Plasminogenaktivator mit verbesserter Zymogenität Plasminogen activator with improved zymogenicity
Die Erfindung betrifft einen Plasminogenaktivator mit verbesserter Zymogenität, Arzneimittel zur Behandlung von thromboembolischen Erkrankungen, pharmazeutische Zusammensetzungen, welche einen solchen Plasminogenaktivator enthalten und deren Verwendung.The invention relates to a plasminogen activator with improved zymogenicity, medicaments for the treatment of thromboembolic disorders, pharmaceutical compositions which contain such a plasminogen activator and their use.
Gewebsplasminogenaktivator (t-PA) ist eine aus mehreren Domänen bestehende Serinprotea- se, welche die Umwandlung von Plasminogen in Plasmin katalysiert und zur fibrinolytischen Therapie verwendet wird.Tissue plasminogen activator (t-PA) is a multi-domain serine protease that catalyzes the conversion of plasminogen to plasmin and is used for fibrinolytic therapy.
Es sind eine Vielzahl von t-PA- Varianten und Mutationen bekannt, vgl. beispielsweise die Übersichtsartikel T.J.R. Harris (1987) und J. Krause (1988).A large number of t-PA variants and mutations are known, cf. For example, the review articles T.J.R. Harris (1987) and J. Krause (1988).
Zur Wirkungsweise von t-PA ist unter anderem bekannt, daß die Fibrinolyse teilweise durch die Interaktion zwischen t-PA und Plasminogenaktivator-Inhibitor 1 (PAI-1, ein Serinpro- tease-Inhibitor aus der Serpinfamilie) reguliert wird. Die Bindung von PAI-1 an t-PA erfolgt im wesentlichen über die Aminosäuren 296 - 302. Eine Mutation dieses Bereichs vermindert den inhibitorischen Einfluß von PAI-1 auf t-PA (E.L. Madison et al. (1990)). Zum Mechanismus der Interaktion zwischen dem Aminosäurebereich 296 - 302 von t-PA mit PAI-1 wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt (vgl. auch E.L. Madison, Nature 339 (1989) 721 - 723; R.V. Schohet, Thrombosis and Haemostasis 71 (1994) 124-128; CJ. Refino, Thrombosis and Haemostasis 70 (1993) 313 - 319; N.F. Paoni, Protein Engineering 6 (1993) 529 - 534 und Thrombosis and Haemostasis 70 (1993) 307 - 312; W.F. Bennett, J. Biol. Chem. 266 (1991) 5191 - 5201, D. Eastman, Biochemistry 31 (1992) 419 - 422).
Nicht modifizierter humaner t-PA (im weiteren als t-PA bezeichnet) besteht in seiner im Plasma vorkommenden Form aus 527 Aminosäuren und kann durch Plasmin in zwei Ketten, die dann noch über eine Disulfidbrücke zusammengehalten werden, gespalten werden. Die A-Kette (auch schwere Kette genannt) besteht aus vier strukturellen Domänen. Die Fingerdomäne (Aminosäuren 1 - 49) zeigt gewisse Ähnlichkeiten mit den Fingerstrukturen in Fibronektin. Die Growth-Factor-Domäne (Aminosäuren 50 - 86) ist in gewissem Umfang homolog zu murinen und humanen epidermalen Wachstumsfaktoren. Die Kringledomänen (Aminosäuren 87 - 261) sind im großen Umfang homolog zur vierten und fünften Kringledo- mäne von Plasminogen. Die Finger- und Kringle-2-Domänen von t-PA sind in der Fibrinbindung und in der Stimulation der proteolytischen Aktivität durch Fibrin besonders involviert. Die B-Kette von t-PA (Aminosäuren 276 - 527, Proteasendomäne) ist eine Serinprotease und weitgehend homolog zu den B-Ketten von Urokinase und Plasmin (T.J.R. Harris (1987) und J. Krause (1988).Among other things, it is known about the mode of action of t-PA that fibrinolysis is partly regulated by the interaction between t-PA and plasminogen activator inhibitor 1 (PAI-1, a serine protease inhibitor from the serpin family). The binding of PAI-1 to t-PA takes place essentially via amino acids 296-302. A mutation in this region reduces the inhibitory influence of PAI-1 on t-PA (EL Madison et al. (1990)). Extensive studies have been carried out on the mechanism of the interaction between the amino acid region 296-302 of t-PA with PAI-1 (cf. also EL Madison, Nature 339 (1989) 721-723; RV Schohet, Thrombosis and Haemostasis 71 (1994) 124- 128; CJ. Refino, Thrombosis and Haemostasis 70 (1993) 313-319; NF Paoni, Protein Engineering 6 (1993) 529-534 and Thrombosis and Haemostasis 70 (1993) 307-312; WF Bennett, J. Biol. Chem. 266 (1991) 5191-5201, D. Eastman, Biochemistry 31 (1992) 419-422). Unmodified human t-PA (hereinafter referred to as t-PA) consists of 527 amino acids in its form in the plasma and can be split into two chains by plasmin, which are then still held together by a disulfide bridge. The A chain (also called heavy chain) consists of four structural domains. The finger domain (amino acids 1-49) shows certain similarities with the finger structures in fibronectin. The growth factor domain (amino acids 50 - 86) is to a certain extent homologous to murine and human epidermal growth factors. The Kringled domains (amino acids 87-261) are largely homologous to the fourth and fifth Kringled domains of plasminogen. The finger and kringle 2 domains of t-PA are particularly involved in fibrin binding and in the stimulation of proteolytic activity by fibrin. The B chain of t-PA (amino acids 276-527, protease domain) is a serine protease and largely homologous to the B chains of urokinase and plasmin (TJR Harris (1987) and J. Krause (1988).
Die Stimulierbarkeit der Aktivität durch Fibrin oder durch Fibrin-Spaltprodukte ist ein wesentliches Merkmal von t-PA, das t-PA von den anderen bekannten Plasminogenaktivato- ren, wie z. B. Urokinase oder Streptokinase unterscheidet. Die Stimulierbarkeit kann durch Modifikation der Aminosäuresequenz von t-PA weiter verbessert werden. Ein Maß für die Stimulierbarkeit ist das Verhältnis der katalytischen Effizienz (Kca{/Km) in Gegenwart und in Abwesenheit von Fibrin. K^ ist die Geschwindigkeitskonstante der katalytischen Reaktion und Km ist die Michaeliskonstante. Die Stimulierbarkeit von t-PA kann bei Modifikation der Aminosäuren 292 und/oder 305 auf das 19- bis 81 fache steigen (E.L. Madison et al., Science 262 (1993) 419 - 421.The stimulability of the activity by fibrin or by fibrin cleavage products is an essential feature of t-PA, which t-PA from the other known plasminogen activators, such as. B. urokinase or streptokinase differs. The stimulability can be further improved by modifying the amino acid sequence of t-PA. A measure of the stimulability is the ratio of the catalytic efficiency (K ca {/ K m ) in the presence and in the absence of fibrin. K ^ is the rate constant of the catalytic reaction and K m is the Michaelis constant. When amino acids 292 and / or 305 are modified, the stimulability of t-PA can increase 19 to 81 times (EL Madison et al., Science 262 (1993) 419-421.
Aus dem US-Patent 5,501,853 sind t-PA-Derivate bekannt, welche im Bereich der Aminosäuren 272 - 280, insbesondere im Bereich 274 - 277 und zusätzlich im Bereich der Glykosylierungsstellen (117 - 119 und 184 - 186) modifiziert sind. Solche t-PA-Derivate besitzen eine verbesserte proteolytische und plasminogenolytische Aktivität, eine verringerte Empfindlichkeit für Inhibition, eine verbesserte Affinität für Fibrin und/oder verbesserte Fibrinabhängigkeit der plasminogenolytischen Aktivität.
Der Wirkmechanismus von t-PA in vivo ist beispielsweise in Korninger und Collen, Thromb. Haemostasis 46 (1981) 561 - 565 beschrieben. t-PA aktiviert Plasminogen zu Plasmin. Plasmin spaltet Fibrin zu löslichen Fibrinspaltprodukten. Natürlicher humaner tPA und auch rekombinant hergestellter t-PA liegen üblicherweise im wesentlichen in einkettiger Form vor. Einkettiger t-PA wird durch im Blut vorhandene Protease/Plasmin zwischen Aminosäure 275 (Arginin) und 276 (Isoleucin) in zweikettigen t-PA gespalten, wodurch die Aktivität zunimmt. Dabei bleiben die beiden Teilketten über eine Cysteinbrücke verbunden. Die amidolytische Aktivität von einkettigem t-PA (katalytische Aktivierung von Plasminogen zu Plasmin) ist in Abwesenheit von Fibrin oder Fibrinspaltprodukten gering, kann aber in Gegenwart dieser Stimulatoren wesentlich gesteigert werden.US Pat. No. 5,501,853 discloses t-PA derivatives which are modified in the region of the amino acids 272-280, in particular in the region 274-277 and additionally in the region of the glycosylation sites (117-119 and 184-186). Such t-PA derivatives have improved proteolytic and plasminogenolytic activity, a reduced sensitivity to inhibition, an improved affinity for fibrin and / or improved fibrin dependence of the plasminogenolytic activity. The mechanism of action of t-PA in vivo is, for example, in Korninger and Collen, Thromb. Haemostasis 46 (1981) 561-565. t-PA activates plasminogen to plasmin. Plasmin splits fibrin into soluble fibrin products. Natural human tPA and also recombinantly produced t-PA are usually essentially in single-chain form. Single-chain t-PA is cleaved in the blood by protease / plasmin between amino acid 275 (arginine) and 276 (isoleucine) in two-chain t-PA, which increases activity. The two partial chains remain connected by a cysteine bridge. The amidolytic activity of single-chain t-PA (catalytic activation of plasminogen to plasmin) is low in the absence of fibrin or fibrin cleavage products, but can be increased significantly in the presence of these stimulators.
Die enzymatische Aktivität der einkettigen Form bei der therapeutischen Anwendung ist nicht vernachlässigbar, was zu unerwünschten Wirkungen außerhalb des aufzulösenden Blut- clots führt. Zweikettiges t-PA hat gegenüber kleinen Substraten und gegenüber Plasmin, in der Abwesenheit von Fibrin, eine größere Aktivität als einkettiger t-PA. In der Gegenwart von Fibrin, sind die Aktivitäten beider t-PA-Formen jedoch etwa annähernd gleich.The enzymatic activity of the single-chain form in therapeutic use is not negligible, which leads to undesirable effects outside the blood clot to be resolved. Dual chain t-PA has greater activity than small chain and plasmin, in the absence of fibrin, than single chain t-PA. However, in the presence of fibrin, the activities of both t-PA forms are approximately the same.
