidos ilustrada en la SEC ID Nº 3 son las secuencias ilustradas en las SEC ID Nº 6 y 8, que son las secuencias codificantes para la p40 de pato y pavo, respectivamente.
Los polinucleótidos de acuerdo con la invención pueden ser ADN o ARN, preferiblemente ADN. El ADN de acuerdo con la invención se puede obtener a partir de ADNc. Alternativamente, la secuencia codificante puede ser ADN genómico o se puede preparar usando técnicas de síntesis de ADN. Si el polinucleótido es ADN, puede estar en forma monocatenaria o bicatenaria. La cadena única puede ser la cadena codificante o la cadena no codificante (antisentido).
Dentro de la definición de polinucleótidos también se incluyen ARN o ADN modificados. Se pueden realizar modificaciones en las bases del ácido nucleico y se pueden incorporar bases tales como Inosina. Otras modificaciones pueden incluir, por ejemplo, modificaciones de la cadena principal.
Con "aislado" se quiere decir que el polinucleótido se aísla del estado natural, es decir, se ha sido cambiado o movido de su entorno natural o ambos. La molécula está separada y es discreta del organismo completo con el que se observa la molécula en la naturaleza.
El "%" de "identidad" define la relación entre dos o más polinucleótidos o polipéptidos basándose en una comparación entre sus secuencias alineadas.
La identidad se puede calcular mediante métodos conocidos. Los porcentajes de identidad u homología como se mencionan en este documento son los que se pueden calcular con el programa GAP, gestionado por el GCG (Genetics Computer Group Inc., Madison, WI, EE.UU.).
Los parámetros para la comparación de secuencia polipeptídica incluyeron lo siguiente: algoritmo: Needleman y Wunsch, J. Mol. Biol. 1970, 48: 443-453.
Como una matriz de comparación para los alineamientos de aminoácidos se usa la matriz Blosum62 (Henikoff y Henikoff, anteriormente), usando los siguientes parámetros:
Penalización por hueco: 8
Penalización por longitud de hueco: 2
Ninguna penalización para huecos de extremo.
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Los parámetros para la comparación de nucleótidos que se pueden usar:
Algoritmo: Needleman y Wunsch (anteriormente).
Matriz de comparación: emparejamientos = +10, desemparejamientos = 0.
Penalización por hueco: 50.
Penalización por longitud de hueco: 3
\vskip1.000000\baselineskip
El ADN de acuerdo con la invención será muy útil para expresión in vivo o in vitro del polipéptido codificado en cantidades suficientes y en forma sustancialmente pura. Cuando se usan los polinucleótidos de acuerdo con la invención para expresión del polipéptido codificado, los polipéptidos pueden incluir, además de la secuencia codificante para el polipéptido o el fragmento funcional del mismo, otras secuencias codificantes, por ejemplo, secuencias líder o proteínas de fusión, tales como secuencias de marcador y similares.
La aplicación de citoquinas compuestas basadas en p40, tales como IL-12, IL-23 y (p40)_{2}, puede aumentar las respuestas inmunes que se desarrollan inducidas por microorganismos o las respuestas inmunes inducidas por vacunación, basándose tanto en la inmunidad celular como en la humoral. Además, la intervención en la cascada inmunológica desencadenada por estas citoquinas usando, por ejemplo, dosis antagonísticas de (p40)_{2}, puede evitar reacciones inmunes patológicas indeseadas después de la hiperproducción no regulada de las moléculas basadas en p40.
Los polinucleótidos de acuerdo con la invención se pueden usar en la producción de proteínas recombinantes de acuerdo con la invención. Los polinucleótidos también se pueden usar en vacunas de ADN o vector, junto con otras secuencias de ácido nucleico que codifican, por ejemplo, proteínas con capacidad inmunógena obtenidas de patógenos aviares.
Los polinucleótidos de acuerdo con la invención serán muy útiles para expresión in vivo o in vitro del polipéptido codificado en cantidades suficientes y en forma sustancialmente pura. Cuando se usan los polinucleótidos de acuerdo con la invención para la expresión del polipéptido codificado, los polinucleótidos pueden incluir, además de la secuencia codificante para el polipéptido o el fragmento funcional del mismo, otras secuencias codificantes, por ejemplo, secuencias líder o proteínas de fusión, tales como secuencias de marcador y similares.
Se puede emplear de forma útil una amplia diversidad de combinaciones de célula hospedadora y vehículo de clonación para la clonación de la secuencia de ácido nucleico de acuerdo con la invención. Un polinucleótido de acuerdo con la invención se puede clonar en un sistema de expresión apropiado, tal como un sistema de expresión bacteriano (por ejemplo, Escherichia coli DH5\alpha), un sistema de expresión vírico (por ejemplo, Baculovirus), un sistema de levadura (por ejemplo: Saccharomyces cerevisiae, Pichia) o células eucariotas (por ejemplo, Cos, BHK, HeLa, HD-11, DT40 o células CEF). En todos los sistemas, el polinucleótido se clona en primer lugar en un vector apropiado bajo el control de un promotor constitutivo o inducible adecuado.
Por lo tanto, en otro aspecto, la presente invención se refiere a un vector recombinante que comprende un polinucleótido de acuerdo con la invención. Son vectores adecuados, por ejemplo, cósmidos, plásmidos bacterianos o de levadura, plásmidos de amplio espectro de hospedador y vectores obtenidos de combinaciones de ADN de plásmido y fago o vírico. También están incluidos vectores obtenidos de ADN cromosómico. Además, puede estar presente un origen de replicación y/o un marcador de selección dominante en el vector de acuerdo con la invención. Los vectores de acuerdo con la invención son adecuados para transformar una célula hospedadora. Son ejemplos de vectores de clonación adecuados los vectores plasmídicos tales como pBR322, los diversos pUC, plásmidos pEMBL y Bluescript o vectores víricos tales como HVT (Herpes virus de Pavos), MDV (virus de la enfermedad de Marek), ILT (virus de la laringotraqueítis infecciosa), FAV (adenovirus de aves), FPV (virus de la Viruela aviar) o NDV (virus de la enfermedad de Newcastle).
Cuando se usa en la expresión del polipéptido o fragmentos funcionales del mismo, un vector recombinante de acuerdo con la presente invención puede comprender además una secuencia de control de expresión ligada de forma funcional a la secuencia de ácido nucleico que codifica la proteína.
"Ligado de forma funcional" se refiere a una disposición en la que las secuencias de control están configuradas para realizar su función habitual, para llevar a cabo la expresión del polinucleótido.
Tales secuencias de control de la expresión comprenden generalmente una secuencia promotora y secuencias que regulan la transcripción y traducción y/o mejoran los niveles de expresión. No tienen que estar presentes todas estas secuencias de control en un vector recombinante siempre que el polinucleótido deseado sea capaz de ser transcrito y traducido. Por supuesto, las secuencias de control de la expresión y otras secuencias pueden variar dependiendo de la célula hospedadora seleccionada o se puede hacer que sean inducibles. Tales secuencias de control de la expresión se conocen bien en la técnica y se extienden a cualquier promotor eucariota, procariótica o vírico o señal poli-A capaz de dirigir la transcripción génica. Los ejemplos de promotores útiles son el promotor de SV-40 (Science 1983, 222: 524-527), el promotor de metalotioneína (Nature 1982, 296: 39-42), el promotor de choque térmico (Voellmy et al. P.N.A.S. USA. 1985, 82: 4949-4953), el promotor de gX de PRV (Mettenleiter y Rauh, J. Virol. Methods 1990, 30: 55-66), el promotor de IE de CMV humano (documento US 5.168.062), el promotor de LTR del virus de Sarcoma de Rous (Gorman et al., P. N. A. S. USA 1982, 79: 6777-6781) o el promotor de factor de elongación 1 alfa humano o de ubiquitina, etc.
