EA042452B1 - ENGINEERED MEGANUCLASES SPECIFIC TO THE RECOGNITION SEQUENCES IN THE HEPATITIS B VIRUS GENOME - Google Patents
ENGINEERED MEGANUCLASES SPECIFIC TO THE RECOGNITION SEQUENCES IN THE HEPATITIS B VIRUS GENOME Download PDFInfo
- Publication number
- EA042452B1 EA042452B1 EA201990792 EA042452B1 EA 042452 B1 EA042452 B1 EA 042452B1 EA 201990792 EA201990792 EA 201990792 EA 042452 B1 EA042452 B1 EA 042452B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- hbv
- seq
- meganuclease
- engineered
- acid sequence
- Prior art date
Links
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к области онкологии, молекулярной биологии и технологии рекомбинантных нуклеиновых кислот. В частности, в настоящем изобретении предложены сконструированные мегануклеазы, специфичные к последовательности распознавания в по меньшей мере двух генотипах генома вируса гепатита В. Такие сконструированные мегануклеазы полезны в способах лечения инфекции вирусом гепатита В и гепатоцеллюлярной карциномы, вызванной вирусом гепатита В.The present invention relates to the field of oncology, molecular biology and technology of recombinant nucleic acids. In particular, the present invention provides engineered meganucleases that are specific for a recognition sequence in at least two genotypes of the hepatitis B virus genome. Such engineered meganucleases are useful in methods of treating hepatitis B virus infection and hepatitis B virus hepatocellular carcinoma.
Ссылка на перечень последовательностей, поданный в виде текстового файла через efs-web.Link to a sequence listing submitted as a text file via efs-web.
Данная заявка включает перечень последовательностей, который был подан в формате ASCII через EFS-Web и настоящим полностью включен посредством ссылки. Указанная копия ASCII, созданная 13 октября 2017 г., названа Р109070018WO00-SEQ-MJT.txt, и ее размер составляет 169011 байт.This application includes a sequence listing that has been filed in ASCII format via EFS-Web and is hereby incorporated by reference in its entirety. The specified ASCII copy, created on October 13, 2017, is named P109070018WO00-SEQ-MJT.txt and is 169011 bytes in size.
Уровень техникиState of the art
Вирус гепатита В (ВГВ) представляет собой основную проблему со здоровьем по всему миру, и более чем 350 миллионов людей являются хроническими носителями. Инфекция ВГВ представляет собой серьезную и распространенную инфекционную болезнь печени. Хроническая инфекция связана с повышенным риском развития тяжелой болезни печени, включая цирроз печени и гепатоцеллюлярную карциному (ГЦК) - одну из наиболее распространенных форм рака человека. Оценочный риск ГЦК у хронических носителей ВГВ приблизительно в 100 раз выше, чем у неинфицированных индивидов. Приблизительно треть мировой популяции была инфицирована в какой-либо момент жизни, включая от 240 миллионов до 350 миллионов субъектов с хроническими инфекциями. Более 750000 людей ежегодно умирает от гепатита В. Приблизительно 300000 из них - от рака печени. У доступных на сегодняшний день лекарственных средств от ВГВ есть ограничения. Например, введение интерферона альфа связано с тяжелыми нежелательными реакциями. Аналоги нуклеозидов представляют собой вирусостатики и требуют длительного введения. Уровень генетической вариабельности генома ВГВ оценивают как 1,4 -3,2x10’5 нуклеотидных замен на сайт в год. Большое количество вариантов вируса возникает в процессе репликации в результате ошибок включения нуклеотидов в отсутствие у вирусной полимеразы какой-либо способности устранять ошибки. Такая вариабельность привела к хорошо известным подтипам вируса. ВГВ классифицировали на четко выраженные генотипы на основании межгрупповой дивергенции, составляющей 8% или более, в полноразмерной геномной последовательности, у каждой из которых отдельное географическое распределение. Например, генотип А широко распространен в Африке к югу от Сахары, Северной Европе и Западной Африке; генотипы В и С часто встречаются в Азии; генотип С, главным образом, наблюдают в Юго-Восточной Азии; генотип D преобладает в Африке, Европе, Средиземноморских странах и Индии; генотип G описан во Франции, Германии и Соединенных Штатах; и генотип Н обычно встречается в Центральной и Южной Америке. О генотипе I недавно сообщили во Вьетнаме и Лаосе. Новый обнаруженный генотип ВГВ - генотип J - был обнаружен на Архипелаге Рюкю в Японии.Hepatitis B virus (HBV) is a major health problem worldwide, with more than 350 million people chronically carriers. HBV infection is a serious and common infectious liver disease. Chronic infection is associated with an increased risk of developing severe liver disease, including cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC), one of the most common forms of human cancer. The estimated risk of HCC in chronic HBV carriers is approximately 100 times higher than in uninfected individuals. Approximately a third