Aus W.F. Bennett et al., J. Biol. Chem. 266 (1991) 5191 - 5201 ist bekannt, daß durch Modifikation des Aminosäurebereichs um Aminosäure 275, durch Modifikation der Bereiche 339 - 351 oder 410 - 440, insbesondere an den Aminosäuren 417, 428 und 433, das Verhältnis der Aktivität der einkettigen und zweikettigen Form (Zymogenität) um den Faktor fünf bis sieben, gegenüber Wildtyp-t-PA erhöht werden kann.From W.F. Bennett et al., J. Biol. Chem. 266 (1991) 5191-5201 it is known that by modifying the amino acid region around amino acid 275, by modifying regions 339-351 or 410-440, in particular on amino acids 417, 428 and 433, the ratio of the activity of the single-chain and two-chain form (zymogenicity) can be increased by a factor of five to seven, compared to wild-type t-PA.
In der WO 90/02798 sind tP-A- Varianten mit erhöhter Zymogenität beschrieben, die Substitutionen, Deletionen oder Insertionen um die Position 305, vorzugsweise 297 - 305, enthalten. Weiter werden dort zymogene Varianten beschrieben, welche an weiteren Positionen, u.a. an Position 267, einen Aminosäureaustausch enthalten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, weitere t-PA-Mutanten zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Zymogenität zeigen.WO 90/02798 describes tP-A variants with increased zymogenicity, which contain substitutions, deletions or insertions around position 305, preferably 297-305. Furthermore, zymogenic variants are described which contain an amino acid exchange at other positions, including at position 267. The object of the invention is to provide further t-PA mutants which show improved zymogenicity.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Plasminogenaktivator vom Gewebsplasminogenaktivatortyp, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Aminosäurebereich G265 - F274 teilweise oder vollständig deletiert ist.The object is achieved by a plasminogen activator of the tissue plasminogen activator type, which is characterized in that the amino acid region G265-F274 is partially or completely deleted.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die teilweise oder vollständige Deletion dieses Aminosäurebereichs die Zymogenität von t-PA und t-PA-Mutanten wesentlich erhöht. Dies ist deshalb besonders überraschend, da bisher davon ausgegangen wurde (Bennett et al., J. Biol. Chem. 266 (1991) 5191 - 5201), daß lediglich der Austausch von Aminosäuren zu einer Verbesserung der Zymogenität führt.Surprisingly, it has been shown that the partial or complete deletion of this amino acid region significantly increases the zymogenicity of t-PA and t-PA mutants. This is particularly surprising since it has previously been assumed (Bennett et al., J. Biol. Chem. 266 (1991) 5191-5201) that only the exchange of amino acids leads to an improvement in zymogenicity.
Durch die Deletion im genannten Bereich gelingt es, die Zymogenität, im Vergleich zu humanem t-PA, mindestens um den Faktor 2, zu erhöhen.The deletion in the range mentioned enables the zymogenicity to be increased by at least a factor of 2 compared to human t-PA.
Gemäß der Erfindung ist unter einem Plasminogenaktivator vom Gewebsplasminogenaktivatortyp ein Plasminogenaktivator zu verstehen, dessen Sequenz erkennbar von der Sequenz von humanem Plasminogenaktivator abgeleitet ist. Dies bedeutet zum einen, daß die tPA- charakteristischen Strukturmerkmale (Domänen) zumindest teilweise strukturell erhalten sind. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß Plasminogenaktivatoren, bei denen die Struktur der Kringel 2 und/oder Proteasendomäne noch erhalten sind und zusätzlich die erfindungsgemäßen Modifikationen tragen, im Sinne der Erfindung verwendbar sind. Es ist ebenso möglich, daß weitere Domänen erhalten sind und die erfindungsgemäßen Merkmale durch Dele- tionen, Mutationen und/oder Additionen von Aminosäuren entstehen. Die Veränderungen der Aminosäuresequenz können durch die dem Fachmann geläufigen Verfahren, wie site directed mutagenesis oder PCR, durchgeführt werden.According to the invention, a plasminogen activator of the tissue plasminogen activator type is to be understood as a plasminogen activator whose sequence is recognizably derived from the sequence of human plasminogen activator. On the one hand, this means that the structural features (domains) characteristic of tPA are at least partially structurally preserved. It has been shown, for example, that plasminogen activators in which the structure of the curling 2 and / or protease domain are still preserved and which additionally carry the modifications according to the invention can be used for the purposes of the invention. It is also possible for further domains to be obtained and for the features according to the invention to arise from deletions, mutations and / or additions of amino acids. The changes in the amino acid sequence can be carried out by methods known to the person skilled in the art, such as site directed mutagenesis or PCR.
Unter der Zymogenität ist der Quotient aus der Aktivität der zweikettigen Form und der Aktivität der einkettigen Form zu verstehen. Die Aktivität wird amidolytisch bestimmt und
kann zur Bestätigung in einem statischen Clot-Lyse-Modell überprüft werden. Mit einem solchen Plasminogenaktivator wird eine hohe Selektivität und Effektivität der Thrombusauflösung in vivo bei drastisch verminderten Nebenwirkungen erreicht.Zymogenicity is the quotient of the activity of the two-chain form and the activity of the single-chain form. The activity is determined amidolytically and can be checked in a static clot-lysis model for confirmation. Such a plasminogen activator achieves high selectivity and effectiveness of thrombus dissolution in vivo with drastically reduced side effects.
Der erfindungsgemäß genannte Aminosäurebereich stellt einen Loop dar, wie sich aus Strukturanalysen der Erfinder ergibt. In der einkettigen Form des Proteins bilden die Aminosäuren 265 - 274 einen "activation loop", der in der Konfirmation eine Art Deckel oder Schild bildet, welches die Aktivierungstasche gegen Wasserzutritt schützt. In der zweikettigen Form des aktivierten Proteins enthält diese Aktivierungstasche eine Salzbrücke zwischen D 194 und dem N-terminalen 1 16. Diese Salzbrücke ist wesentlich für die Ausbildung der proteolyti- schen Aktivität. In der einkettigen Form des Proteins stabilisiert das durch den loop gebildete Schild, durch Verhinderung des Wasserzutritts, eine Salzbrücke zwischen D 194 und K 156. Durch diese strukturelle Stabilisierung wird ebenfalls die Aktivität des einkettigen Proteins stabilisiert. Damit hat eine Verkürzung oder vollständige Entfernung des loops zur Folge, daß die Aktivierungstasche besser zugänglich wird und eine inaktive Konformation des einkettigen Proteins stabilisiert wird.The amino acid region mentioned according to the invention represents a loop, as can be seen from structural analyzes by the inventors. In the single-chain form of the protein, amino acids 265 - 274 form an "activation loop", which, in confirmation, forms a kind of lid or shield that protects the activation pocket against the ingress of water. In the two-chain form of the activated protein, this activation pocket contains a salt bridge between D 194 and the N-terminal 1 16. This salt bridge is essential for the development of proteolytic activity. In the single-chain form of the protein, the shield formed by the loop stabilizes a salt bridge between D 194 and K 156 by preventing water from entering. This structural stabilization also stabilizes the activity of the single-chain protein. The result of a shortening or complete removal of the loop is that the activation pocket becomes more accessible and an inactive conformation of the single-chain protein is stabilized.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fibrinbindung des erfindungsgemäßen Plasmi- nogenaktivators zusätzlich soweit reduziert, daß der Plasminogenaktivator zu mehr als 50 % in einen Blutclot eindringen kann.In a preferred embodiment, the fibrin binding of the plasminogen activator according to the invention is additionally reduced to such an extent that the plasminogen activator can penetrate more than 50% into a blood clot.
Ein solcher Plasminogenaktivator wirkt spezifisch am Blutclot und zeigt deshalb wesentlich geringere Nebenwirkungen als die bekannten Plasminogenaktivatoren.Such a plasminogen activator acts specifically on the blood clot and therefore shows significantly fewer side effects than the known plasminogen activators.
Die Spezifität und Effektivität der Gerinnselauflösung wird weiter erhöht, wenn ein erfindungsgemäßer Plasminogenaktivator verwendet wird, der zusätzlich keine oder nur eine sehr geringe und unspezifische Fibrinbindung zeigt. Solche Moleküle dringen in das Innere des Gerinnsels ein und sorgen somit für eine effiziente Aktivierung von Plasminogen zu Plasmin im Clot. Derartige Plasminogenaktivatoren basieren beispielsweise auf der Proteasendomäne von t-PA (WO 96/17928) oder auf einer Substanz, welche als t-PA-Domänen im wesent-
liehen die Kringle 2-Domäne und die Proteasendomäne, nicht aber die Finger-Domäne, enthält (WO 90/09437, US-Patent 5,223,256, EP-B 0 297 066, EP-B 0 196 920).The specificity and effectiveness of the clot dissolution is further increased if a plasminogen activator according to the invention is used which additionally shows no or only very low and non-specific fibrin binding. Such molecules penetrate the inside of the clot and thus ensure an efficient activation of plasminogen to plasmin in the clot. Such plasminogen activators are based, for example, on the protease domain of t-PA (WO 96/17928) or on a substance which is essentially a t-PA domain. are the Kringle 2 domain and the protease domain, but not the finger domain (WO 90/09437, US Pat. No. 5,223,256, EP-B 0 297 066, EP-B 0 196 920).