Después de que se haya clonado el polinucleótido en un vector apropiado, la construcción se puede transferir a la célula, bacteria o levadura sola mediante un método apropiado, tal como electroporación, transfección con CaCl_{2} o lipofectinas. Cuando se usa un sistema de expresión en baculovirus, el vector de transferencia que contiene el polinucleótido se puede introducir por transfección junto con un genoma de baculovirus completo.
Todas estas técnicas se conocen bien en la técnica y se describen ampliamente en protocolos proporcionados por fabricantes de materiales de biología molecular (tales como Promega, Stratagene, Clontech y/o Invitrogen) y en bibliografía o libros de texto de referencia, por ejemplo, en Rodríguez, R. L. y D. T. Denhardt, ed., "Vectors: A survey of molecular cloning vectors and their uses", Butterworths, 1988; Current protocols in Molecular Biology, eds.: F. M. Ausubel et al., Wiley N. Y., 1995; Molecular Cloning: a laboratory manual, anteriormente; y DNA Cloning, Vol. 1-4, 2da edición 1995, eds.: Glover and Hames, Oxford University Press).
Las células transformadas con un polinucleótido o un vector de acuerdo con la invención también son parte de la presente invención. Por tanto, en otro aspecto, la presente invención proporciona una célula capaz de expresar un polipéptido recombinante, caracterizada por que la célula comprende un polinucleótido de acuerdo con la invención que codifica el polipéptido recombinante expresado.
El término "recombinante" en este contexto se refiere a un polipéptido que no se expresa en la célula en la naturaleza. Por tanto, una célula hospedadora que comprende el ADN o el vector de expresión de acuerdo con la invención también está dentro del alcance de la invención. Las células hospedadoras modificadas por ingeniería genética se pueden cultivar en medios nutrientes convencionales que se pueden modificar, por ejemplo, para selección, amplificación o inducción de la transcripción apropiada. Las condiciones de cultivo tales como temperatura, pH, nutrientes, etc. se conocen bien por los especialistas en la técnica.
Las células que se transforman con un vector de acuerdo con la invención pueden ser de origen procariota o eucariota, preferiblemente, las células son de origen eucariota. Las células eucariotas de acuerdo con la invención pueden ser de origen aviar o no aviar. Las células que son de origen no aviar pueden ser, por ejemplo, células BHK, células de insecto, células HeLa o COS. Preferiblemente, las células son células aviares tales como células CEF, HD-11 o DT-40.
Una célula transformada de acuerdo con la invención puede comprender un polinucleótido de acuerdo con la invención integrado de forma estable en el material genómico o como parte de un vector que se replica de forma autónoma.
Un cultivo celular que comprende una multitud de células de acuerdo con la invención también es parte de la presente invención. Las células de acuerdo con la invención se pueden usar para expresar las subunidades polipeptídicas o la proteína completa y se pueden aislar del cultivo celular.
La clonación de las secuencias de nucleótidos que codifican la subunidades p40 y p35, respectivamente, permite la producción de proteínas puras, sin otras citoquinas. Esto es especialmente útil en el caso de la producción de anticuerpos específicos para las proteínas de la invención. Estos anticuerpos específicos se pueden generar mediante técnicas generalmente disponibles. Preferiblemente, los anticuerpos específicos son anticuerpos monoclonales. Por tanto, la presente invención proporciona además anticuerpos específicos para las subunidades p40 y/o p35 o para la IL-12 de pollo. Los anticuerpos de acuerdo con la invención son adecuados para el uso en diagnóstico o para el aislamiento y la purificación de proteínas, tales como IL-12 de pollo aviar de preparaciones sin procesar. Además, los anticuerpos se pueden usar para desarrollar ensayos para análisis cuantitativo de producción de proteína in vitro o para mediciones cuantitativas de niveles de proteína in vivo.
Como ya se ha indicado anteriormente, las proteínas y los polinucleótidos de acuerdo con la invención son especialmente útiles para mejorar la respuesta inmune a vacunas aviares (es decir, se pueden usar como o en adyuvantes).
La vacunación contra una enfermedad infecciosa pretende suscitar una respuesta inmune que limite los síntomas clínicos asociados a infección por un patógeno. Es importante que se desencadene el tipo correcto de reacción inmune, ya que muchos tipos de mecanismos inmunes que se pueden activar son inadecuados para controlar el patógeno particular. La baja capacidad de respuesta a antígenos vacunales se puede superar administrando los antígenos en combinación con adyuvantes. Los adyuvantes se definen como los componentes de una formulación de vacuna diferentes del antígeno que contribuyen a capacidad de respuesta inmune mejorada al antígeno, por ejemplo, sales de aluminio, emulsiones oleosas, derivados del péptido muramilo, monofosforil lípido A, liposomas, QS21^{TM}, MF-59^{TM}, Iscoms^{TM} y similares.
Los mecanismos celulares y moleculares que se activan después de la vacunación están fuertemente influidos por la selección de adyuvante que se administra junto con el antígeno vacunal. Por tanto, la selección de adyuvantes puede ser tan crítica como la selección de los propios antígenos vacunales para proporcionar eficacia óptima.
Las proteínas de acuerdo con la invención, en particular la IL-12 de pollo, pueden tener un efecto adyuvante potente sobre la respuesta inmune de un sujeto a una vacuna. Por tanto, en otra realización, la invención proporciona una composición de adyuvante que comprende una cantidad de adyuvante eficaz de una proteína de acuerdo con la invención, en particular IL-12 de pollo. La composición de adyuvante se puede administrar de forma concomitante o de forma secuencial con una formulación de vacuna.
La proteína o las proteínas de acuerdo con la invención se pueden incluir en la formulación de vacuna. Por tanto, en otra realización, la presente invención proporciona una vacuna que comprende al menos un agente activo, una cantidad de adyuvante eficaz de una proteína de acuerdo con la invención, preferiblemente IL-12 de pollo y un vehículo o diluyente farmacéuticamente aceptable.
Una proteína de acuerdo con la presente invención puede ser una molécula que comprende la totalidad de la subunidad o las subunidades p40 y p35 o fragmentos de las mismas, suponiendo que dichos fragmentos hayan conservado su capacidad de actuar como una citoquina (por ejemplo, cuando se usan en una vacuna, para conservar su capacidad adyuvante).
Una composición de adyuvante de acuerdo con la presente invención comprende una proteína de acuerdo con la invención, preferiblemente IL-12 de pollo, y un vehículo farmacéuticamente aceptable. Los vehículos farmacéuticamente adecuados son agua, solución salina y similares. Adicionalmente, la composición de adyuvante puede comprender uno o más adyuvantes diferentes tales como emulsiones oleosas, sales de aluminio, derivados de dipéptido muramilo, monofosforil lípido A, liposomas, QS21^{TM}, MF-59^{TM}, Iscoms^{TM} y similares. Las proteínas de acuerdo con la invención también se pueden usar junto con otras citoquinas.