of the world's population has been infected at some point in life, including 240 million to 350 million subjects with chronic infections. More than 750,000 people die every year from hepatitis B. Approximately 300,000 of them are from liver cancer. Currently available medicines for HBV have limitations. For example, administration of interferon alfa is associated with severe adverse reactions. Nucleoside analogs are virusostatic and require long-term administration. The level of genetic variability of the HBV genome is estimated as 1.4-3.2x10'5 nucleotide substitutions per site per year. A large number of virus variants arise during replication as a result of nucleotide insertion errors in the absence of any ability of the viral polymerase to correct errors. This variability has led to well-known subtypes of the virus. HBV was classified into well-defined genotypes based on intergroup divergence of 8% or more across the full-length genome sequence, each with a distinct geographic distribution. For example, genotype A is widespread in sub-Saharan Africa, Northern Europe, and West Africa; genotypes B and C are common in Asia; genotype C is mainly observed in Southeast Asia; genotype D is predominant in Africa, Europe, Mediterranean countries and India; genotype G has been described in France, Germany and the United States; and the H genotype is commonly found in Central and South America. Genotype I has recently been reported in Vietnam and Laos. A newly discovered HBV genotype, the J genotype, has been discovered in the Ryukyu Archipelago in Japan.
ВГВ представляет собой оболочечный ДНК-вирус, который относится к семейству Hepadnaviridae. Он содержит геном из небольшой частично двухцепочечной (ДЦ) расслабленной кольцевой ДНК (ркДНК), которая реплицируется путем обратной транскрипции РНК-посредника - прегеномной РНК (пгРНК). Кольцевой ДНК-геном ВГВ необычен, так как его ДНК не полностью двухцепочечная. Один конец полноразмерной цепи связан с ДНК-полимеразой вируса. Геном имеет длину приблизительно 3020 - 3320 нуклеотидов (для полноразмерной цепи) и 1700 - 2800 нуклеотидов (для короткой цепи). Антисмысловая (некодирующая) цепь комплементарна вирусной мРНК.HBV is an enveloped DNA virus that belongs to the Hepadnaviridae family. It contains a genome of a small partially double-stranded (DC) relaxed circular DNA (rcDNA) that is replicated by reverse transcription of the messenger RNA, pregenomic RNA (pgRNA). The HBV circular DNA genome is unusual because its DNA is not fully double-stranded. One end of the full length chain is linked to the DNA polymerase of the virus. The genome is approximately 3020 - 3320 nucleotides long (for a full chain) and 1700 - 2800 nucleotides (for a short chain). The antisense (non-coding) strand is complementary to the viral mRNA.
Известно четыре гена, кодируемых указанным геномом, которые обозначают С, X, Р и S. Коровый белок кодируется геном С (HBcAg), и его инициирующему кодону предшествует расположенный против хода транскрипции в той же рамке считывания инициирующий кодон AUG, с которого продуцируется прекоровый белок. HBeAg образуется при протеолитическом процессинге прекорового белка. ДНКполимераза кодируется геном Р. Ген S кодирует поверхностный антиген (HBsAg). Ген HBsAg представляет собой одну длинную открытую рамку считывания, но содержит три инициирующих (ATG) кодона в одной рамке считывания, которые делят ген на три участка: пре-S1, пре-S2 и S. Вследствие наличия нескольких инициирующих кодонов продуцируются полипептиды трех различных размеров, которые называют большим (в порядке от поверхности к внутренней части: пре-S1/пре-S2/S), средним (пре-S2/S) и малым (S). Функция белка, кодируемого геном X, до конца не ясна, но он связан с развитием рака печени. Он стимулирует гены, которые вызывают рост клеток, и инактивирует молекулы, регулирующие рост.There are four known genes encoded by this genome, which are C, X, P, and S. The core protein is encoded by gene C (HBcAg), and its initiation codon is preceded by an upstream in-frame initiation codon, AUG, from which the precore protein is produced. . HBeAg is formed during the proteolytic processing of the precore protein. DNA polymerase is encoded by the P gene. The S gene encodes the surface antigen (HBsAg). The HBsAg gene is one long open reading frame, but contains three initiation (ATG) codons in one reading frame, which divide the gene into three regions: pre-S1, pre-S2 and S. Due to the presence of several initiation codons, polypeptides of three different sizes are produced , which are called large (in order from the surface to the inside: pre-S1/pre-S2/S), medium (pre-S2/S) and small (S). The function of the protein encoded by the X gene is not fully understood, but it is associated with the development of liver cancer. It stimulates genes that cause cells to grow and inactivates molecules that regulate growth.