Die Reduzierung der Fibrinbindung kann dadurch erfolgen, daß die Domäne von t-PA, welche für die Fibrinbindung spezifisch ist (Fibrinbindedomäne, Fingerdomäne) deletiert oder so mutiert ist, daß eine Fibrinbindung über die Fingerdomäne nicht oder nur in geringem Umfang erfolgen kann (keine funktioneil wirksame Fingerdomäne). Durch die Verminderung der Fibrinbindung wird erreicht, daß der Plasminogenaktivator in den Clot eindringen kann (vorzugsweise zu mehr als 50 %) und sich gleichmäßig verteilt. Dort wird er durch Plasmin gespalten und entfaltet seine Aktivität in der aktiven zweikettigen Form. Ein Plasminogenaktivator, dessen Fibrinbindung auf diese Weise reduziert ist, zeigt damit keine für tPA typische hochaffine Fibrinbindung mehr. Durch die Kombination von fehlender Fibrinbindung und Zymogenität wird die Potenz des Plasminogenaktivators gesteigert und Nebenwirkungen drastisch vermindert. Das Eindringen des erfindungsgemäßen Plasminogenaktivators in einen Clot kann in einem in vitro-Modell ermittelt werden. Der Umfang der Clotdurchdringung und Verteilung im Clot kann visuell ermittelt werden. Zur Beurteilung wird als Standard der in dem US-Patent 5,223,256 beschriebene Plasminogenaktivator verwendet, welcher in den Clot eindringt, sich homogen verteilt und damit definitionsgemäß den 100 % Wert (bestimmt bei einer Konzentration von 3 μg/ml) darstellt. Als weiterer Standard wird rekombinanter humaner Gewebsplasminogenaktivator gemäß EP-B 0 093 619 verwendet, der definitionsgemäß nicht in den Clot eindringt und im wesentlichen an der Oberfläche bindet. Zur Untersuchung der Clotdurchdringung wird wie in Beispiel 3c beschrieben vorgegangen. Aus dem Vergleich dieser Standards zeigt sich, daß "Nichteindringen in den Clot" bedeutet, daß der weitaus größte Teil (80 % oder mehr) des Plasminogenaktivators sich im ersten Viertel des Clots befindet, während bei einer "homogenen Verteilung" mindestens 50 % des Plasminogenaktivators weiter in den Clot eindringen und damit in den restlichen drei Vierteln lokalisiert sind.The reduction in fibrin binding can be done by deleting or mutating the domain of t-PA which is specific for fibrin binding (fibrin binding domain, finger domain) in such a way that fibrin binding via the finger domain cannot or only to a small extent (no functional effective finger domain). By reducing the fibrin binding it is achieved that the plasminogen activator can penetrate the clot (preferably more than 50%) and is distributed evenly. There it is split by plasmin and unfolds its activity in the active two-chain form. A plasminogen activator, the fibrin binding of which is reduced in this way, no longer shows high-affinity fibrin binding typical of tPA. The combination of a lack of fibrin binding and zymogenicity increases the potency of the plasminogen activator and drastically reduces side effects. The penetration of the plasminogen activator according to the invention into a clot can be determined in an in vitro model. The extent of clot penetration and distribution in the clot can be determined visually. The plasminogen activator described in US Pat. No. 5,223,256 is used as the standard for assessment, which penetrates into the clot, distributes itself homogeneously and thus by definition represents the 100% value (determined at a concentration of 3 μg / ml). As a further standard, recombinant human tissue plasminogen activator according to EP-B 0 093 619 is used, which by definition does not penetrate the clot and essentially binds to the surface. The investigation of the clot penetration is carried out as described in Example 3c. A comparison of these standards shows that "non-penetration into the clot" means that the vast majority (80% or more) of the plasminogen activator is in the first quarter of the clot, whereas with a "homogeneous distribution" at least 50% of the plasminogen activator penetrate further into the clot and are thus located in the remaining three quarters.
In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform ist der erfindungsgemäße Plasminogenaktivator zusätzlich noch so modifiziert, daß er nicht durch PAI-1 hemmbar ist. Eine solche
Modifikation erfolgt vorzugsweise durch Mutation der Aminosäuren 296 - 302 (Madison, E.L. et. al., Proc. Natl. Acad. Sei. USA 87 (1990) 3530 - 3533) und besonders bevorzugt durch Austausch der Aminosäuren 296 - 299 (KHRR) durch AAAA (WO 96/01312).In a further preferred embodiment, the plasminogen activator according to the invention is additionally modified such that it cannot be inhibited by PAI-1. Such Modification is preferably carried out by mutating amino acids 296-302 (Madison, EL et. Al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87 (1990) 3530-3533) and particularly preferably by replacing amino acids 296-299 (KHRR) AAAA (WO 96/01312).
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind thrombolytisch aktive Proteine, die vorzugsweise im Gegensatz zu t-PA (Alteplase) für die Verabreichung als i.v. Bolus-Injektion geeignet sind. Sie sind in einer geringeren Dosis wirksam und zeigen praktisch die gleiche thromboly- tische Wirkung wie eine klinisch übliche Infusion von Alteplase.The compounds according to the invention are thrombolytically active proteins which, in contrast to t-PA (Alteplase), are preferably administered as i.v. Bolus injection are suitable. They are effective in a lower dose and show practically the same thrombolytic effect as a clinically customary infusion of Alteplase.
Die Erhöhung der Spezifität und die damit verbundene Verringerung der Blutungsnebenwirkung machen die erfindungsgemäßen Verbindungen zu einem außerordentlich wertvollen Thrombolytikum für die Behandlung aller thromboembolischen Erkrankungen. Im Gegensatz zu den bisher nur bei äußerst lebensbedrohlichen Erkrankungen wie Herzinfarkt und massiver Lungenembolie zugelassenen Thrombolytika, eröffnet die Benutzung solcher Varianten die Möglichkeit, die Thrombolyse durch die erfindungsgemäßen Verbindungen auch bei weniger akut lebensbedrohlichen Erkrankungen, wie z.B. tiefe Beinvenenthrombose oder arteriellen Verschlüssen, einzusetzen. Darüberhinaus kann die Verwendung von Thrombolytika auf Basis der durch die erfindungsgemäßen Verbindungen nun viel breiter als bisher erfolgen, da ein Haupthinderungsgrund für den weitverbreiteten Einsatz die Gefahr der Blutungskomplikationen war. Unabhängig davon, können die erfmdungsgemäßen Verbindungen vorteilhaft auch bei akuten Erkrankungen, wie Herzinfarkt oder Lungenembolie, angewendet werden.The increase in specificity and the associated reduction in the side effects of bleeding make the compounds according to the invention an extraordinarily valuable thrombolytic agent for the treatment of all thromboembolic disorders. In contrast to the thrombolytics previously only approved for extremely life-threatening diseases such as heart attack and massive pulmonary embolism, the use of such variants opens up the possibility of thrombolysis by the compounds according to the invention even in the case of less acute life-threatening diseases, such as e.g. deep vein thrombosis or arterial occlusion. In addition, the use of thrombolytics on the basis of the compounds according to the invention can now take place much more widely than hitherto, since a main obstacle to widespread use was the risk of bleeding complications. Irrespective of this, the compounds according to the invention can advantageously also be used in the case of acute diseases, such as heart attack or pulmonary embolism.
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Plasminogenaktivatoren kann nach den dem Fachmann geläufigen Methoden in eukaryontischen oder prokaryontischen Zellen erfolgen. Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Verbindungen gentechnologisch hergestellt. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der WO 90/09437, EP-A 0 297 066, EP-A 0 302 456, EP-A 0 245 100 und EP-A 0 400 545, welche Gegenstand der Offenbarung für derartige Herstellverfahren sind, beschrieben. Mutationen können durch "oligonucleotide- directed site-speeifie mutagenesis" in die cDNA von t-PA oder einem Derivat davon einge-
führt werden. Die "site-specific mutagenesis" ist beispielsweise von Zoller und Smith (1984), modifiziert nach T.A. Kunkel (1985) und Morinaga et al. (1984) beschrieben. Ebenso geeignet ist das Verfahren der PCR-Mutagenese, welches beispielsweise in Ausubel et al. (1991) beschrieben ist.The plasminogen activators used according to the invention can be produced in eukaryotic or prokaryotic cells by the methods familiar to the person skilled in the art. The compounds according to the invention are preferably produced by genetic engineering. Such a process is described, for example, in WO 90/09437, EP-A 0 297 066, EP-A 0 302 456, EP-A 0 245 100 and EP-A 0 400 545, which are the subject of the disclosure for such production processes . Mutations can be introduced into the cDNA of t-PA or a derivative thereof by "oligonucleotide-directed site-specific mutagenesis". leads. The "site-specific mutagenesis" is described, for example, by Zoller and Smith (1984), modified from TA Kunkel (1985) and Morinaga et al. (1984). The method of PCR mutagenesis, which is described, for example, in Ausubel et al. (1991).
Die auf diese Weise erhaltene Nukleinsäure dient zur Expression des erfindungsgemäß verwendeten Plasminogenaktivators, wenn sie auf einem für die verwendete Wirtszelle geeigneten Expressionsvektor vorhanden ist.The nucleic acid obtained in this way serves to express the plasminogen activator used according to the invention if it is present on an expression vector suitable for the host cell used.
Die Nukleinsäuresequenz des erfindungsgemäßen Proteins kann zusätzlich noch modifiziert sein. Derartige Modifikationen sind beispielsweise:The nucleic acid sequence of the protein according to the invention can additionally be modified. Such modifications are, for example:
Veränderung der Nukleinsäuresequenz, um verschiedene Erkennungssequenzen von Restriktionsenzymen zur Erleichterung der Schritte der Ligation, Klonierung und Mutagenese einzuführenAlteration of the nucleic acid sequence to introduce different restriction enzyme recognition sequences to facilitate the steps of ligation, cloning and mutagenesis
Veränderung der Nukleinsäuresequenz zum Einbau von bevorzugten Codons für die WirtszelleModification of the nucleic acid sequence to incorporate preferred codons for the host cell
Ergänzung der Nukleinsäuresequenz, um zusätzliche Regulations- und Transkriptionselemente, um die Expression in der Wirtszelle zu optimieren.Supplementation of the nucleic acid sequence to include additional regulatory and transcription elements in order to optimize expression in the host cell.
Alle weiteren Verfahrensschritte zur Herstellung von geeigneten Expressionsvektoren und zur Expression sind Stand der Technik und dem Fachmann geläufig. Beschrieben sind derartige Methoden beispielsweise bei Sambrook et al., "Expression of cloned genes in E.coli" in Molecular Cloning: A laboratory manual (1989) Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, USA.
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten glykosylierten Plasminogenaktivatoren erfolgt in eukaryontischen Wirtszellen. Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten, nicht glykosylierten Plasminogenaktivatoren erfolgt entweder in eukaryontischen Wirtszellen, wobei das dabei zunächst gewonnene glykosylierte Produkt durch dem Fachmann geläufige Methoden deglykosyliert werden muß, oder vorzugsweise durch Expression in nicht glykosylierenden Wirtszellen, besonders bevorzugt in prokaryontischen Wirtszellen.All further process steps for the production of suitable expression vectors and for expression are known in the prior art and are known to the person skilled in the art. Such methods are described, for example, in Sambrook et al., "Expression of cloned genes in E. coli" in Molecular Cloning: A laboratory manual (1989) Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, USA. The glycosylated plasminogen activators used according to the invention are produced in eukaryotic host cells. The non-glycosylated plasminogen activators used according to the invention are either produced in eukaryotic host cells, the glycosylated product initially obtained thereby having to be deglycosylated by methods familiar to the person skilled in the art, or preferably by expression in non-glycosylating host cells, particularly preferably in prokaryotic host cells.