La composición de adyuvante de acuerdo con la invención puede comprender, en la alternativa, un plásmido de ADN capaz de expresar una proteína de acuerdo con la invención. Dicho plásmido de ADN comprende secuencias de ADN que codifican una proteína de acuerdo con la invención, preferiblemente IL-12 de pollo, ligada de forma funcional a secuencias reguladoras de la transcripción. Las secuencias de nucleótidos que codifican otras citoquinas que se usan junto con una proteína de acuerdo con la invención pueden estar presentes en el mismo plásmido de ADN o en un plásmido separado. Después de la administración de una composición de adyuvante de ADN de este tipo a un sujeto, las células hospedadoras captan y expresan genes codificados en el ADN inoculado, dando como resultado la expresión in vivo de las proteínas de acuerdo con la invención, por ejemplo, IL-12 de pollo.
Una vacuna de acuerdo con la invención comprende al menos un agente activo y una cantidad de adyuvante eficaz de una proteína de acuerdo con la invención, es decir, en una cantidad que provocará que el sujeto vacunado produzca una respuesta inmunológica mejorada en comparación con la vacuna sin dicha proteína.
La cantidad eficaz requerida en una composición de adyuvante o vacuna de acuerdo con la invención depende del tipo de agente activo usado, del tipo de patógeno frente al que se inmuniza, así como del tipo de sujeto vacunado. La determinación de la cantidad eficaz está dentro de los conocimientos rutinarios del investigador y generalmente estará en la cantidad de 0,001 a 500 \mug/dosis. Preferiblemente, la cantidad estará entre 0,01 y 50 \mug/dosis, más preferiblemente de 0,1 a 5 \mug/dosis.
El agente activo para el uso en una vacuna de acuerdo con la invención puede ser de origen vírico, bacteriano o parasitario. El agente activo puede ser el patógeno entero que provoca la enfermedad o puede consistir en componentes obtenidos de dicho patógeno. En el caso de que el agente activo sea un patógeno entero, dicho patógeno puede ser un patógeno vivo o un patógeno inactivado. Se considera que los patógenos vivos son cepas atenuadas o débiles de origen natural de dicho patógeno. Los patógenos inactivados son patógenos destruidos por medios químicos o físicos, es decir, el patógeno inactivado o "destruido" ya no tiene capacidad de replicación. Son medios adecuados para inactivación química formaldehído, glutaraldehído, \beta-propiolactona, etilenoimina y derivados y similares. Los medios adecuados para inactivación física son radiación con UV, radiación \gamma, "choque térmico", radiación X y similares. Alternativamente, el agente activo puede constituir uno o más componentes obtenidos de dicho patógeno que provoca enfermedad, por ejemplo, proteína purificada, proteína -polisacárido, proteína- lipopolisacáridos, lipopolisacáridos y similares.
El agente activo puede ser un plásmido de ADN capaz de expresión in vivo de un patógeno o componentes seleccionados obtenidos de dicho patógeno. Además, la vacuna puede comprender un plásmido de ADN capaz de expresar in vivo una proteína de acuerdo con la invención. El ADN que codifica dicho adyuvante de proteína y el ADN que codifica dicho patógeno o componentes seleccionados pueden estar presentes en el mismo plásmido o pueden estar presentes en plásmidos separados. Después de la administración de la vacuna de ADN a un sujeto, las células hospedadoras captarán y expresarán in vivo dicho agente activo así como dicha proteína de acuerdo con la invención. Se describen vacunas de ADN, por ejemplo, en el documento US 5.580.859.
Los vehículos o diluyentes farmacéuticamente aceptables que se pueden usar para formular una composición de adyuvante o una composición de vacuna de acuerdo con la invención son estériles y fisiológicamente compatibles tales como, por ejemplo, un tampón acuoso, una solución salina y similares. Además se pueden añadir estabilizantes, conservantes y similares a estas composiciones.
Las composiciones de la presente invención pueden adoptar cualquier forma que sea adecuada para administración oral o parenteral. Para uso oral, las composiciones de adyuvante o de vacuna de acuerdo con la invención se pueden formular como soluciones, jarabes, suspensiones, comprimidos, cápsulas y similares. Para uso parenteral, las composiciones de acuerdo con la presente invención se pueden formular en una forma adecuada para inyección, tales como suspensiones, soluciones, dispersiones, emulsiones y similares. La preparación de las composiciones de acuerdo con la presente invención se realiza por medios convencionales para el especialista. Son vías de administración preferidas las vías parenterales, por ejemplo, inyección intramuscular, inyección intravenosa, inyección intradérmica, inyección subcutánea y vías por la mucosa, por ejemplo, gotas nasales, gotas oculares, pulverizadores (aerosol) y similares.
Los siguientes ejemplos ilustrarán la invención sin limitar la invención a los mismos.
Breve descripción de las figuras
Figura 1: secuencia de ADN y proteína del clon pat.pk0055.c11 (= ChIL-12 p35)
Figura 2: Homología de ADN de p35 de pollo con secuencias de p35 de ser humano, oveja, caballo, gato, bovino, ratón y marmota.
Figura 3: Homología de proteína de p35 de pollo con secuencias de p35 de ser humano, oveja, caballo, gato, bovino, ratón y marmota.
Figura 4: Homología de proteína de un fragmento de p35 de pollo (aa 65-205) con secuencias de p35 de ser humano, oveja, caballo, gato, bovino, ratón y marmota.
Figura 5: Secuencia de clon ChEST582p2; cebadores 5' y 3' (SEC ID Nº 18 y 17, respectivamente) están subrayados.
Figura 6: Homología de proteína ChEST582p2 de pollo con secuencias de p40 de ser humano, oveja, caballo, gato, bovino, ratón y marmota.
Figura 7: Cebadores de PCR de p40 de IL-12 5' degenerados; SEC ID Nº 13-16.
Figura 8: Secuencia de ADN y proteína de clon pND89 (= ChIL-12 p40).
Figura 9: Homología de ADN de p40 de pollo con secuencias de p40 de ser humano, oveja, caballo, gato, bovino, ratón y marmota.
Figura 10: Homología de proteína p40 de pollo con secuencias de p40 de ser humano, oveja, caballo, gato, bovino, ratón y marmota.
Figura 11: Secuencia de ADN y proteína de clon pND115 (= IL-12 p40 de pato).
Figura 12: Secuencia de ADN y proteína de clon pND117 (= IL-12 p40 de pavo).
Figura 13: Homología de ADN de p40 de pollo con secuencias de p40 de pato y pavo.
Figura 14: Homología de proteína de p40 de pollo con secuencias de p40 de pato y pavo.
Figura 15: Análisis de transferencia de Western de sobrenadantes de cultivo de células COS-7 después de transfección con IL-12 de pollo y otras moléculas de ADNc (simulado = control de vector vacío).
Figura 16: Inducción dependiente de IL-12 heterodimérica de pollo de IFN-\gamma (Fe = felino; simulado = control de vector vacío).
Figura 17: Proliferación dependiente de IL-12 heterodimérica de pollo de esplenocitos de pollo (Fe = felino; simulado = control de vector vacío).
Figura 18: Inducción dependiente de Flexi-IL-12 de pollo de IFN-\gamma (Fe = felino; simulado = control de vector vacío).