Вирусную ДНК обнаруживают в ядре вскоре после инфицирования клетки. Частично двухцепочечная ДНК становится полностью двухцепочечной путем застраивания (+) смысловой цепи и удаления молекулы белка из (-) смысловой цепи и короткой последовательности РНК из (+) смысловой цепи. Некодирующие основания удаляются с концов (-) смысловой цепи и концы снова соединяются. Жизненный цикл ВГВ начинается, когда вирус прикрепляется к клетке-хозяину и проникает внутрь. В недавних исследованиях продемонстрировали, что котранспортирующий таурохолат натрия полипептид (NTCP) представляет собой функциональный рецептор при инфицировании ВГВ. Расслабленная кольцевая ДНК вириона (ркДНК) доставляется в ядро, где она подвергается репарации с образованием ковалентно замкнутой кольцевой ДНК (кзкДНК). Эписомная кзкДНК служит в качестве матрицы для транскрипции преViral DNA is found in the nucleus shortly after infection of the cell. Partially double-stranded DNA becomes fully double-stranded by building up the (+) sense strand and removing a protein molecule from the (-) sense strand and a short RNA sequence from the (+) sense strand. The non-coding bases are removed from the ends of the (-) sense strand and the ends are reattached. The HBV life cycle begins when the virus attaches to a host cell and enters. Recent studies have demonstrated that the cotransporting sodium taurocholate polypeptide (NTCP) is a functional receptor in HBV infection. The relaxed virion circular DNA (rcDNA) is delivered to the nucleus, where it undergoes repair to form a covalently closed circular DNA (cccDNA). Episomal cccDNA serves as template for transcription of pre
- 1 042452 геномной РНК (пгРНК) и других мРНК вируса РНК-полимеразой II хозяина. Образовавшиеся транскрипты затем экспортируются в цитоплазму, где происходит трансляция вирусных белков. Обратная транскриптаза (ОТ) связывается с пгРНК и запускает сборку коровых белков в незрелые РНКсодержащие нуклеокапсиды. Незрелые нуклеокапсиды затем подвергаются процессу созревания, посредством чего пгРНК обратно транскрибируется с помощью ОТ с образованием зрелой ркДНК. Уникальной особенностью обратной транскрипции гепаднавируса является примированное ОТ инициирование синтеза минус-цепи ДНК, которое приводит к ковалентному связыванию ОТ с 5'-концом минус-цепи ДНК. Зрелые содержащие ркДНК нуклеокапсиды затем заключаются в оболочку из поверхностных белков вируса и секретируются в виде вирионов (путь секреции) или, в качестве альтернативы, возвращаются обратно в ядро, чтобы дополнительно амплифицировать пул кзкДНК (путь рециркуляции). Сохранение кзкДНК в гепатоцитах играет ключевую роль в персистенции вируса, реактивации репликации вируса после отмены противовирусной терапии и устойчивости к терапии.- 1 042452 genomic RNA (pgRNA) and other mRNA of the virus by the host RNA polymerase II. The resulting transcripts are then exported to the cytoplasm, where translation of viral proteins occurs. Reverse transcriptase (RT) binds to pgRNA and triggers the assembly of core proteins into immature RNA-containing nucleocapsids. The immature nucleocapsids then undergo a maturation process whereby pgRNA is reverse transcribed by RT to form mature rcDNA. A unique feature of hepadnavirus reverse transcription is the RT-primed initiation of DNA minus strand synthesis, which results in covalent binding of RT to the 5' end of the DNA minus strand. Mature rcDNA-containing nucleocapsids are then enveloped by viral surface proteins and secreted as virions (secretion pathway) or alternatively recycled back into the nucleus to further amplify the cccDNA pool (recycling pathway). Preservation of cccDNA in hepatocytes plays a key role in viral persistence, reactivation of viral replication after withdrawal of antiviral therapy, and resistance to therapy.