Als prokaryontische Wirtsorganismen sind beispielsweise E. coli, Streptomyces spec. oder Bacillus subtilis geeignet. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Protein werden die Pro- karyontenzellen in üblicher Weise fermentiert und nach Aufschluß der Bakterien das Protein in üblicher Weise isoliert. Falls das Protein in inaktiver Form (Inclusion Bodies) anfällt, wird es nach den dem Fachmann geläufigen Verfahren solubilisiert und naturiert. Ebenso ist es nach den dem Fachmann geläufigen Methoden möglich, das Protein als aktives Protein aus den Mikroorganismen zu sekretieren. Ein hierfür geeigneter Expressionsvektor enthält vorzugsweise eine Signalsequenz, die für die Sekretion von Proteinen in den verwendeten Wirtszellen geeignet ist, und die Nukleinsäuresequenz, welche für das Protein codiert. Das mit diesem Vektor exprimierte Protein wird dabei entweder in das Medium (bei gram-positiven Bakterien) oder in den periplasmatischen Raum (bei gram-negativen Bakterien) sekre- tiert. Zwischen der Signalsequenz und der für das erfindungsgemäße t-PA-Derivat codierenden Sequenz ist zweckmäßig eine Sequenz enthalten, die für eine Spaltstelle codiert, die entweder bei der Prozessierung oder durch Behandlung mit einer Protease die Abspaltung des Proteins erlaubt.E. coli, Streptomyces spec., For example, are prokaryotic host organisms. or Bacillus subtilis. To produce the protein according to the invention, the prokaryotic cells are fermented in a conventional manner and, after the bacteria have been digested, the protein is isolated in a conventional manner. If the protein is obtained in an inactive form (inclusion bodies), it is solubilized and naturalized according to the methods familiar to the person skilled in the art. It is also possible according to the methods familiar to the person skilled in the art to secrete the protein from the microorganisms as the active protein. An expression vector suitable for this preferably contains a signal sequence which is suitable for the secretion of proteins in the host cells used, and the nucleic acid sequence which codes for the protein. The protein expressed with this vector is secreted either into the medium (for gram-positive bacteria) or into the periplasmic space (for gram-negative bacteria). Between the signal sequence and the sequence coding for the t-PA derivative according to the invention, there is expediently a sequence which codes for a cleavage site which allows the protein to be split off either during processing or by treatment with a protease.
Die Auswahl des Basisvektors, in den die für den erfindungsgemäßen Plasminogenaktivator codierende DNA-Sequenz eingebracht wird, ist abhängig von den später zur Expression verwendeten Wirtszellen. Geeignete Plasmide sowie die Minimalanforderungen, die an ein derartiges Plasmid gestellt werden (z.B. Replikationsursprung, Restriktionsschnittstellen), sind dem Fachmann geläufig. Im Rahmen der Erfindung können auch anstelle eines Plasmids ein Cosmid, die replikative doppelsträngige Form von Phagen (λ, Ml 3) oder andere dem Fachmann bekannte Vektoren verwendet werden.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Plasminogenaktivatoren in Prokaryonten ohne Sekretion ist es bevorzugt, die sich bildenden Inclusion Bodies von den löslichen Zellpartikeln abzutrennen, die Plasminogenaktivator enthaltenden Inclusion Bodies durch Behandlung mit Denaturierungsmitteln unter reduzierenden Bedingungen zu solubilisieren, anschließend mit GSSG zu derivatisieren und den Plasminogenaktivator durch Zugabe von GSH und von Denaturierungsmitteln in nicht denaturierender Konzentration oder von L-Arginin zu renaturieren. Derartige Verfahren zur Aktivierung von t-PA und Derivaten aus Inclusion Bodies sind beispielsweise in der EP-A 0 219 874 und EP-A 0 241 022 beschrieben. Es können jedoch auch andere Verfahren zur Gewinnung des aktiven Proteins aus den Inclusion Bodies verwendet werden.The selection of the base vector into which the DNA sequence coding for the plasminogen activator according to the invention is introduced depends on the host cells used later for expression. Suitable plasmids and the minimum requirements placed on such a plasmid (eg origin of replication, restriction sites) are familiar to the person skilled in the art. In the context of the invention, a cosmid, the replicative double-stranded form of phage (λ, Ml 3) or other vectors known to the person skilled in the art can also be used instead of a plasmid. When producing the plasminogen activators according to the invention in prokaryotes without secretion, it is preferred to separate the forming inclusion bodies from the soluble cell particles, to solubilize the inclusion bodies containing the plasminogen activator by treatment with denaturing agents under reducing conditions, then to derivatize them with GSSG and to add the plasminogen activator to be renatured from GSH and from denaturing agents in non-denaturing concentration or from L-arginine. Such methods for activating t-PA and derivatives from inclusion bodies are described, for example, in EP-A 0 219 874 and EP-A 0 241 022. However, other methods of obtaining the active protein from the inclusion bodies can also be used.
Vorzugsweise erfolgt die Aufreinigung der erfindungsgemäßen Plasminogenaktivatoren in Anwesenheit von L-Arginin, insbesondere bei einer Arginin-Konzentration von 10 - 1000 mmol/l.The plasminogen activators according to the invention are preferably purified in the presence of L-arginine, in particular at an arginine concentration of 10-1000 mmol / l.
Die Abtrennung von Fremdproteinen erfolgt vorzugsweise durch Affinitätschromatographie und besonders bevorzugt über eine Adsorbersäule, an der ETI (Erythrina Trypsin Inhibitor) immobilisiert ist. Als Trägermaterial wird beispielsweise Sepharose® verwendet. Die Reinigung über eine ETI-Adsorbersäule hat den Vorteil, daß das ETI-Adsorbersäulenmaterial direkt aus dem konzentrierten Renaturierungsansatz sogar in Gegenwart von so hohen Argi- ninkonzentrationen wie 0,8 mol/1 beladen werden kann. Vorzugsweise erfolgt die Reinigung der erfindungsgemäßen Plasminogenaktivatoren über eine ETI-Adsorbersäule in Gegenwart von 0,6 - 0,8 mol/1 Arginin. Die dabei verwendete Lösung hat vorzugsweise einen pH von über 7, besonders bevorzugt zwischen 7,5 und 8,6.Foreign proteins are preferably separated off by affinity chromatography and particularly preferably via an adsorber column on which ETI (Erythrina Trypsin Inhibitor) is immobilized. Sepharose®, for example, is used as the carrier material. Cleaning via an ETI adsorber column has the advantage that the ETI adsorber column material can be loaded directly from the concentrated renaturation batch even in the presence of such high arginine concentrations as 0.8 mol / 1. The plasminogen activators according to the invention are preferably purified via an ETI adsorber column in the presence of 0.6-0.8 mol / 1 arginine. The solution used here preferably has a pH of more than 7, particularly preferably between 7.5 and 8.6.
Die Elution der erfindungsgemäßen Plasminogenaktivatoren von der ETI-Säule erfolgt durch pH-Erniedrigung sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von Arginin. Vorzugsweise liegt dabei der pH-Wert im sauren Bereich, besonders bevorzugt zwischen pH 4,0 und 5,5.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine pharmazeutische Zusammensetzung, enthaltend ein thrombolytisch erfindungsgemäßes aktives Protein, wobei das Protein vorzugsweise als die einzige die thrombolytische Aktivität bewirkende Struktur die Proteasendomäne und gegebenenfalls die Kringel 2-Domäne des humanen Gewebsplasminogenaktivators enthält.The plasminogen activators according to the invention are eluted from the ETI column by lowering the pH both in the presence and in the absence of arginine. The pH is preferably in the acidic range, particularly preferably between pH 4.0 and 5.5. Another object of the invention is a pharmaceutical composition containing a thrombolytically active protein according to the invention, the protein preferably containing the protease domain and optionally the Kringel 2 domain of the human tissue plasminogen activator as the only structure causing the thrombolytic activity.
Die erfindungsgemäß verwendeten Plasminogenaktivatoren können zur Herstellung von Therapeutika in einer dem Fachmann geläufigen Weise formuliert werden, wobei die erfindungsgemäßen Verbindungen üblicherweise mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger kombiniert werden. Solche Zusammensetzungen enthalten typischerweise eine effektive Menge von 0,1 - 7 mg/kg, vorzugsweise 0,7 - 5 mg/kg und besonders bevorzugt 1 - 3 mg/kg Körpergewicht als Dosis. Die therapeutischen Zusammensetzungen liegen üblicherweise als sterile, wäßrige Lösungen oder sterile, lösliche Trockenformulierungen wie Lyophilisate vor. Die Zusammensetzungen enthalten üblicherweise eine geeignete Menge eines pharmazeutischen akzeptablen Salzes, mit der eine isotonische Lösung hergestellt wird. Weiter können Puffer wie Argininpuffer, Phosphatpuffer zur Stabilisierung eines geeigneten pH- Wertes (vorzugsweise 5,5 - 7,5) verwendet werden. Die Höhe der Dosierung der erfindungsgemäßen Verbindungen ist durch jeden Fachmann ohne weiteres zu ermitteln. Sie hängt beispielsweise ab von der Art der Anwendung (Infusion oder Bolus) und der Dauer der Therapie. Aufgrund ihrer verlängerten Plasma-Halbwertszeit sind die erfindungsgemäßen Verbindungen besonders geeignet für eine Bolusanwendung (Einmalbolus, Mehrfachbolus). Eine geeignete Form für eine Bolusanwendung ist beispielsweise eine Ampulle, welche 25 - 1000 mg erfindungsgemäße Verbindung, eine Substanz, welche die Löslichkeit des Plasminogenaktivators verbessert (wie z.B. Tranexamsäure) und Puffer enthält. Die Anwendung erfolgt vorzugsweise intravenös, aber auch subkutan, intramuskulär oder intraarteriell. Ebenso können erfindungsgemäße Plasminogenaktivatoren infundiert oder lokal appliziert werden.The plasminogen activators used according to the invention can be formulated for the production of therapeutic agents in a manner familiar to the person skilled in the art, the compounds according to the invention usually being combined with a pharmaceutically acceptable carrier. Such compositions typically contain an effective amount of 0.1-7 mg / kg, preferably 0.7-5 mg / kg and particularly preferably 1-3 mg / kg body weight as a dose. The therapeutic compositions are usually in the form of sterile, aqueous solutions or sterile, soluble dry formulations such as lyophilisates. The compositions usually contain a suitable amount of a pharmaceutically acceptable salt used to prepare an isotonic solution. Buffers such as arginine buffers and phosphate buffers can also be used to stabilize a suitable pH (preferably 5.5-7.5). The amount of the dosage of the compounds according to the invention can be easily determined by any person skilled in the art. It depends, for example, on the type of application (infusion or bolus) and the duration of the therapy. Because of their prolonged plasma half-life, the compounds according to the invention are particularly suitable for a bolus application (single bolus, multiple bolus). A suitable form for a bolus application is, for example, an ampoule which contains 25-1000 mg of the compound according to the invention, a substance which improves the solubility of the plasminogen activator (such as tranexamic acid) and buffer. It is preferably used intravenously, but also subcutaneously, intramuscularly or intraarterially. Plasminogen activators according to the invention can also be infused or applied locally.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können als Mehrfachbolus (vorzugsweise als Doppel- bolus) angewendet werden. Geeignete Zeitintervalle sind zwischen 20 und 180 Minuten, besonders bevorzugt ist ein Intervall zwischen 30 und 90 Minuten und ganz besonders ist ein
Intervall zwischen 30 und 60 Minuten bevorzugt. Darüber hinaus ist auch eine Gabe als Infusion über einen längeren Zeitraum möglich.The compounds according to the invention can be used as a multiple bolus (preferably as a double bolus). Suitable time intervals are between 20 and 180 minutes, an interval between 30 and 90 minutes is particularly preferred and a is particularly preferred Interval between 30 and 60 minutes preferred. In addition, infusion over a longer period of time is also possible.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen eignen sich insbesondere zur Behandlung von allen thromboembolischen Erkrankungen, wie z.B. akuter Herzinfarkt, Hirninfarkt, Lungenembolie, tiefe Beinvenenthrombose, akuter arterieller Verschluß usw.. Insbesondere bei tiefen Beinvenenthrombosen oder peripheren arteriellen Verschlüssen, kann eine Infusion über mehrere Tage (z.B. 1 - 4 Tage) vorteilhaft sein. Besonders bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Verbindungen zur Behandlung von subchronischen thromboembolischen Erkrankungen, bei denen eine längere Thrombolyse durchgeführt werden muß, angewendet.The compounds according to the invention are particularly suitable for the treatment of all thromboembolic disorders, such as e.g. acute heart attack, cerebral infarction, pulmonary embolism, deep leg vein thrombosis, acute arterial occlusion, etc. In particular with deep leg vein thrombosis or peripheral arterial occlusion, an infusion over several days (e.g. 1-4 days) can be advantageous. The compounds according to the invention are particularly preferably used for the treatment of subchronic thromboembolic disorders in which prolonged thrombolysis has to be carried out.