Figura 19: Proliferación dependiente de Flexi-IL-12 de pollo de esplenocitos de pollo (Fe = felino; simulado = control de vector vacío).
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Ejemplos Materiales y Métodos para todos los ejemplos Cultivo celular y tratamiento con LPS
Se cultivaron las líneas celulares de pollo HD-11 (origen en macrófagos) y DT-40 (origen en células B) como suspensiones celulares en RPMI (suplementado con suero de fetal de ternero al 10%, 100 \mug/ml de estreptomicina, 100 unidades/ml de penicilina, glutamina 2 mM y piruvato 1 mM) y DMEM (suplementado con suero fetal de ternero al 8%, suero de pollo al 2%, glutamina 2 mM, 100 \mug/ml de estreptomicina, 100 unidades/ml de penicilina y piruvato 1 mM) respectivamente. El tratamiento con lipopolisacáridos (LPS) incluía la incubación de células con 5 \mug/ml de LPS durante 5 h. Después del tratamiento, las células se lavaron 2 veces con solución salina tamponada con fosfato y se usaron posteriormente para el aislamiento de ARN o se almacenaron a -70ºC. Las células se mantuvieron en una atmósfera humidificada de CO_{2} al 5% a 37ºC.
La línea celular de mamífero COS-7 (células de riñón de mono verde africano) se cultivó en DMEM (suplementado con FCS al 10%, glutamina 2 mM, 100 \mug/ml de estreptomicina, 100 U/ml de penicilina y piruvato 1 mM).
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Órganos de pollo, pato y pavo y tratamiento con LPS
Se obtuvieron pollos de tres semanas de edad Normal White Leghorn libres de patógenos específicos (SPF) del animalario de Intervet y se alojaron en condiciones SPF. Los animales recibieron agua y alimentos ad libitum.
Se tamizaron órganos recién aislados de pollo, pato o pavo, es decir, bazo y riñón, usando un tamiz y tampón de Hanks. Las células se sedimentaron a 1500 rpm durante 3 minutos a temperatura ambiente y se lavaron 2 veces usando el mismo procedimiento. Posteriormente se usaron células de pato y pavo para el aislamiento de ARN. Las células de pollo se resuspendieron en RPMI suplementado con suero de pollo al 10%, 100 \mug/ml de estreptomicina y 100 unidades/ml de penicilina y se cultivaron durante 16 h. Algunas células se incubaron con 5 \mug/ml de LPS durante 5 h. Después del tratamiento, las células se lavaron 2 veces con solución salina tamponada con fosfato y se usaron posteriormente para aislamiento de ARN o se almacenaron a -70ºC. Las células se mantuvieron en una atmósfera humidificada de CO_{2} al 5% a 41ºC.
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Aislamiento de ARN
Se aisló ARN total usando Trizol reagent^{TM} (Gibco-Invitrogen), como se describe por el fabricante. Se comprobó la calidad del ARN en un gel de agarosa al 1%.
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Reacciones de RT-PCR, PCR y de secuencia
Dos \mug de ARN total se transcribieron de forma inversa hasta ADNc usando el protocolo Superscript II RT^{TM} (Gibco-Invitrogen). Este ADNc preparado recientemente se usó posteriormente como molde para amplificación por PCR. Para esto se mezcló 1 \mul de reacción de ADNc de RT (10-20 ng de molde de ADNc plasmídico) con 0,5 \mul de 1 unidad/\mul de Supertaq^{TM} (HT Biotechnology Ltd.), 1 \mul de 10 ng/\muI de cada cebador, 1,6 \mul de dNTP 2 mM y 2 \mul de tampón de PCR ST 10x (HT Biotechnology Ltd.) en un volumen final de 20 \mul. Las condiciones de ciclado de la reacción eran 94ºC durante 2 min, después 30 ciclos de 94ºC durante 30 s, 55º C durante 1 min, 72ºC durante 1 min 30 s, después 72ºC durante 2 min para una extensión final. Los productos PCR se purificaron en gel usando el Qiaquick Gel Extraction kit^{TM} (Qiagen), se clonaron en el vector pDrive^{TM} (Qiagen PCR Cloning kit, Qiagen) o en el vector pCR2.1-TOPO^{TM} (TA Cloning Kit, Invitrogen).
Se purificó el ADN plasmídico usando el Qiagen Plasmid Midi kit^{TM} (Qiagen). Para reacciones de PCR generales, en las que se usan 10 ng de un molde plasmídico, se usan las mismas condiciones de ciclado que las que se han descrito anteriormente.
Todos los clones se secuenciaron de forma extensa tanto en las direcciones 5' como 3' usando un kit de secuenciación de ADN (BigDye Terminator v3.0 Cycle Sequencing Ready Reaction^{TM}, Applied Biosystems). Las secuencias se analizaron con el software Sequencher^{TM} 4.0 (Gene Codes Corporation).
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Análisis de secuencia
El análisis de secuencia incluyó el uso de búsquedas Blast (por un servidor interno, InterBLAST, de Intervet Innovation, Schwabenheim, Alemania), la versión 10.2 de Wisconsin Package^{TM} (Genetics Computer Group, GCG), Sequencher^{TM} 4.0 (Gene Codes Corporation), OMIGA^{TM} 2.0 (Oxford Molecular Ltd.) y de GeneDoc^{TM} 2,6
(www.psc.edu/biomed/genedoc).
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IL-12 p35 de pollo (Ch), ChIL-12 p40, ChFlexi-IL-12 y construcciones de expresión eucariotas de Flexi-IL-12 Felina (Fe)
ChIL-12 p35. Se escindió ChIL-12 p35 de longitud completa (clon pat.pk0055.c11), clonado originalmente en pcDNA3^{TM} (Invitrogen) (Tirunagaru, VG et al. Genomics 2000, 66: 144) de pcDNA3 usando EcoRI y NotI y se clonó en los sitios de restricción correspondientes del vector de expresión eucariota pcDNA3. (+)^{TM} (Invitrogen). También se clonó el fragmento ChlL-12 p35 de EcoRI/NotI en los sitios de restricción correspondientes de pcDNA3.(-)^{TM} (Invitrogen) para obtener una construcción de control antisentido.
ChIL-12 p40. ChIL-12 p40 de longitud completa, presente en una genoteca de ADNc construida a partir de células T y B agrupadas aisladas de pollos vacunados y reclonadas en pDrive^{TM} (Qiagen), se escindió de pDrive usando NotI y HindIII y se clonó en los sitios de restricción correspondientes del vector de expresión eucariota pcDNA3.1 (-) (Invitrogen).
ChFlexi-IL-12. Se generó una molécula de IL-12 de pollo de cadena única mediante una estrategia descrita por McMonagle et al. (Equina Vet. J. 2001, 33: 693).
Se usaron los siguientes cebadores para amplificar ChIL-12 p35 sin la supuesta secuencia de péptido señal de 35 aminoácidos (como se determina por el programa SPScan del Wisconsin Package (anteriormente) y que introdujeron un sitio de restricción BamHI 5' y Hindlll 3':
5'-TTGGATCCGGTGGCGGCGGATCTCTGCCACCTCCTGCCCA-3' (SEC ID Nº 9) y
5'-CCAAGCTTTTACATCTCTGCAGTGAGGGCACTCAGGTAGC-3' (SEC ID Nº 10).