Хоуминг-эндонуклеазы представляют собой группу встречающихся в природе нуклеаз, которые распознают сайты расщепления из 15 - 40 пар оснований, обычно встречающиеся в геномах растений и грибов. Они часто связаны с паразитными элементами ДНК, такими как интроны с автономным сплайсингом группы 1 и интеины. Они обычно вызывают гомологичную рекомбинацию или встраивание гена в определенные положения в геноме хозяина, создавая двухцепочечный разрыв в хромосоме, который привлекает клеточный аппарат репарации ДНК (Stoddard (2006), Q. Rev. Biophys. 38: 49-95). Хоумингэндонуклеазы часто группируют в четыре семейства: семейство LAGLIDADG (SEQ ID NO: 2), семейство GIY-YIG, семейство His-Cys бокса и семейство HNH. Данные семейства отличаются структурными мотивами, которые влияют на каталитическую активность и распознавание последовательностей. Например, представители семейства LAGLIDADG (SEQ ID NO: 2) отличаются тем, что содержат либо одну, либо две копии консервативного мотива LAGLIDADG (SEQ ID NO: 2) (см. Chevalier и др. (2001), Nucleic Acids Res. 29(18): 3757-3774). Хоуминг-эндонуклеазы LAGLIDADG (SEQ ID NO: 2) с одной копией мотива LAGLIDADG (SEQ ID NO: 2) образуют гомодимеры, тогда как представители с двумя копиями мотива LAGLIDADG (SEQ ID NO: 2) находятся в виде мономеров. Способы получения хоумингэндонуклеаз известны в данной области.Homing endonucleases are a group of naturally occurring nucleases that recognize 15 to 40 bp cleavage sites commonly found in the genomes of plants and fungi. They are often associated with parasitic DNA elements such as group 1 autonomously spliced introns and inteins. They typically cause homologous recombination or insertion of a gene at specific positions in the host genome, creating a double-strand break in the chromosome that recruits the cellular DNA repair apparatus (Stoddard (2006), Q. Rev. Biophys. 38: 49-95). Homing endonucleases are often grouped into four families: the LAGLIDADG family (SEQ ID NO: 2), the GIY-YIG family, the His-Cys box family, and the HNH family. These families differ in structural motifs that affect catalytic activity and sequence recognition. For example, members of the LAGLIDADG family (SEQ ID NO: 2) are distinguished by having either one or two copies of the conserved LAGLIDADG motif (SEQ ID NO: 2) (see Chevalier et al. (2001), Nucleic Acids Res. 29( 18): 3757-3774). Homing endonucleases LAGLIDADG (SEQ ID NO: 2) with one copy of the LAGLIDADG motif (SEQ ID NO: 2) form homodimers, while those with two copies of the LAGLIDADG motif (SEQ ID NO: 2) are found as monomers. Methods for producing homing endonucleases are known in the art.
I-CreI (SEQ ID NO: 1) является представителем семейства хоуминг-эндонуклеаз LAGLIDADG (SEQ ID NO: 2), который распознает и разрезает последовательность распознавания из 22 пар оснований в хромосоме хлоропласта водорослей Chlamydomonas reinhardtii. Использовали методики генетической селекции, чтобы изменить предпочтение сайта расщепления I-CreI дикого типа (Sussman и др. (2004), J. Mol. Biol. 342: 31-41; Chames и др. (2005), Nucleic Acids Res. 33: е178; Seligman и др. (2002), Nucleic Acids Res. 30: 3870-9, Amould и др. (2006), J. Mol. Biol. 355: 443-58). Были описаны способы рационального дизайна моно-LAGLIDADG (SEQ ID NO: 2) хоуминг-эндонуклеаз, которые способны всеобъемлюще изменить конструкцию I-CreI и других хоуминг-эндонуклеаз для нацеливания на совершенно разные сайты ДНК, включая сайты в геномах млекопитающих, дрожжей, растений, бактерий и вирусов (WO 2007/047859).I-CreI (SEQ ID NO: 1) is a member of the LAGLIDADG family of homing endonucleases (SEQ ID NO: 2) that recognizes and cleaves a 22 bp recognition sequence in the chromosome of the Chlamydomonas reinhardtii algal chloroplast. Genetic selection techniques were used to change the wild-type I-CreI cleavage site preference (Sussman et al. (2004), J. Mol. Biol. 342: 31-41; Chames et al. (2005), Nucleic Acids Res. 33: e178, Seligman et al. (2002), Nucleic Acids Res. 30: 3870-9, Amould et al. (2006), J. Mol. Biol. 355: 443-58). Methods have been described for the rational design of mono-LAGLIDADG (SEQ ID NO: 2) homing endonucleases that are able to comprehensively redesign I-CreI and other homing endonucleases to target completely different DNA sites, including sites in the genomes of mammals, yeast, plants, bacteria and viruses (WO 2007/047859).