Es ist bevorzugt, die erfindungsgemäßen Verbindungen in Kombination mit einem Hemmstoff der Gerinnung (Antikoagulans), wie z. B. Heparin und/oder einem Hemmstoff der Plätt- chenaggregation anzuwenden, wodurch die Gefäßöffnungswirkung bei geringen Nebenwirkungen gesteigert wird. Die Gabe von Antikoagulantien kann zeitgleich oder zeitversetzt zur Gabe der erfindungsgemäßen Verbindung erfolgen. Ebenso bevorzugt ist der Zusatz von durchblutungsfördernden Stoffen oder die Mikrozirkulation verbessernde Stoffe.It is preferred to use the compounds of the invention in combination with an anticoagulant such as. B. heparin and / or an inhibitor of platelet aggregation, whereby the vascular opening effect is increased with minor side effects. The administration of anticoagulants can take place at the same time or with a time delay when the compound according to the invention is administered. Likewise preferred is the addition of substances that promote blood circulation or substances that improve the microcirculation.
Die folgenden Beispiele, Publikationen, das Sequenzprotokoll und die Abbildungen erläutern die Erfindung, deren Schutzumfang sich aus den Patentansprüchen ergibt, weiter. Die beschriebenen Verfahren sind als Beispiele zu verstehen, die auch noch nach Modifikationen den Gegenstand der Erfindung beschreiben.The following examples, publications, the sequence listing and the illustrations further explain the invention, the scope of which is evident from the patent claims. The described methods are to be understood as examples which describe the subject matter of the invention even after modifications.
Unter "rPA" ist im weiteren ein rekombinanter Plasminogenaktivator zu verstehen, der aus den Domänen K2 und P von humanem tPA besteht. Die Herstellung solcher Plasminogenaktivatoren ist beispielsweise im US-Patent 5,223,256 beschrieben."RPA" is further understood to mean a recombinant plasminogen activator which consists of the domains K2 and P of human tPA. The production of such plasminogen activators is described, for example, in US Pat. No. 5,223,256.
Unter rPA (ΔG265, L266) ist zu verstehen, daß im aus den Domänen K2 und P bestehenden Plasminogenaktivator die Aminosäuren 265 und 266 deletiert wurden (Aminosäurenbezeichnung analog T.J. Harris (1987)).
Figur 1 ist eine schematische Darstellung des Plasma-Clot-Penetrations-Modells. Um eine durch Scherkräfte induzierte Koagulation des Plasmas zu vermeiden, wurde der Druck durch ein Pufferkompartiment (schraffiert) erzeugt. Die Mischung von Puffer und Plasma über dem Clot (gepunktet) wurde durch Verwendung einer Blasenfalle verhindert.Under rPA (ΔG265, L266) it is to be understood that amino acids 265 and 266 were deleted in the plasminogen activator consisting of domains K2 and P (amino acid name analogous to TJ Harris (1987)). Figure 1 is a schematic representation of the plasma clot penetration model. In order to avoid coagulation of the plasma induced by shear forces, the pressure was generated by a buffer compartment (hatched). Mixing of buffer and plasma over the clot (dotted) was prevented by using a bubble trap.
1.: Pufferreservoir, 2.: peristaltische Pumpe, 3.: Blasenfalle, 4.: Spritze für die Injektion des fibrinolytischen Agens, 5.: Pipettenspitze mit Clot (doppelt schraffiert), 6.: Schlauchklemme, 7.: Druckelement.1st: buffer reservoir, 2nd: peristaltic pump, 3rd: bubble trap, 4th: syringe for the injection of the fibrinolytic agent, 5th: pipette tip with clot (double hatched), 6th: hose clamp, 7th: pressure element.
Beispiel 1example 1
Rekombinante Herstellung der erfindungsgemäßen VerbindungenRecombinant preparation of the compounds according to the invention
a) Konstruktion des Expressionsplasmids (Deletion Δ G265, L266)a) Construction of the expression plasmid (deletion Δ G265, L266)
Das Ausgangsplasmid pA27fd, beschrieben in EP 0 382 174, enthält die folgenden Komponenten: tac-Promoter, lac-Operator-Region mit einem ATG-Startcodon, die kodierende Region für das t-PA-Mutein, bestehend aus Kringle 2-Domäne und der Proteasendomäne und den fd-Transkriptionsterminator. Der Ausgangsvektor stellt das Plasmid pkk 223-3 dar.The starting plasmid pA27fd, described in EP 0 382 174, contains the following components: tac promoter, lac operator region with an ATG start codon, the coding region for the t-PA mutein, consisting of the Kringle 2 domain and the Protease domain and the fd transcription terminator. The starting vector represents the plasmid pkk 223-3.
Zur Einführung der Deletion wurde im wesentlichen die Methode von Morinaga et al., Biotechnology (1984) 636 durchgeführt. Zur Heteroduplexbildung werden aus pA27fd zwei geeignete Fragmente isoliert (z. B. Fragment A: das große BamHI-Fragment, Fragment B: der mit Pvu I linearisierte Vektor).Essentially, the method of Morinaga et al., Biotechnology (1984) 636 was used to introduce the deletion. For the formation of heteroduplex, two suitable fragments are isolated from pA27fd (eg fragment A: the large BamHI fragment, fragment B: the vector linearized with Pvu I).
Als Oligonukleotid wurde verwendet: CTCCACCTGCAGACAGTACA (SEQ ID NO:l)
Der Heteroduplexansatz wurde zusammen mit dem Plasmid pUBS520 in E.coli transformiert (Brinkmann et al., Gene 85 (1989) 109). Die Transformanten wurden durch Zugabe von Ampicillin und Kanamycin (jeweils 50 ug/ml) zum Nährmedium selektioniert.The following was used as the oligonucleotide: CTCCACCTGCAGACAGTACA (SEQ ID NO: 1) The heteroduplex batch was transformed together with the plasmid pUBS520 into E. coli (Brinkmann et al., Gene 85 (1989) 109). The transformants were selected by adding ampicillin and kanamycin (50 µg / ml each) to the nutrient medium.
b) Expression in E.colib) Expression in E. coli
Zur Überprüfung der Expressionsleistung wurde der E.coli mit dem jeweiligen Plasmid (siehe Tabelle 1) und pUBS520 in LB-Medium (Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, Cold Spring Harbor) in Gegenwart von Ampicillin und Kanamycin (jeweils 50 ug/ml) bis zu einer OD bei 550 nm von 0.4 angezüchtet. Die Expression wurde durch Zugabe von 5 mmol/1 Lactose initiiert. Die Kultur wurde für weitere 4 Stunden inkubiert. Im Anschluß daran wurden die E.coli Zellen durch Zentrifugation gesammelt und in Puffer resuspendiert ( 50 mmol/1 Tris-HCl pH8, 50 mmol/1 EDTA); durch Beschallung wurde die Lyse der Zellen herbeigeführt. Durch erneute Zentrifugation wurden die unlöslichen Proteinfraktionen gesammelt und in oben genannten Puffer durch Beschallung resuspendiert. Die Suspension wurde mit V* Volumen Auftragspuffer (250 mmol 1 Tris-HCl pH 6.8, 10 mmol/1 EDTA, 5% SDS, 5% Mercaptoethanol, 50% Glycerin und 0.005% Bromphenolblau) versetzt und mit Hilfe eines 12.5% SDS-Polyacrylamidgels analysiert. Als Kontrolle wurde die gleiche Präparation mit einer Kultur von E.coli mit den jeweiligen Plasmiden, die nicht mit IPTG induziert worden war, durchgeführt und im Gel aufgetrennt. In der Präparation der IPTG-induzierten Kultur kann man, nach Anfärben des Gels mit Coomassie Blue R250 (gelöst in 30% Methanol und 10% Essigsäure), eine deutliche Bande mit einem Molekulargewicht von etwa 40 kD erkennen; diese Bande ist in der Kontrollpräparation nicht vorhanden.To check the expression performance, the E. coli with the respective plasmid (see Table 1) and pUBS520 in LB medium (Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, Cold Spring Harbor) in the presence of ampicillin and kanamycin (50 μg / ml) grown up to an OD at 550 nm of 0.4. Expression was initiated by adding 5 mmol / 1 lactose. The culture was incubated for an additional 4 hours. The E. coli cells were then collected by centrifugation and resuspended in buffer (50 mmol / 1 Tris-HCl pH8, 50 mmol / 1 EDTA); the cells were lysed by sonication. The insoluble protein fractions were collected by centrifugation and resuspended in the above-mentioned buffer by sonication. V * volume of application buffer (250 mmol of 1 Tris-HCl pH 6.8, 10 mmol / 1 EDTA, 5% SDS, 5% mercaptoethanol, 50% glycerol and 0.005% bromophenol blue) was added to the suspension and using a 12.5% SDS-polyacrylamide gel analyzed. As a control, the same preparation was carried out with a culture of E. coli with the respective plasmids, which had not been induced with IPTG, and separated in the gel. In the preparation of the IPTG-induced culture, after staining the gel with Coomassie Blue R250 (dissolved in 30% methanol and 10% acetic acid), a clear band with a molecular weight of about 40 kD can be seen; this band is not present in the control preparation.
Weitere Schritte zur Herstellung der aktiven Verbindung entsprechen den Beispielen 2 und 3 der EP-A 0 382 174.