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Para ChIL-12 p40 se usaron los siguientes cebadores que introdujeron un sitio de restricción NotI 5' y BamHI 3':
5'-TTGCGGCCGCCATGTCTCACCTGCTATTTGCCTTACTTTC-3' (SEC ID Nº 11) y
5'-TGGATCCACCACCGCCCGAGCCACCGCCACCTCTGCAAAGCGTGG3' (SEC ID Nº 12).
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Ambos fragmentos de PCR se clonaron de forma separada en pCR2.1-TOPO^{TM} (Invitrogen) y se secuenciaron de forma amplia. Se escindió ChIL-12 p40 de pCR2.1-TOPO como un fragmento NotI/BamHI y se clonó en los sitios de restricción correspondientes del vector pcDNA3.1 (-) (Invitrogen). Se escindió ChIL-12 p35 de pCR2.1-TOPO como un fragmento BamHI/Hindlll y se clonó en los sitios de restricción correspondientes de la construcción [ChIL-12 p40]-[pcDNA3.1 (-)] cadena abajo del fragmento p40. Esto dio como resultado una construcción heterodimérica p40-p35 de cadena única en la que la cadena de p40 se une con la cadena de p35 por un enlazador en fase (Gly_{4}Ser)_{3};
esta molécula se denominó ChFlexi-IL-12. FeFlexi-IL-12. Se clonó IL-12 felina en el vector eucariota pCI-neo^{TM} (Promega) (Dr. L. Nicolson, Univ. of Glasgow Veterinary School, RU) produciendo una construcción similar a la ChFlexi-IL-12.
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Expresión transitoria de clones de ADNc en células COS-7
Se transfectaron células COS-7 con 1,5 \mug de cada construcción de ADNc usando el reactivo de Invitrogen Life Technologies Lipofectamine^{TM} (como se describe por el fabricante) y se cultivaron en placas de 3 cm con DMEM (sin FCS ni penicilina/estreptomicina). Después de 8 horas, las células transfectadas se lavaron y cultivaron en DMEM con penicilina/estreptomicina y FCS al 10%. Después de 72 h de incubación a 37ºC/CO_{2} al 5% se recogieron los sobrenadantes del cultivo celular y se centrifugaron a 13.000 rpm durante 10 min a 4ºC para eliminar restos celulares. Los sobrenadantes se analizaron por transferencia de Western y se usaron inmediatamente o se almacenaron a -70ºC.
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Análisis de transferencia de Western
Los sobrenadantes de cultivo celular de células COS-7 transfectadas se fraccionaron por tamaño usando Nu-PAGE^{TM} al 4-12% (Invitrogen) y se transfirieron sobre filtros de nitrocelulosa (Schleicher & Schuell). Las transferencias de Western se bloquearon en leche desnatada al 3% (MPBS) en PBS y se incubaron posteriormente con un anticuerpo policlonal que se generó contra un péptido p40 de FeIL-12 diluido 1: 300 en MPBS. El bloqueo y la incubación de los anticuerpos se realizaron cada uno durante 1 h a temperatura ambiente. Después del lavado extenso (3 veces 5 min) se incubaron las transferencias con anticuerpos de cabra anti-IgG de conejo conjugados con peroxidasa alcalina (AP) (Sanbio) diluidos 1: 1000 en MPBS durante 1 h a temperatura ambiente. Después del lavado (3 veces 5 min) se visualizaron por tinción los anticuerpos secundarios marcados con AP.
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Ensayos de bioactividad para IL-12 de Pollo (Ch)
Ensayo con NO para la inducción de ChIFN-\gamma esplénico por CHIL-12. Se aislaron de forma reciente esplenocitos de pollo y se sembraron por triplicado en una placa de 96 pocillos con una densidad de 0,5 x 10^{6} células/pocillo en 100 \mul y se incubaron con 50 \mul de diluciones seriadas de sobrenadantes de cultivo celular de células COS-7 transfectadas con clones de ADNc que codificaban ChIL-12 p40, ChIL-12 p40 mezclada con ChIL-12 p35, ChFlexi-IL-12, FeFlexi-IL-12 o con un plásmido pcDNA3.1 vacío (simulado). Cuarenta y ocho horas después de la adición de las proteínas se recogieron los sobrenadantes (75 \mul) y se analizaron para la presencia de ChIFN-\gamma biológicamente activo. Para esto se incubaron 100 \mul de 1,5 x 10^{6}/ml de células HD-11 con 75 \mul de los sobrenadantes recogidos durante 24 h a 37ºC/CO_{2} al 5% en placas de 96 pocillos. La activación de células HD-11 por ChIFN-\gamma se midió como una función de acumulación de nitrito en los sobrenadantes de cultivo usando el ensayo de Griess (Ding, A H et al., J. Immunol. 1988, 141: 2407; Stuehr, D J y C F Nathan, J. Exp. Med. 1989, 169: 1543).
Ensayo para proliferación de esplenocitos por ChIL-12. Después de retirar 75 \mul de los sobrenadantes (véase la sección Ensayo con NO para la inducción de ChIFN-\gamma esplénico por CHIL-12.) se añadieron 50 \muI de medio y 18,5 kBq de metil-^{3}H-timidina (25 \muI por pocillo) a los restantes 75 \mul en la placa de 96 pocillos y se incubaron durante 18-20 h a 41ºC/CO_{2} al 5%. Después de la incubación se contó la radiactividad incorporada usando un contador \beta LKB Betaplate^{TM}.
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Análisis estadístico
La significación de las diferencias entre las medias de producción de NO o entre las medias de proliferación celular se analizó usando el ensayo t de Student. Las diferencias se consideraron significativas con un nivel de confianza del 95% (P < 0,05).
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Ejemplo 1 Aislamiento y análisis de secuencia del clon pat. pk0055.c11 que codifica la subunidad p35 de IL-12 de pollo (ChIL-12 p35)
El análisis de la fase de lectura abierta (nucleótidos 1-618) del clon de ADNc pat.pk0055.c11 (véase la Figura 1), que se aisló de un proyecto de secuenciación de alto rendimiento de la genoteca de ADNc de células T estimuladas con Con A de pollo (Tirunagaru et al., anteriormente) mostró que es homólogo a las secuencias de ADNc de p35 de IL-12 de ser humano (43% de homología global, M65271 en EMBL/Genbank), oveja (45% de homología global, AF173557 en EMBL/Genbank), caballo (48% de homología global, Y11130 en EMBL/Genbank), gato (43% de homología global, Y07761 en EMBL/Genbank), bovino (45% de homología global, U14416 en EMBL/Genbank), ratón (42% de homología global; M86672 en EMBL/Genbank) y marmota (45% de homología global, X970189 en EMBL/Genbank) (véase la Figura 2). Un alineamiento múltiple de la proteína ChIL-12 p35 codificada por pat.pk0055.c11 con proteínas p35 de IL-12 de ser humano, oveja, caballo, gato, bovino, ratón y marmota produce una homología de aminoácidos global del 27%, 25%, 30%, 24%, 25%, 29% y 21%, respectivamente (véase la Figura 3). Cuando se eliminan los primeros 64 aa (restos 1-64) de pat.pk0055.c11, las homologías con las proteínas p35 de IL-12 de ser humano, oveja, caballo, gato, bovino, ratón y marmota aumenta hasta el 33%, 32%, 37%, 25%, 32%, 34% y 28%, respectivamente (véase la Figura 4), indicando que el fragmento N-terminal de pat.pk0055.c11 no está tan altamente conservado como el resto de la proteína. Basándose en estas homologías de secuencia, se concluye que el clon pat.pk0055.c11 codifica la subunidad p35 de IL-12 de pollo.