Как было впервые описано в WO 2009/059195, I-CreI и ее сконструированные производные обычно димерны, но их можно соединить в один полипептид, применяя короткий пептидный линкер, который соединяет С-конец первой субъединицы с N-концом второй субъединицы (Li и др. (2009), Nucleic Acids Res. 37:1650-62; Grizot и др. (2009), Nucleic Acids Res. 37:5405-19). Таким образом, функциональную одноцепочечную мегануклеазу можно экспрессировать с одного транскрипта.As first described in WO 2009/059195, I-CreI and its engineered derivatives are usually dimeric, but they can be linked into a single polypeptide using a short peptide linker that connects the C-terminus of the first subunit to the N-terminus of the second subunit (Li et al. (2009), Nucleic Acids Res. 37:1650-62; Grizot et al. (2009), Nucleic Acids Res. 37:5405-19). Thus, a functional single-stranded meganuclease can be expressed from a single transcript.
Предложили применение сконструированных мегануклеаз для лечения инфекций ВГВ. Например, в WO2010/136841 предложили применение сконструированных мегануклеаз для расщепления генома не встраивающихся в геном вирусов. Такие мегануклеазы включают варианты I-CreI. В заявке '841 описано множество распознаваемых мегануклеазой последовательностей из 22 пар оснований, присутствующих в геноме одного штамма ВГВ. Тем не менее, в заявке '841 не идентифицировали какую-либо последовательность распознавания, которая присутствует во множестве генотипов генома ВГВ.Proposed the use of engineered meganucleases for the treatment of HBV infections. For example, WO2010/136841 proposes the use of engineered meganucleases to cleave the genome of non-genome-integrating viruses. Such meganucleases include I-CreI variants. The '841 application describes a plurality of 22 bp meganuclease-recognized sequences present in the genome of a single strain of HBV. However, the '841 application did not identify any recognition sequence that is present in multiple genotypes of the HBV genome.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
В настоящем изобретении предложена, отчасти, разработка сайт-специфических, редко режущих эндонуклеаз, которые сконструированы, чтобы распознавать последовательности ДНК внутри по меньшей мере одной открытой рамки считывания (ОРС) генома ВГВ и в по меньшей мере двух различных генотипах генома ВГВ. Авторы настоящего изобретения обнаружили специфичные последовательности распознавания, консервативные среди генотипов, на которые можно нацелить рекомбинантные мегануклеазы, чтобы инактивировать множество генотипов вируса. Настоящее изобретение совершенствует известный уровень техники в нескольких аспектах. Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что последовательности распознавания можно обнаружить внутри ОРС нескольких генотипов генома ВГВ. Путем нацеливания на несколько генотипов вируса, можно получить одну фармацевтическую композицию, которую можно применять против различных генотипов, присутствующих в определенных районах мира. Таким образом, способы и композиции, описанные в данной заявке, полезны для лечения или уменьшения пролиферации ВГВ у инфицированных индивидов по всему миру. Подавление или устранение репликации ВГВ в печени приводит к улучшению патологии печени и снижению прогрессироThe present invention provides, in part, the development of site-specific, rarely cutting endonucleases that are designed to recognize DNA sequences within at least one open reading frame (ORF) of the HBV genome and in at least two different genotypes of the HBV genome. The present inventors have found specific recognition sequences, conserved among genotypes, that can be targeted by recombinant meganucleases to inactivate multiple virus genotypes. The present invention improves on the prior art in several aspects. The present inventors have surprisingly found that recognition sequences can be found within the ORFs of several genotypes of the HBV genome. By targeting multiple virus genotypes, a single pharmaceutical composition can be obtained that can be used against different genotypes present in certain areas of the world. Thus, the methods and compositions described in this application are useful for treating or reducing the proliferation of HBV in infected individuals throughout the world. Suppression or elimination of HBV replication in the liver leads to an improvement in liver pathology and a decrease in progression.