Beispiel 2Further steps for the preparation of the active compound correspond to Examples 2 and 3 of EP-A 0 382 174. Example 2
In vivo CharakterisierungIn vivo characterization
Zur Prüfung der thrombolytischen Potenz und Effizienz der erfindungsgemäßen Proteine wurde das von D. Collen (J. Clin. Invest. 71 (1983) 368-376) etablierte Kaninchenmodell der Halsvenenthrombolyse angewandt. Dabei wurde bei den Tieren in der Halsvene ein radioaktiv markierter Thrombus erzeugt. Die Tiere wurden mit 100 IU/kg Heparin subkutan antikoa- guliert. Alteplase (rekombinanter Wildtyp-Gewebsplasminogenaktivator, "t-PA", kommerziell erhältlich als Actilyse® von der Firma Thomae, Biberach, Deutschland), das in BeispielThe rabbit model of neck vein thrombolysis established by D. Collen (J. Clin. Invest. 71 (1983) 368-376) was used to test the thrombolytic potency and efficiency of the proteins according to the invention. A radiolabelled thrombus was created in the animals in the cervical vein. The animals were subcutaneously anticoagulated with 100 IU / kg heparin. Alteplase (recombinant wild-type tissue plasminogen activator, "t-PA", commercially available as Actilyse® from Thomae, Biberach, Germany), which in Example
1 beschriebene Protein, Streptokinase (kommerziell erhältlich als Streptase® von der Firma Behring, Marburg, Deutschland) oder Lösungsmittel (0,2 M Argininphosphatpuffer) wurden den Kaninchen intravenös verabreicht.1 described protein, streptokinase (commercially available as Streptase® from Behring, Marburg, Germany) or solvent (0.2 M arginine phosphate buffer) were administered intravenously to the rabbits.
Die Placebo-Gruppe erhielt eine intravenöse Einmalbolus-Injektion von 1 mg/kg Lösungsmittel. Die Alteplase-Gruppe erhielt eine Gesamtdosis von 1,45 mg/kg intravenös verabreicht, davon 0,2 mg/kg als Anfangsbolusinjektion, 0,75 mg/kg als 30-minütige Infusion, direkt gefolgt von 0,5 mg/kg als 60-minütige Dauerinfusion (Gesamtinfusion: 90 min.). Die Streptokinase-Gruppe erhielt eine 60-minütige intravenöse Infusion von 64.000 IU/kg. Die Gruppe mit dem erfindungsgemäßen Protein erhielt eine intravenöse Einmalbolus-Injektion. Für Alteplase und Streptokinase sind dies anerkannte Standardregeln.The placebo group received a single bolus intravenous injection of 1 mg / kg solvent. The Alteplase group received a total dose of 1.45 mg / kg intravenously, 0.2 mg / kg as an initial bolus injection, 0.75 mg / kg as a 30-minute infusion, immediately followed by 0.5 mg / kg as 60 -minute continuous infusion (total infusion: 90 min.). The streptokinase group received a 60 minute intravenous infusion of 64,000 IU / kg. The group with the protein according to the invention received an intravenous single bolus injection. These are recognized standard rules for Alteplase and Streptokinase.
Zwei Stunden nach Beginn der Therapie wurde der Restthrombus entfernt und das Ausmaß der Thrombusauflösung (Thrombolyse) mittels der Abnahme der Radioaktivität im Thrombus bestimmt. Blutproben zur Gewinnung von Plasma wurden vor Therapie und zwei Stunden nach Therapiebeginn abgenommen. Die aktivierte Thromboplastinzeit wurde mittels Standardverfahren gemessen. Außerdem wurde der Blutverlust aufgrund der thrombolytischen Therapie quantifiziert. Hierzu wurde vor Gabe der Thrombolytika den Tieren auf dem Oberschenkel mit Hilfe einer Schablone und eines Skalpells ein definierter Hautschnitt von 4 cm Länge und 0,3 cm Tiefe zugefügt. Die dabei entstehende Blutung kam durch die natürliche Gerinnung zum Stillstand. Nach Beginn der Therapie wurde auf die Wunde ein
Schwamm gelegt, der das Blut aus der durch die Thrombolyse neu ausgebrochenen Blutung aufsog. Durch Wiegen des Schwammes (nach Abzug des Eigenwichtes) wurde die Menge des ausgetretenen Blutes gemessen und so das Ausmaß der Blutungsnebenwirkung beschrieben.Two hours after the start of therapy, the residual thrombus was removed and the extent of the thrombus dissolution (thrombolysis) was determined by means of the decrease in radioactivity in the thrombus. Blood samples for obtaining plasma were taken before therapy and two hours after the start of therapy. The activated thromboplastin time was measured using standard methods. Blood loss due to thrombolytic therapy was also quantified. For this purpose, a defined skin incision of 4 cm in length and 0.3 cm in depth was added to the animals on the thigh before administration of the thrombolytics using a template and a scalpel. The resulting bleeding stopped due to natural coagulation. After the start of therapy, the wound was treated Sponge laid, which sucked up the blood from the bleeding newly started by thrombolysis. The amount of blood leaked was measured by weighing the sponge (after deducting its own weight) and thus the extent of the bleeding side effect was described.
Sowohl Alteplase als auch die erfindungsgemäßen Proteine von Beispiel 1 sind thromboly- tisch hochaktive Substanzen und lösten im Vergleich zur Lösungsmittelkontrolle die Thromben signifikant auf.Both Alteplase and the proteins according to the invention from Example 1 are thrombolytically highly active substances and, compared to the solvent control, significantly dissolved the thrombi.
Beispiel 3Example 3
Vergleich der Clot-Lyse-AktivitätComparison of clot lysis activity
a) Durchführung des Clot-Lyse-Assaysa) Carrying out the clot lysis assay
Im Clot-Lyse-Assay wurde die Aktivität von t-PA und der rekombinanten Proteine von Beispiel 1 bestimmt.The activity of t-PA and the recombinant proteins of Example 1 was determined in the clot lysis assay.
Die Probe wird durch Zugabe von Puffer (0,06 M Na2HP04, pH 7,4, 5 mg/ml BSA (Rinderserumalbumin), 0,01% Tween® wurden mit 1 ml Human-Fibrinogen-Lösung (IMCO)The sample is prepared by adding buffer (0.06 M Na2HP04, pH 7.4, 5 mg / ml BSA (bovine serum albumin), 0.01% Tween® were mixed with 1 ml human fibrinogen solution (IMCO)
(2 mg/ml 0,006 M Na2HP04, pH 7,4, 0,5 mg/ml BSA, 0,01% Tween® 80) versetzt und 5 min. bei 37°C inkubiert. Anschließend wurden jeweils 100 μl einer Plasminogenlösung(2 mg / ml 0.006 M Na2HP04, pH 7.4, 0.5 mg / ml BSA, 0.01% Tween® 80) and 5 min. incubated at 37 ° C. Then 100 ul of a plasminogen solution
(10 IU/ml 0,06 M Na2HPθ4/H3Pθ4, pH 7,4, 0,5 mg/ml BSA, 0,01% Tween® 80) und einer(10 IU / ml 0.06 M Na 2 HPθ4 / H 3 Pθ4, pH 7.4, 0.5 mg / ml BSA, 0.01% Tween® 80) and one
Thrombinlösung (30 U/ml 0,06 M Na2HPθ4, pH 7,4, 0,5 mg/ml BSA, 0,01% Tween® 80) hinzugegeben und der Testansatz erneut bei 37°C inkubiert. Nach zwei Minuten wird eineThrombin solution (30 U / ml 0.06 M Na 2 HPO4, pH 7.4, 0.5 mg / ml BSA, 0.01% Tween® 80) was added and the test mixture was incubated again at 37 ° C. After two minutes, one
Teflon® -Kugel auf den Fibrin-Clot aufgelegt und die Zeit gestoppt, bis zu der die Kugel den Boden des Test-Röhrchens erreicht hat.
b) Clotdurchdringung im statischen ModellPlace the Teflon® ball on the fibrin clot and stop the time until the ball has reached the bottom of the test tube. b) Clot penetration in the static model
800 μl humanes Citratplasma (gesunder Spender) werden gemischt mit 75 μl Ca-Puffer (50 mmol/1 Tris/HCl, pH 7,2, 0,25 mol/1 CaCl2), 20 μl Gelatinelösung (10 % w/v) in 0,9 % NaCl) und 100 ml Thrombinlösung (8 U/ml, 0,05 mol/1 Natriumcitrat/HCl, pH 6,5, 0,15 mol/l NaCl). 800 μl dieser Mischung werden vorsichtig in eine 2 ml-Säule (Pierce, Rockfort, IL, USA) transferiert. Durch Inkubation für drei Stunden bei 37°C bildet sich ein Plasmaclot. 2 ml Puffer (0,008 mol/1 Na2HPO , 0,001 mol/1 KH2PO4, 0,003 mol/1 KC1,800 μl human citrate plasma (healthy donor) are mixed with 75 μl Ca buffer (50 mmol / 1 Tris / HCl, pH 7.2, 0.25 mol / 1 CaCl 2 ), 20 μl gelatin solution (10% w / v) in 0.9% NaCl) and 100 ml thrombin solution (8 U / ml, 0.05 mol / 1 sodium citrate / HCl, pH 6.5, 0.15 mol / l NaCl). 800 μl of this mixture are carefully transferred into a 2 ml column (Pierce, Rockfort, IL, USA). A plasma clot is formed by incubation for three hours at 37 ° C. 2 ml buffer (0.008 mol / 1 Na 2 HPO, 0.001 mol / 1 KH 2 PO 4 , 0.003 mol / 1 KC1,
0,137 mol/1 NaCl, 0,1 % Rinderserumalbumin, 0,01 % Tween® 80) werden mit dem Plasminogenaktivator, der zuvor mit Glu-Gly-Arg-Chlormethylketon inhibiert wurde, auf die gewünschten Konzentrationen (0, 0,5, 1, 2 und 3 μg/ml) eingestellt und 1 ml dieser Lösung auf die Oberfläche des Clots aufgetragen. Der restliche Puffer wird verworfen. Die Oberfläche des Clots wird mit 2 ml PBS-Puffer (0,008 mol/1 Na2HPO4, 0,001 mol/1 KH2PO , 0,003 mol/1 KC1 und 0,137 mol/1 NaCl) gewaschen und das Protein fixiert durch Zugabe von 2 ml Glutardialdehyd-Lösung in PBS. Anschließend wird die Clotoberfläche mit 2 ml 50 mmol/1 Tris/HCl, pH 8,0 gewaschen und mit 1 ml Peroxidase markierten polyklonalen Antikörpern gegen t-PA (250 mU/ml) inkubiert. Nach Waschen des Clots mit 1 ml PBS wird das Antikörper-gebundene Protein durch Inkubation mit 3-Amino-9-ethylcarbazol bestimmt, welches durch Peroxidase in eine unlösliche rote Farbe umgewandelt wird.0.137 mol / 1 NaCl, 0.1% bovine serum albumin, 0.01% Tween® 80) are adjusted to the desired concentrations (0, 0.5, 1.) With the plasminogen activator, which was previously inhibited with Glu-Gly-Arg-chloromethyl ketone , 2 and 3 μg / ml) and 1 ml of this solution is applied to the surface of the clot. The remaining buffer is discarded. The surface of the clot is washed with 2 ml PBS buffer (0.008 mol / 1 Na 2 HPO 4 , 0.001 mol / 1 KH 2 PO, 0.003 mol / 1 KC1 and 0.137 mol / 1 NaCl) and the protein is fixed by adding 2 ml glutardialdehyde solution in PBS. The clot surface is then washed with 2 ml of 50 mmol / 1 Tris / HCl, pH 8.0 and incubated with 1 ml of peroxidase-labeled polyclonal antibodies against t-PA (250 mU / ml). After washing the clot with 1 ml of PBS, the antibody-bound protein is determined by incubation with 3-amino-9-ethylcarbazole, which is converted into an insoluble red color by peroxidase.