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Ejemplo 2 Aislamiento del clon pND89 que codifica la subunidad p40 de IL-12 de pollo (ChIL-12 p40)
La secuencia codificante, es decir, los nucleótidos 35-1042 de la subunidad p40 de interleuquina 12 de ratón (MuIL-12 p40; número de Acceso a EMBL/Genbank M86671) se usó para explorar la Base de Datos de Depósito de EST de Pollo de UMIST/Nottingham/Dundee (\underbar{http://www.chick.umist.ac.uk/cgi-bin/chicken\_database.cgi}) usando el programa tBlastX. Se recuperó una secuencia de EST de pollo (ID de clon: ChEST582p2; nombre EST 603603708F1; obtenido de riñón adulto) que mostró el 51% de identidad con los aa 251-279 y el 66% de identidad con los aa 310-327 de la secuencia de MulL-12 p40. No se ha asignado ningún número de Acceso a Genbank a este clon ChEST582p2 y no se realizaron anotaciones que apuntaban en la dirección de IL-12 por los propietarios de esta base de datos de EST de Pollo. Una búsqueda en base de datos en la misma base de datos de EST de pollo con este clon ChEST582p2 no dio como resultado un clon más largo o de longitud completa. Una búsqueda en base de datos similar en la base de datos de EST de pollo de U. D. (\underbar{http://www.chickest.udel.edu/}) con la secuencia codificante, es decir, los nucleótidos 35-1042, de MulL-12 p40 (número de Acceso a EMBL/Genbank M86671) no dio como resultado una coincidencia válida usando el programa BlastN ni una búsqueda con el clon ChEST582p2 dio como resultado un clon más largo o de longitud completa.
El clon ChEST582p2 identificado tiene 848 nucleótidos de longitud, de los cuales los nucleótidos 3-233 (que incluyen un codón de terminación) codifican un polipéptido de 76 aa de longitud (véase la Figura 5). Un alineamiento múltiple de la secuencia de proteína de ChEST582p2 predicha mostró que se alinea con la parte más C-terminal de MuIL-12 p40 (35% de homología global; M86671 en EMBL/Genbank) y con la parte C-terminal de IL-12 p40 de varias otras especies incluyendo ser humano (43% de homología global, M65272 en EMBL/Genbank), oveja (43% de homología global, AF004024 en EMBL/Genbank), caballo (43% de homología global, Y11129 en EMBL/Genbank), gato (43 % de homología global, Y07762 en EMBL/Genbank), bovino (42% de homología global, U11815 en EMBL/Genbank) y marmota (51% de homología global, X97019 en EMBL/Genbank) (véase la Figura 6).
Estas altas homologías prueban que el clon ChEST582p2 codifica la parte C-terminal de la subunidad p40 de IL-12 de pollo.
Para clonar la subunidad de proteína IL-12 p40 de pollo de longitud completa (ChIL-12 p40) se han usado tres estrategias.
En la primera estrategia se diseñaron 3 cebadores degenerados:
5'-ATGTGTCACCAGYRGTTGGTCMTCTCYTG-3' (SEC ID Nº 13),
5'-ATGTGTCYTCAGMAGYTRRYCATCTCCTG-3' (SEC ID Nº 14) y
5'-ATGTGTCWYCAGYRGTTGGTCMTCTCCTG-3') (SEC ID Nº 15),
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y 1 cebador de extremo 5' específico
5'-ATGCACCCTCAGCAGTTGGTCGTTTCCTG-3' (SEC ID Nº 16),
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\quad
basándose en el extremo 5' de ser humano (M65272 en EMBL/Genbank), reno (U57752 en EMBL/Genbank), caballo (Y11129 en EMBL/Genbank), oveja (AF004024 en EMBL/Genbank), ratón (M86671 en EMBL/Genbank) y marmota (X97019 en EMBL/Genbank) (véase la Figura 7). En combinación con un cebador de ChESTp582p2 3'
5'-TTATCTGCAAAGCGTGGACCACTCACTCCAGGAT-3' (SEC ID Nº 17)
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\quad
(complementario a las posiciones de nucleótidos 233-200 en la Figura 5) se realizó una reacción de RT-PCR en ARN total aislado de células HD-11 (macrófago) de pollo, células DT-40 (B) de pollo, células de riñón de pollo y células de bazo de pollo tratadas con o sin 5 \mug/ml de lipopolisacárido (LPS). Sorprendentemente, ninguna de las combinaciones de cebadores dio como resultado un producto de PCR. Como un control se realizó una reacción de RT-PCR simultáneamente usando un cebador de ChESTp582p2 de extremo 5'
5'-ACCTGGACATATCCCAAGACCTGGAGCACA-3' (SEC ID Nº 18)
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\quad
(posiciones de nucleótidos 12-41 en la Figura 5) y el cebador de ChESTp582p2 de extremo 3' (SEC ID Nº 17, anteriormente). Esta combinación de cebador dio como resultado un fragmento de PCR de -200 nucleótidos. Estos resultados indican que no es posible obtener una molécula de IL-12 p40 de pollo de longitud completa usando una estrategia de RT-PCR basada en las secuencias de IL-12 p40 de extremo 5' de ser humano, reno, caballo, ratón o marmota con cebadores degenerados en combinación con un cebador de extremo 3' específico.
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En la segunda estrategia se usaron grupos de plásmidos aislados de una genoteca de ADNc de HD-11 que se construyó a partir células HD-11 (macrófagos) de pollo estimuladas durante 5 h con 5 \mug/ml de LPS (Sick C, Schneider K, Staeheli P, Weining K C. Novel chicken CXC and CC chemokines. Cytokine 2000, 12: 181-186) En esta genoteca, las moléculas de ADNc se clonan unidireccionalmente entre los sitios EcoRI y XhoI del vector de expresión eucariota pcDNA1. En una reacción de PCR con un cebador de vector pcDNA1 de extremo 5' 116 nucleótidos cadena arriba del sitio de restricción EcoRI
5'-CTGGCTAACTAGAGAACCCACTGCTTACTGGCTT-3' (SEC ID Nº 19)
(posiciones de nucleótidos 2918-2951 del vector pcDNA1) y el cebador de ChEST582p2 3' (SEC ID Nº 17, anteriormente) se obtuvo un fragmento de PCR de \sim1000 nucleótidos que se clonó en pDrive^{TM} (Qiagen).
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En la tercera estrategia se usaron grupos de plásmidos aislados a partir de una genoteca de ADNc que se construyó a partir de células T y B agrupadas aisladas de pollos vacunados. En esta genoteca, las moléculas de ADNc se clonan unidireccionalmente entre los sitios NotI y EcoRI del vector de expresión eucariota pBlueScript^{TM} (Stratagene). En una reacción de PCR con un cebador de vector pBlueScript de extremo 5' aproximadamente 120 nucleótidos cadena arriba del sitio de restricción NotI y el cebador ChEST582p2 3' (SEC ID Nº 17, anteriormente), se obtuvo un fragmento de PCR de \sim 1000 nucleótidos que se clonó en pDrive.