- 2 042452 вания в цирроз печени и гепатоцеллюлярную карциному. Соответственно, настоящее изобретение удовлетворяет потребность в данной области в дополнительных генотерапевтических подходах к лечению инфекций ВГВ. Кроме того, согласно настоящему изобретению предложен способ лечения гепатоцеллюлярной карциномы путем предоставления средств нацеливания встраивания путем гомологичной рекомбинации гена самоубийства в геном ВГВ в клетке ГЦК. Указанный ген самоубийства может кодировать токсин или проапоптический белок, который непосредственно уничтожает раковую клетку, или антиген клеточной поверхности или антигенный полипептид МНС I класса, который направляет собственную иммунную систему субъекта на уничтожение раковой клетки. Согласно настоящему изобретению предложены сконструированные мегануклеазы, полезные для лечения инфекции вирусом гепатита В (ВГВ). Указанные сконструированные мегануклеазы согласно настоящему изобретению распознают и расщепляют последовательность распознавания внутри открытой рамки считывания (ОРС) генома по меньшей мере двух генотипов вируса гепатита В. Расщепление в такой последовательности распознавания сконструированной мегануклеазой, описанной в данной заявке, может нарушить экспрессию одного или более вирусных белков вследствие негомологичного соединения концов (НГСК) в сайте расщепления. НГСК может привести к вставкам, делециям или привести к сдвигу рамки считывания, что может препятствовать экспрессии гена. Соответственно, нарушая нормальную экспрессию гена, можно уменьшить или устранить инфекцию и пролиферацию ВГВ, в соответствии со способами, описанными в данной заявке. Согласно настоящему изобретению также предложены фармацевтические композиции и способы лечения ВГВ, в которых используют сконструированную мегануклеазу, специфичную к последовательностям распознавания, расположенным внутри ОРС генома по меньшей мере двух генотипов вируса гепатита В. Согласно настоящему изобретению дополнительно предложены способы доставки сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке, субъекту, инфицированному ВГВ, чтобы снизить уровень ВГВ и/или уменьшить симптомы, связанные с инфекцией ВГВ.- 2 042452 in cirrhosis of the liver and hepatocellular carcinoma. Accordingly, the present invention satisfies a need in the art for additional gene therapy approaches for the treatment of HBV infections. In addition, the present invention provides a method for treating hepatocellular carcinoma by providing means of targeting insertion by homologous recombination of a suicide gene into the HBV genome in an HCC cell. Said suicide gene may encode a toxin or a pro-apoptotic protein that directly kills the cancer cell, or a cell surface antigen or MHC Class I antigenic polypeptide that directs the subject's own immune system to kill the cancer cell. The present invention provides engineered meganucleases useful in the treatment of hepatitis B virus (HBV) infection. These engineered meganucleases of the present invention recognize and cleave the recognition sequence within the open reading frame (ORF) of the genome of at least two hepatitis B virus genotypes. non-homologous end joining (NGSK) at the cleavage site. NHSV can result in insertions, deletions, or frameshifts, which can interfere with gene expression. Accordingly, by disrupting normal gene expression, HBV infection and proliferation can be reduced or eliminated, in accordance with the methods described in this application. The present invention also provides pharmaceutical compositions and methods for the treatment of HBV that use an engineered meganuclease specific for recognition sequences located within the ORFs of the genome of at least two hepatitis B virus genotypes. The present invention further provides methods for delivering the engineered meganucleases described herein. , a subject infected with HBV, to reduce the level of HBV and/or reduce the symptoms associated with HBV infection.
Таким образом, в одном аспекте настоящего изобретения предложена сконструированная мегануклеаза, которая распознает и расщепляет последовательность распознавания внутри открытой рамки считывания (ОРС) генома по меньшей мере двух генотипов вируса гепатита В. Сконструированная мегануклеаза содержит первую субъединицу и вторую субъединицу, при этом указанная первая субъединица связывается с первым распознаваемым полусайтом последовательности распознавания и содержит первый гипервариабельный (HVR1) участок, и при этом вторая субъединица связывается со вторым распознаваемым полусайтом последовательности распознавания и содержит второй гипервариабельный (HVR2) участок.Thus, in one aspect, the present invention provides an engineered meganuclease that recognizes and cleaves a recognition sequence within the open reading frame (ORF) of the genome of at least two hepatitis B virus genotypes. The engineered meganuclease comprises a first subunit and a second subunit, wherein said first subunit binds with the first recognized half site of the recognition sequence and contains the first hypervariable (HVR1) region, and the second subunit binds to the second recognized half site of the recognition sequence and contains the second hypervariable (HVR2) region.