Erfindungsgemäße Plasminogenaktivatoren werden nicht an der Oberfläche des Clots konzentriert, sondern dringen in den Clot ein und verteilen sich gleichmäßig. Die Intensität des immunologisch gefärbten Teils des Clots nimmt mit zunehmender Konzentration der erfindungsgemäßen Plasminogenaktivatoren im Plasma zu.
Beispiel 4Plasminogen activators according to the invention are not concentrated on the surface of the clot, but penetrate into the clot and are distributed evenly. The intensity of the immunologically colored part of the clot increases with increasing concentration of the plasminogen activators according to the invention in the plasma. Example 4
Vergleich der FibrinbindungComparison of fibrin binding
In diesem Beispiel werden die thrombolytisch aktiven Proteine von Beispiel 1 auf ihre Fähigkeit geprüft, an Fibrin zu binden, und bezüglich dieser Eigenschaft auch mit Alteplase verglichen.In this example, the thrombolytically active proteins of Example 1 are tested for their ability to bind to fibrin and compared with this with Alteplase.
Proben von Alteplase und eines erfmdungsgemäßen Proteins wurden als Lösungen von 1,5 μg Protein ml hergestellt. Anschließend wurden Proben (100 ul) des thrombolytisch aktiven Proteins jeweils mit 770 μl Puffer (0,05 M Tris/HCl, pH 7,4, 0,15 NaCl, 0,01% Tween® 80), 10 μl Rinderserumalbumin-Lösung (100 mg/ml), 10 μl Aprotinin (3,75 mg/ml), 10 μl Rinderthrombin (Konzentration 100 U/ml) und steigenden Mengen von Fibrinogen (10 μg/ml bis 300 μg/ml) gemischt. Sämtliche Lösungen waren wäßrig. Es ist bekannt, daß Thrombin Fibrinogen in einen unlöslichen Fibrin-Clot überführt.Samples of Alteplase and a protein according to the invention were prepared as solutions of 1.5 μg protein ml. Subsequently, samples (100 μl) of the thrombolytically active protein were each treated with 770 μl buffer (0.05 M Tris / HCl, pH 7.4, 0.15 NaCl, 0.01% Tween® 80), 10 μl bovine serum albumin solution ( 100 mg / ml), 10 μl aprotinin (3.75 mg / ml), 10 μl bovine thrombin (concentration 100 U / ml) and increasing amounts of fibrinogen (10 μg / ml to 300 μg / ml) mixed. All of the solutions were aqueous. Thrombin is known to convert fibrinogen to an insoluble fibrin clot.
Die Komponenten wurden gemischt und eine Stunde bei 37°C inkubiert. Anschließend wurde der Überstand durch Zentrifugation vom Fibrin-Clot abgetrennt (15 Minuten, 13.000 UPM, bei 4°C) und die Menge des im Überstand vorhandenen Plasminogenaktivator-Proteins durch einen ELISA, unter Verwendung seiner eigenen Standardkurve für jede Variante, bestimmt.The components were mixed and incubated at 37 ° C for one hour. The supernatant was then separated from the fibrin clot by centrifugation (15 minutes, 13,000 rpm, at 4 ° C.) and the amount of plasminogen activator protein present in the supernatant was determined by an ELISA using its own standard curve for each variant.
Beispiel 5Example 5
Vergleich der plasminogenolytischen Aktivität und der StimulierbarkeitComparison of plasminogenolytic activity and stimulability
Eine bekannte Verfahrensweise zur Bestimmung der Stimulierbarkeit der plasminogenolytischen Aktivität ist von Verheijen et al. in Thromb. Haemost. 48 (1982) 266-269 beschrieben.A known procedure for determining the stimulability of plasminogenolytic activity has been described by Verheijen et al. in thromb. Haemost. 48 (1982) 266-269.
Die als Stimulator wirkenden Fibrinogenfragmente wurden hergestellt durch Behandlung von Human-Fibrinogen mit Cyanogenbromid (1 g Human-Fibrinogen, 1,3 g CNBr in 100 ml Wasser) in 70% v/v Ameisensäure über einen Zeitraum von 17 Stunden bei Raumtemperatur, mit anschließender Dialyse gegen destilliertes Wasser.
Bei der Durchführung des Assays wurden 5 ng/nl tPA bzw. eine äquivalente Konzentration der Proteine von Beispiel 1 inkubiert in 1 ml 0,1 mol/1 Tris/HCl (pH 7,5), enthaltend 0,1% v/v Tween® 80, 0,13 μmol/1 Glu-Plasminogen, 0,3 mmol Substrat S2251 (chromogenes Substrat H-D-Val-Leu-Lys-p-Nitroanilide HC1) und 120 μg/ml Fibrinogenfragmente. Die Mischungen wurden zwei Stunden bei 25 °C inkubiert und die Absorptionsrate bei 405 nm ohne Unterbrechung der Reaktion gegen Kontroll-Leerwerte gemessen. Gemessen wurde die Spaltung des chromogenen Substrats S2251, als Maß für die plasminogenolytische Aktivität des Enzyms. Die Stimulierbarkeit errechnet sich als Aktivität mit Fibrinogenfragmenten geteilt durch die Aktivität ohne Fibrinogenfragmente.The fibrinogen fragments acting as stimulator were prepared by treating human fibrinogen with cyanogen bromide (1 g human fibrinogen, 1.3 g CNBr in 100 ml water) in 70% v / v formic acid over a period of 17 hours at room temperature, followed by Dialysis against distilled water. When carrying out the assay, 5 ng / nl tPA or an equivalent concentration of the proteins from Example 1 were incubated in 1 ml 0.1 mol / 1 Tris / HCl (pH 7.5), containing 0.1% v / v Tween ® 80, 0.13 μmol / 1 glu-plasminogen, 0.3 mmol substrate S2251 (chromogenic substrate HD-Val-Leu-Lys-p-nitroanilide HC1) and 120 μg / ml fibrinogen fragments. The mixtures were incubated for two hours at 25 ° C. and the absorption rate at 405 nm was measured without interrupting the reaction against control blank values. The cleavage of the chromogenic substrate S2251 was measured as a measure of the plasminogenolytic activity of the enzyme. The stimulability is calculated as the activity with fibrinogen fragments divided by the activity without fibrinogen fragments.
Jeweils 25 μl der Probe, entsprechend vorverdünnt mit 0,1 mol/1 Tris, pH 7,5, 0.15% Tween25 μl each of the sample, correspondingly prediluted with 0.1 mol / 1 Tris, pH 7.5, 0.15% Tween
® 80, werden in ein "well" einer Mikrotiterplatte pipettiert. Anschließend werden 200 μl Reagenzmischung hinzugegeben und die Extinktion bei 405 nm über einen Zeitraum von 2 h gegen den Leerwert bestimmt (25 μl, 0,1 mol/1 Tris, pH 7,5, 0,15% Tween® 80 mit 200 μl Reagenzmischung).® 80, are pipetted into a "well" of a microtiter plate. Then 200 μl of reagent mixture are added and the absorbance at 405 nm over a period of 2 h is determined against the blank value (25 μl, 0.1 mol / 1 Tris, pH 7.5, 0.15% Tween® 80 with 200 μl reagent mixture ).
EProbe = (EProbe t - EBV t) ~ (EProbe 0 - EBV o) E Probe = ( E Probe t - E BV t) ~ ( E Probe 0 - E BV o)
EProbe t = Probenwert nach 2 h E sample t = sample value after 2 h
EBV t = Reagenzienleerwert nach 2 h E BV t = reagent blank after 2 h
EProbe 0 = Probenwert zum Zeitpunkt t = 0 BV 0 = Reagenzienleerwert zum Zeitpunkt t = 0 E Sample 0 = sample value at time t = 0 BV 0 = reagent blank at time t = 0
Reagenzmischung:Reagent mixture:
5 ml Testpuffer (0, 1 mol/1 Tris, pH 7,5 , 0, 15% Tween® 80)5 ml test buffer (0.1 mol / 1 Tris, pH 7.5, 15% Tween® 80)
1 ml t-PA Stimulator (1 mg/ml Bromcyanfragmente von Human-Fibrinogen) l ml Substratlösung (3 mmol/1 S2251, H-D-Val-Leu-Lys-pNA; Chromogenix, Moelndal,1 ml t-PA stimulator (1 mg / ml cyanogen bromide fragments from human fibrinogen) 1 ml substrate solution (3 mmol / 1 S2251, H-D-Val-Leu-Lys-pNA; Chromogenix, Moelndal,
SE)SE)
1 ml Plasminogenlösung (7 U/ml Plasminogen, Boehringer Mannheim GmbH)
Berechnung des Stimulationsfaktors:1 ml plasminogen solution (7 U / ml plasminogen, Boehringer Mannheim GmbH) Calculation of the stimulation factor:
Zur Berechnung des Stimulationsfaktors wird die Aktivität in Gegenwart des t-PA Stimulators durch die Aktivität in Abwesenheit des t-PA Stimulators dividiert. Die Verdünnung soll jeweils so sein, daß in beiden Präparationen eine annähernd gleiche Extinktion erzielt wird. Der Reaktionsmischung ohne t-PA Stimulator wird anstatt 1 ml t-PA Stimulator 1 ml H2O zugegeben.To calculate the stimulation factor, the activity in the presence of the t-PA stimulator is divided by the activity in the absence of the t-PA stimulator. The dilution should be such that an almost identical absorbance is achieved in both preparations. 1 ml H 2 O is added to the reaction mixture without t-PA stimulator instead of 1 ml t-PA stimulator.
Die Aktivitätsmessung erfolgt in gleicher Weise sowohl in Abwesenheit wie in Gegenwart des Stimulators. Der Stimulationsfaktor F wird wie folgt berechnet:The activity is measured in the same way both in the absence and in the presence of the stimulator. The stimulation factor F is calculated as follows:
EProbe mit Stimulator x erdünnungprobe mit Stimulator F = E sample with stimulator x dilution sample with stimulator F =
EProbe ohne Stimulator x erdünnungprobe ohne Stimulator E sample without stimulator x thinning sample without stimulator
Die spezifische Aktivität ist der Quotient aus plasminogenolytischer Aktivität (KU/ml) und Proteinkonzentration (mg/ml).
The specific activity is the quotient of plasminogenolytic activity (KU / ml) and protein concentration (mg / ml).