Para investigar si este clon, denominado pND89, contiene el fragmento de IL-12 p40 de \sim 200 nucleótidos en el extremo 3', se realizó una reacción de PCR usando pND89 como molde en combinación con el cebador de ChESTp582p2 5' (SEC ID Nº 18, anteriormente) y ChESTp582p2 3' (SEC ID Nº 17, anteriormente). Los resultados muestran un fragmento de PCR \sim200 nucleótidos que indica que el clon de ADNc pND89 de \sim1000 nucleótidos de longitud contiene el fragmento de IL-12 p40 de 222 nucleótidos de longitud.
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Ejemplo 3 Análisis de secuencia del clon de ADNc pND89
El clon pND89 se secuenció de forma amplia, lo que mostró que el clon de ADNc (del inicio al final) tiene 948 nucleótidos de longitud y codifica una proteína de 315 aa (véase la Figura 8). El análisis de la secuencia de ADNc de pND89 que contiene la fase de lectura abierta (nucleótidos 1-948) mostró que es homóloga a las secuencias de ADNc de IL-12 p40 de ser humano (57% de homología global, M65272 en EMBL/Genbank), oveja (56% de homología global, AF004024 en EMBL/Genbank), caballo (57% de homología global, Y11129 en EMBL/Genbank), gato (55% de homología global, Y07762 en EMBL/Genbank), bovino (56% de homología global, U11815 en EMBL/Genbank), ratón (55% de homología global; M86671 en EMBL/Genbank) y marmota (57% de homología global, X97019 en EMBL/Genbank) (véase la Figura 9). Un alineamiento múltiple de la proteína Ch IL-12 p40 codificada por pND89 con las proteínas IL-12 p40 de ser humano, oveja, caballo, gato, bovino, ratón y marmota produce una homología de aminoácidos del 41%, 40%, 40%, 42%, 39%, 36% y 41%, respectivamente (véase la Figura 10). El análisis de secuencia mostró además la presencia de un péptido señal dando como resultado el sitio de escisión entre los aa 20-21 un péptido señal de 20 aa y una proteína madura de 295 aa. La presencia de una caja WSXWS (aa 305-311), un dominio de tipo C2 similar a Ig (restos aa 41-94) y un dominio de fibronectina de tipo III (restos aa 228-308), que son ambos característicos para IL-12 p40, se confirmaron por similitud. Estas homologías de secuencia prueban que el clon pND89 codifica la subunidad p40 de IL-12 de pollo.
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Ejemplo 4 Aislamiento y análisis de secuencia de los clones pND115 y pND117 que codifican las subunidades de p40 de IL-12 de pato y pavo, respectivamente
Usando la secuencia de IL-12 p40 de pollo y la alta homología existente entre pollo y pato/pavo, se intentó clonar las subunidades de IL-12 p40 de pato y pavo. En combinación con un cebador de IL-12 p40 de pollo de extremo 5'
5'-ATGTCTCACCTGCTATTTGC-3' (SEC ID Nº 20)
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(posiciones de nucleótidos 1-20 en la Figura 8) y un cebador de IL-12 p40 de pollo de extremo 3'
5'-TTATCTGCAAAGCGTGGACCACT-3' (SEC ID Nº 21)
(complementario a las posiciones de nucleótidos 948-926 en la Figura 8) se realizó una reacción de RT-PCR en ARN total aislado de células de bazo y riñón de pato o pavo. De las reacciones de RT-PCR se obtuvieron fragmentos de PCR de \sim1000 nucleótidos que se clonaron posteriormente en el vector pCR2.1^{TM} (Invitrogen). El clon de pato se denominó pND115 y el clon de pavo pND117. Los clones pND115 y pND117 se secuenciaron de forma amplia, lo que mostró que ambos clones de ADNc (del inicio al final) tienen 948 nucleótidos de longitud y codifican proteínas de 315 aa (véase las Figuras 11 y 12). El análisis de las secuencias de ADNc de pND115 y pND117 que contienen la fase de lectura abierta (nucleótidos 1-948) mostró que ambas tienen > 99% de identidad con la secuencia de ADNc de IL-12 p40 de pollo (véase la Figura 13). Un alineamiento múltiple de las proteínas pND115 y pND117 predichas mostró que pND115 es idéntica a IL-12 p40 de pollo y que pND117 tiene > 99% de identidad con la proteína IL-12 p40 de pollo (véase la Figura 14). Las pequeñas diferencias en homología entre pND115, pND117 e IL-12 p40 de pollo son el resultado de pequeñas sustituciones en la secuencia de ADNc que dan como resultado mutaciones de restos aminoacídicos silenciosas tanto para pND115 como para pND117 y 1 cambio de resto aminoacídico por pND117 (véase la Figura 14). Basándose en estas altas homologías de secuencia se concluye que el clon pND115 codifica la subunidad p40 de IL-12 de pato y que el clon pND117 codifica la subunidad p40 de IL-12 de pavo.
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Ejemplo 5 Caracterización de IL-12 de Pollo (Ch) recombinante
Para detectar las subunidades secretadas p40 de ChIL-12 y p35 de ChIL-12 después de la (co-)transfección de células COS-7 se aplicó análisis de transferencia de Western no desnaturalizante. Para esto se usó un anticuerpo policlonal que se generó contra un péptido de la subunidad p40 de IL-12 Felina (Fe). Con este anticuerpo anti-péptido FeIl-12 p40 se podrían detectar ChIL-12 p40 y el homodímero de ChIL-12 p40: ChIL-12 p80 (Ch (p40)_{2}) en los sobrenadantes de células COS-7 transfectadas (Figura 15, carril 1). En los sobrenadantes de células COS-7 transfectadas tanto con ChIL-12 p35 como con ChIL-12 p40 se podría detectar la proteína ChIL-12 p70 heterodimérica (ChIL-12) (Figura 15, carril 4) indicando que la cadena de p40 y p35 interaccionan entre sí en la molécula IL-12 p70 heterodimérica. La formación de ChIL-12 p70 era más eficaz que la formación de ChIL-12 p80 homodimérica ya que no se pudieron detectar o solamente cantidades muy pequeñas de ChIL-12 p80. Además, la formación de ChIL-12 p70 es específica ya que la co-transfección de ADNc de ChIL-12 p40 con ADNc de ChIL-12 p35 antisentido o con una construcción de ADNc que codifica una proteína vírica irrelevante (IBV-N) no dio como resultado heterodimerización (Figura 15, carriles 5-6).
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Ejemplo 6 Bioactividad de IL-12 de Pollo: [1] inducción dependiente de ChIL-12 de ChIFN-\gamma
Una característica de actividad de IL-12 en mamíferos es su inducción de IFN-\gamma por linfocitos T. Por lo tanto, los niveles de IFN-\gamma se evaluaron en el medio de cultivo de esplenocitos de pollo aislados recientemente incubados con diluciones de diversas proteínas aisladas después de la (co-)expresión transitoria en células COS-7. Se midió ChIFN-\gamma como una función de acumulación de nitrito usando células HD-11 y el ensayo de Griess. Como se muestra en la Figura 16, solamente ChIL-12 p7C heterodimérica (una co-transfección de ChIL-12 p40 con ChIL-12 p35) es capaz de inducir producción de IFN-\gamma en esplenocitos de pollo de un modo que depende de la concentración. La introducción por transfección del vector simulado o de ChIL-12 p40 sola no pudo inducir la secreción de ChIFN-\gamma hasta un nivel en alguna manera comparable con la ChIL-12 p70 heterodimérica. A continuación es evidente que solamente la IL-12 con especificidad de especie induce IFN-\gamma en esplenocitos de pollo ya que la FeFlexi-IL-12 no indujo cantidades significativas de ChIFN-\gamma. Las diferencias en la producción de NO entre ChIL-12 p40 y ChIL-12 p70 (una co-transfección de ChIL-12 p40 con ChIL-12 p35) y entre ChIL-12 p70 y FeFlexi-IL-12 eran significativas (P < 0,05). Tomados de forma conjunta, estos resultados indican que ChIL-12 es bioactiva y que la inducción de IFN-\gamma mediante esplenocitos de pollo depende de ChIL-12.