В некоторых вариантах реализации последовательность распознавания обнаруживают внутри ОРС по меньшей мере 3, по меньшей мере 4, по меньшей мере 5 или по меньшей мере 6 генотипов вируса гепатита В. В одном таком варианте реализации последовательность распознавания находится внутри ОРС генотипа A (SEQ ID NO: 3) вируса гепатита В. Такой вариант реализации включает изоляты генотипа А вируса гепатита В, которые отличаются от SEQ ID NO: 3, но содержат одну или более распознаваемых мегануклеазой последовательностей ВГВ, описанных в данной заявке. В дополнительных таких вариантах реализации последовательность распознавания находится внутри ОРС генотипа А и одного или более из генотипов В, С, D, E, F и G (последовательности SEQ ID NO: 4-9, соответственно). Такие варианты реализации включают изоляты генотипа А, В, С, D, E, F и G вируса гепатита В, которые отличаются от последовательностей SEQ ID NO: 3-9, но содержат одну или более распознаваемых мегануклеазой последовательностей ВГВ, описанных в данной заявке. В некоторых вариантах реализации последовательность распознавания находится внутри по меньшей мере одной ОРС, кодирующей белок, выбранный из группы, состоящей из: белка полимеразы (Р), большого поверхностного белка (preS1/preS2/S), среднего поверхностного белка (preS2/S) и малого поверхностного белка (S). В некоторых вариантах реализации последовательность распознавания может включать SEQ ID NO: 10 (т.е. последовательность распознавания ВГВ 1-2), SEQ ID NO: 12 (т.е. последовательность распознавания ВГВ 5-6), SEQ ID NO: 14 (т.е. последовательность распознавания ВГВ 7-8) или SEQ ID NO: 16 (т.е. последовательность распознавания ВГВ 11-12).In some embodiments, the recognition sequence is found within the ORF of at least 3, at least 4, at least 5, or at least 6 hepatitis B virus genotypes. In one such embodiment, the recognition sequence is within the ORF of genotype A (SEQ ID NO: 3) hepatitis B virus. This embodiment includes isolates of genotype A of hepatitis B virus that differ from SEQ ID NO: 3, but contain one or more HBV meganuclease-recognized sequences described in this application. In further such embodiments, the recognition sequence is within the ORF of genotype A and one or more of genotypes B, C, D, E, F, and G (SEQ ID NOs: 4-9, respectively). Such embodiments include genotype A, B, C, D, E, F, and G isolates of hepatitis B virus that differ from SEQ ID NOs: 3-9 but contain one or more of the HBV meganuclease-recognized sequences described herein. In some embodiments, the recognition sequence is within at least one ORF encoding a protein selected from the group consisting of: polymerase protein (P), large surface protein (preS1/preS2/S), medium surface protein (preS2/S), and small surface protein (S). In some embodiments, the recognition sequence may include SEQ ID NO: 10 (i.e., HBV recognition sequence 1-2), SEQ ID NO: 12 (i.e., HBV recognition sequence 5-6), SEQ ID NO: 14 ( ie HBV recognition sequence 7-8) or SEQ ID NO: 16 (ie HBV recognition sequence 11-12).
В некоторых вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 10, участок HVR1 может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную последовательности аминокислот, соответствующей остаткам 24-79 в последовательности SEQ ID NO: 18 или 19 или остаткам 215-270 в последовательности SEQ ID NO: 20 или 21. В некоторых таких вариантах реализации участок HVR1 может включать остатки, соответствующие остаткам 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75 и 77 в последовательности SEQ ID NO: 18 или 19, или остатки, соответствующие остаткам 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266 и 268 в последовательности SEQ ID NO: 20 или 21. В конкретных вариантах реализации участок HVR1 может включать остатки 2479 в последовательности SEQ ID NO: 18 или 19 или остатки 215-270 в последовательности SEQ ID NO: 20 или 21.In some embodiments in which the recognition sequence includes SEQ ID NO: 10, the HVR1 region may include the amino acid sequence for at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% or more identical to the amino acid sequence corresponding to residues 24-79 in the sequence of SEQ ID NO: 18 or 19 or residues 215-270 in the sequence of SEQ ID NO: 20 or 21. In some such embodiments, the HVR1 region may include residues corresponding to residues 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75 and 77 in SEQ ID NOs: 18 or 19, or residues corresponding to residues 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266, and 268 in SEQ ID NO: 20 or 21. In specific embodiments, the HVR1 region may include residues 2479 in SEQ ID NO: 18 or 19 or residues 215-270 in SEQ ID NO: 20 or 21.