Beispiel 6Example 6
Bolusinjektion der rekombinanten Proteine von Beispiel 1 des Gewebsplasminogen- Aktivators induziert eine wirksame und sichere Thrombolyse in einem Hundemodell der KoronarthromboseBolus injection of the recombinant proteins of Example 1 of the tissue plasminogen activator induces an effective and safe thrombolysis in a dog model of coronary thrombosis
Die Thrombolyse, durch die in E.coli produzierten Proteine von Beispiel 1 können in einem Hundemodell einer durch elektrische Stimulation induzierten Thrombose der linken Herzkranzarterie evaluiert werden.The thrombolysis by the proteins of Example 1 produced in E. coli can be evaluated in a dog model of thrombosis of the left coronary artery induced by electrical stimulation.
Beispiel 7Example 7
Bestimmung der amidolytischen AktivitätDetermination of amidolytic activity
Zur Bestimmung der amidolytischen Aktivität werden 200 ml Puffer (0,1 mol/1 Tris/HCl, pH 7,5, 0,15 % Tween®und 200 μl der Plasminogenaktivatorlösung (verdünnt mit Puffer auf eine Konzentration von 1 - 12 μg/ml) für 5 Minuten bei 37°C inkubiert. Die Bestimmung wird gestartet zur Zugabe von 200 μl S2288 (6 mmol/1, H-D-Ile-Pro-Arg-P-Nitroanilindihy- drochlorid, Kabi Vitrum, Schweden). Das S2288-Substrat wurde vorequilibriert bei 37°C. Die amidolytische Aktivität wird berechnet aus der Zunahme der Extinktion bei 405 nm innerhalb der ersten 2,5 Minuten, bei einem Extinktionskoeffizient für p-Nitroanilin von 9750 1/mol cm.
To determine the amidolytic activity, 200 ml of buffer (0.1 mol / 1 Tris / HCl, pH 7.5, 0.15% Tween® and 200 μl of the plasminogen activator solution (diluted with buffer to a concentration of 1 - 12 μg / ml ) incubated for 5 minutes at 37 ° C. The determination is started to add 200 μl S2288 (6 mmol / l, HD-Ile-Pro-Arg-P-nitroaniline dihydrochloride, Kabi Vitrum, Sweden). The S2288 substrate was pre-equilibrated at 37 ° C. The amidolytic activity is calculated from the increase in extinction at 405 nm within the first 2.5 minutes, with an extinction coefficient for p-nitroaniline of 9750 1 / mol cm.
Beispiel 8Example 8
Bestimmung der Zymogenität von r-PA (ΔG265, L266)Determination of the zymogenicity of r-PA (ΔG265, L266)
1. Herstellung von r-PA (ΔG265, L266)1. Preparation of r-PA (ΔG265, L266)
5.4 mg r-PA (ΔG265, L266) werden durch Inkubation mit 2 ml Plasmin-Sepharose (5 mg Plasmin ml Sepharose) (45 min bei RT) in die zweikettige Form überführt (r-PA (ΔG265, L266). Die Plasmin-Sepharose wird durch Zentrifugation entfernt.5.4 mg of r-PA (ΔG265, L266) are converted into the two-chain form by incubation with 2 ml of plasmin-Sepharose (5 mg of plasmin ml of Sepharose) (45 min at RT) (r-PA (ΔG265, L266). Sepharose is removed by centrifugation.
2. Bestimmung der Zymogenität von r-PA (ΔG265, L266)2. Determination of the zymogenicity of r-PA (ΔG265, L266)
Die Bestimmung der amidolytischen Aktivität von r-PA (ΔG265, L266) und t-PA erfolgte wie in Beispiel 7 beschrieben. Die Zymogenität wurde als Quotient aus der spezifischen Aktivität der zweikettigen Form und der einkettigen Form berechnet und ist gegenüber t-PA deutlich erhöht.
The amidolytic activity of r-PA (ΔG265, L266) and t-PA was determined as described in Example 7. The zymogenicity was calculated as the quotient of the specific activity of the two-chain form and the single-chain form and is significantly increased compared to t-PA.
R e f e r e n z l i s t eR e f e r e n z l i s t e
Ausubel et al., Current Protocols In Molecular Biology, Vol. 2, Chapter 15 (Greene Publ.Ausubel et al., Current Protocols In Molecular Biology, Vol. 2, Chapter 15 (Greene Publ.
Associates & Wiley Interscience 1991)Associates & Wiley Interscience 1991)
Bennett, W.F., J. Biol. Chem. 266 (1991) 5191 - 5201Bennett, W.F., J. Biol. Chem. 266 (1991) 5191-5201
Brinkmann et al., Gene 85 (1989) 109Brinkmann et al., Gene 85 (1989) 109
Eastman, D., Biochemistry 31 (1992) 419 - 422Eastman, D., Biochemistry 31 (1992) 419-422
EP-A 0 382 174EP-A 0 382 174
EP-A 0 245 100EP-A 0 245 100
EP-A 0 302 456EP-A 0 302 456
EP-A 0 400 545EP-A 0 400 545
EP-B 0 196 920EP-B 0 196 920
EP-B 0 297 066EP-B 0 297 066
EP-A 0 219 874EP-A 0 219 874
EP-A 0 241 022EP-A 0 241 022
Harris, T.J.R., Protein Engineering 1 (1987) 449 - 459Harris, T.J.R., Protein Engineering 1 (1987) 449-459
Kohnert, U. et al., Protein Engineering 5 (1992) 93 - 100Kohnert, U. et al., Protein Engineering 5 (1992) 93-100
Korninger und Collen, Thromb. Haemostasis 46 (1981) 561 - 565Korninger and Collen, Thromb. Haemostasis 46 (1981) 561-565
Krause, J., Fibrinolysis 2 (1988) 133 - 142Krause, J., Fibrinolysis 2 (1988) 133-142
Kunkel, T.A., Proc. Natl. Acad. Sei. USA 82 (1985) 488 - 492Kunkel, T.A., Proc. Natl. Acad. Be. USA 82 (1985) 488-492
Lamba, D. et al., J. Mol. Biol. 258 (1996) 117 - 135Lamba, D. et al., J. Mol. Biol. 258 (1996) 117-135
Madison, E.L. et al., Science 262 (1993) 419 - 421Madison, E.L. et al., Science 262 (1993) 419-421
Madison, E.L. et. al., Proc. Natl. Acad. Sei. USA 87 (1990) 3530 - 3533Madison, E.L. et. al., Proc. Natl. Acad. Be. USA 87 (1990) 3530-3533
Madison, E ., Nature 339 (1989) 721 - 723Madison, E., Nature 339 (1989) 721-723
Morinaga et al., Biotechnology 21 (1984) 634Morinaga et al., Biotechnology 21 (1984) 634
Paoni, N.F., Protein Engineering 6 (1993) 529 - 534Paoni, N.F., Protein Engineering 6 (1993) 529-534
Paoni, N.F., Thrombosis and Haemostasis 70 (1993) 307 - 312
Refmo, C.J., Thrombosis and Haemostasis 70 (1993) 313 - 319Paoni, NF, Thrombosis and Haemostasis 70 (1993) 307-312 Refmo, CJ, Thrombosis and Haemostasis 70 (1993) 313-319
Sambrook et al., "Expression of cloned genes in E.coli" in Molecular Cloning: A laboratory manual (1989) Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, USASambrook et al., "Expression of cloned genes in E. coli" in Molecular Cloning: A laboratory manual (1989) Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, USA
Schechter, J. und Berger, A., Biochem. Biophys. Res. Commun. 27 (1967) 157 - 162Schechter, J. and Berger, A., Biochem. Biophys. Res. Commun. 27 (1967) 157-162
Schohet, R.V., Thrombosis and Haemostasis 71 (1994) 124-128Schohet, R.V., Thrombosis and Haemostasis 71 (1994) 124-128
US-Patent 5,223,256U.S. Patent 5,223,256
US-Patent 5,501,853U.S. Patent 5,501,853
WO 90/02798WO 90/02798
WO 90/09437WO 90/09437
WO 96/01312WO 96/01312
WO 96/17928WO 96/17928
Zoller und Smith, DNA 3 (1984) 479 - 488
Zoller and Smith, DNA 3 (1984) 479-488
SEQUENZPROTOKOLLSEQUENCE LOG
(1) ALLGEMEINE ANGABEN:(1. GENERAL INFORMATION:
(i) ANMELDER:(i) APPLICANT:
(A) NAME: BOEHRINGER MANNHEIM GMBH(A) NAME: BOEHRINGER MANNHEIM GMBH
(B) STRASSE: Sandhofer Str. 116(B) STREET: Sandhofer Str. 116
(C) ORT: Mannheim(C) LOCATION: Mannheim
(E) LAND: Germany(E) COUNTRY: Germany
(F) POSTLEITZAHL: D-68305(F) POSTAL NUMBER: D-68305
(G) TELEFON: 08856/60-3446 (H) TELEFAX: 08856/60-3451(G) TELEPHONE: 08856 / 60-3446 (H) TELEFAX: 08856 / 60-3451
(ii) BEZEICHNUNG DER ERFINDUNG: Plasminogenaktivator mit verbesserter Zymogenitaet(ii) DESCRIPTION OF THE INVENTION: Plasminogen activator with improved zymogenicity
(iii) ANZAHL DER SEQUENZEN: 1(iii) NUMBER OF SEQUENCES: 1
(iv) COMPUTER-LESBARE FASSUNG:(iv) COMPUTER READABLE VERSION:
(A) DATENTRÄGER: Floppy disk(A) DISK: Floppy disk
(B) COMPUTER: IBM PC compatible(B) COMPUTER: IBM PC compatible
(C) BETRIEBSSYSTEM: PC-DOS/MS-DOS(C) OPERATING SYSTEM: PC-DOS / MS-DOS
(D) SOFTWARE: Patentin Release #1.0, Version #1.30B (EPA)(D) SOFTWARE: Patentin Release # 1.0, Version # 1.30B (EPA)
(vi) DATEN DER URANMELDUNG:(vi) DATA OF THE URN REGISTRATION:
(A) ANMELDENUMMER: EP 97113937.3(A) APPLICATION NUMBER: EP 97113937.3
(B) ANMELDETAG: 13-AUG-1997(B) REGISTRATION DAY: 13-AUG-1997
(2) ANGABEN ZU SEQ ID NO: 1:(2) INFORMATION ON SEQ ID NO: 1:
(i) SEQUENZKENNZEICHEN:(i) SEQUENCE LABEL:
(A) LANGE: 20 Basenpaare(A) LONG: 20 base pairs
(B) ART: Nucleotid(B) TYPE: nucleotide
(C) STRANGFORM: Einzelstrang(C) STRAND FORM: Single strand
(D) TOPOLOGIE: linear(D) TOPOLOGY: linear
(ii) ART DES MOLEKÜLS: other nucleic acid(ii) MOLECULE TYPE: other nucleic acid
(A) BESCHREIBUNG: /desc = "Oligonukleotid"(A) DESCRIPTION: / desc = "oligonucleotide"
(xi) SEQUENZBESCHREIBUNG: SEQ ID NO: 1: CTCCACCTGC AGACAGTACA 20
(xi) SEQUENCE DESCRIPTION: SEQ ID NO: 1: CTCCACCTGC AGACAGTACA 20