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Ejemplo 7 Bioactividad de IL-12 de Pollo: [2] proliferación dependiente de ChIL-12 de esplenocitos de pollo
Otra característica de IL-12, compartida con varias otras citoquinas, es su inducción de proliferación de células T. La respuesta de crecimiento de esplenocitos de pollo recién aislados a diversas proteínas, aisladas después de
(co-)expresión transitoria en células COS-7, se midió por un ensayo de proliferación celular. Solamente la ChIL-12 p70 heterodimérica (una co-transfección de ChIL-12 p40 con ChIL-12 p35) fue capaz de inducir la proliferación de esplenocitos de pollo (Figura 17). Los datos de proliferación relativamente bajos observados para las primeras diluciones se explican posiblemente por efectos de sobredosis para estos parámetros. Ni la ChIL-12 p40 sola ni FeFlexi-IL-12 fueron capaces de inducir respuestas proliferativas similares. De la dilución 1/6, las diferencias de proliferación entre ChlL-12 p40 y ChIL-12 p70 (una co-transfección de ChIL-12 p40 con ChIL-12 p35) y entre ChIL-12 p70 y FeFlexi-IL-12 fueron significativas (P <0,05). Tomados de forma conjunta, estos resultados prueban que ChIL-12 es bioactiva y que la molécula es capaz de inducir proliferación de esplenocitos de pollo.
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Ejemplo 8 Bioactividad de IL-12 de Pollo: [3] Bioactividad de ChFlexi-IL-12 de cadena única
Después de mostrar que la co-transfección de ChIL-12 p40 de cadena única con ChIL-12 p35 de cadena única dio como resultado la formación de un heterodímero bioactivo de ChIL-12 (Figuras 16 y 17) se construyó una molécula de IL-12 de cadena única (ChFlexi-IL-12). ChFlexi-IL-12 es una construcción heterodimérica de p40-p35 de cadena única en la que la cadena de ChIL-12 p40 está enlazada a la cadena de ChIL-12 p35 por un enlazador en fase (Gly_{4}Ser)_{3}, también denominado una región "bisagra". Se pudo demostrar por análisis de transferencia de Western que el perfil de expresión de la ChFlexi-IL-12 después de la introducción por transfección en células COS-7 es comparable al de FeFlexi-IL-12.
Después de la incubación de esplenocitos de pollo recién aislados con ChFlexi-IL-12 se observó tanto la liberación de IFN-\gamma como proliferación celular (Figura 18 y Figura 19). Los resultados de estos experimentos prueban que la construcción flexi de IL-12 de pollo también es bioactiva.
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<110> Akzo Nobel N. V.
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<120> Citoquinas aviares, tales como IL-12, que comprenden una(s) subunidad(es) p40 y/o p35
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<130> 2002-099-FF
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\vskip0.400000\baselineskip
<160> 21
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<170> PatentIn versión 3.2
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<210> 1
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<212> PRT
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<213> Pollo
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1
2
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<212> PRT
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<212> ADN
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<212> ADN
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<213> Pollo
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5
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<212> PRT
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<223> Cebador de PCR y/o secuenciación
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<212> ADN
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<223> Cebador de PCR y/o secuenciación
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<223> Cebador de PCR y/o secuenciación
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<223> Cebador de PCR y/o secuenciación
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<223> Cebador de PCR y/o secuenciación
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<211> 30
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<212> ADN
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<223> Cebador de PCR y/o secuenciación
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22
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<213> Artificial
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<223> Cebador de PCR y/o secuenciación
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<400> 21
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm
25

Claims (13)

1. Proteína IL12 aviar que comprende las subunidades polipeptídicas:
-
una subunidad que tiene una secuencia de aminoácidos que muestra una similitud de al menos el 80% con la longitud completa de la secuencia de aminoácidos como se ilustra en la SEC ID Nº 1,
-
una subunidad que tiene una secuencia de aminoácidos que muestra una similitud de al menos el 80% con la longitud completa de la secuencia de aminoácidos como se ilustra en la SEC ID Nº 2.
2. Proteína de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende una subunidad que tiene un peso molecular aparente de aproximadamente 40 kD y que tiene una secuencia de aminoácidos como se ilustra en la SEC ID Nº 1, la SEC ID Nº 5 o la SEC ID Nº 7.
3. Proteína de acuerdo con la reivindicación 2, compuesta por:
-
una subunidad que tiene un peso molecular aparente de aproximadamente 40 kD y que tiene una secuencia de aminoácidos como se ilustra en la SEC ID Nº 1 y
-
una subunidad que tiene un peso molecular aparente de 35 kD y que tiene la secuencia de aminoácidos como se ilustra en la SEC ID Nº 2, estando dichas subunidades enlazadas.
4. Polinucleótido de IL12 aviar aislado que codifica al menos una de las siguientes subunidades polipeptídicas:
-
una subunidad que tiene una secuencia de aminoácidos que muestra una similitud de al menos el 80% con la longitud completa de la secuencia de aminoácidos como se ilustra en la SEC ID Nº 1 y
-
una subunidad que tiene una secuencia de aminoácidos que muestra una similitud de al menos el 80% con la longitud completa de la secuencia de aminoácidos como se ilustra en la SEC ID Nº 2.
5. Polinucleótido de IL12 aviar aislado que comprende al menos una secuencia de ácido nucleico seleccionada del grupo que consiste en:
-
una secuencia polinucleotídica que muestra una identidad de al menos el 80% con la longitud completa de la secuencia ilustrada en la SEC ID Nº 3,
-
una secuencia polinucleotídica que muestra una identidad de al menos el 80% con la longitud completa de la secuencia ilustrada en la SEC ID Nº 4.
6. Vector recombinante que comprende un polinucleótido de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5.
7. Célula que comprende un polinucleótido de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5 o un vector de acuerdo con la reivindicación 6.
8. Composición de adyuvante que comprende una proteína de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3 o uno o más polinucleótidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4-5 o un vector de acuerdo con la reivindicación 6 y un vehículo farmacéuticamente aceptable.
9. Composición de vacuna que comprende un agente activo obtenido de un patógeno aviar y una proteína de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, junto con un vehículo farmacéuticamente aceptable.
10. Composición de vacuna que comprende un agente activo obtenido de un patógeno aviar y uno o más polinucleótidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4-5 o un vector de acuerdo con la reivindicación 6, junto con un vehículo farmacéuticamente aceptable.
11. Uso de una proteína de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3 como un inmunoestimulante.
12. Uso de una proteína de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en un adyuvante de vacuna.
13. Composición farmacéutica que comprende una proteína de acuerdo con la reivindicación 1 junto con un vehículo farmacéuticamente aceptable.
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