В некоторых таких вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 10, участок HVR2 может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере наIn some such embodiments, in which the recognition sequence comprises SEQ ID NO: 10, the HVR2 region may include an amino acid sequence of at least
- 3 042452- 3 042452
80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную последовательности аминокислот, соответствующей остаткам 215-270 в последовательности SEQ ID NO: 18 или 19 или остаткам 24-79 в последовательности SEQ ID NO: 20 или 21. В некоторых таких вариантах реализации участок HVR2 может включать остатки, соответствующие остаткам 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266 и 268 в последовательности SEQ ID NO: 18 или 19, или остатки, соответствующие остаткам 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75 и 77 в последовательности SEQ ID NO: 20 или 21. В конкретных вариантах реализации участок HVR2 может включать остатки 215-270 в последовательности SEQ ID NO: 18 или 19 или остатки 24-79 в последовательности SEQ ID NO: 20 или 21.80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% or more identical to the amino acid sequence corresponding to residues 215-270 in the sequence of SEQ ID NO: 18 or 19 or residues 24-79 in the sequence SEQ ID NO: 20 or 21. In some such embodiments, the HVR2 region may include residues corresponding to residues 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266, and 268 in SEQ ID NO: 18 or 19, or residues corresponding to residues 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75 and 77 in SEQ ID NO: 20 or 21. In specific embodiments, the HVR2 region may include residues 215-270 in SEQ ID NO: 18 or 19, or residues 24-79 in SEQ ID NO: 20 or 21.
В таких вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 10, первая субъединица может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную остаткам 7-153 в последовательности SEQ ID NO: 18 или 19 или остаткам 198-344 в последовательности SEQ ID NO: 20 или 21, и вторая субъединица может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную остаткам 198-344 в последовательности SEQ ID NO: 18 или 19 или остаткам 7-153 в последовательности SEQ ID NO: 20 или 21. В некоторых вариантах реализации первая субъединица может включать остатки 7-153 из последовательности SEQ ID NO: 18 или 19 или остатки 198-344 из последовательности SEQ ID NO: 20 или 21. Аналогичным образом, в некоторых вариантах реализации вторая субъединица может включать остатки 198-344 из последовательности SEQ ID NO: 18 или 19 или остатки 7-153 из последовательности SEQ ID NO: 20 или 21.In those embodiments in which the recognition sequence comprises SEQ ID NO: 10, the first subunit may include the amino acid sequence for at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% or more identical to residues 7-153 in the sequence of SEQ ID NO: 18 or 19 or residues 198-344 in the sequence of SEQ ID NO: 20 or 21, and the second subunit may include an amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% or more identical to residues 198-344 in the sequence of SEQ ID NO: 18 or 19 or residues 7-153 in the sequence of SEQ ID NO: 20 or 21. In some embodiments implementation, the first subunit may include residues 7-153 of SEQ ID NO: 18 or 19, or residues 198-344 of SEQ ID NO: 20 or 21. Similarly, in some embodiments, the second subunit may include residues 198-344 of sequences of SEQ ID NO: 18 or 19 or residues 7-153 from the sequence of SEQ ID NO: 20 or 21.
В некоторых таких вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 10, сконструированная мегануклеаза может содержать линкер, при этом указанный линкер ковалентно соединяет первую субъединицу и вторую субъединицу. В конкретных вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 18-21. В других вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 12, участок HVR1 может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную последовательности аминокислот, соответствующей остаткам 215270 любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-24 или остаткам 24-79 любой из последовательностей SEQ ID NO: 25-28. В некоторых таких вариантах реализации участок HVR1 может включать остатки, соответствующие остаткам 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266, и 268 любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-24, или остатки, соответствующие остаткам 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75, и 77 любой из последовательностей SEQ ID NO: 25-28. В конкретных вариантах реализации участок HVR1 может включать остатки 215-270 любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-24 или остатки 24-79 любой из последовательностей SEQ ID NO: 25-28.In some such embodiments, in which the recognition sequence comprises SEQ ID NO: 10, the engineered meganuclease may contain a linker, said linker covalently connecting the first subunit and the second subunit. In specific embodiments, the engineered meganuclease may include the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 18-21. In other embodiments, in which the recognition sequence includes SEQ ID NO: 12, the HVR1 region may include the amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% or more identical to the amino acid sequence corresponding to residues 215270 of any of the sequences of SEQ ID NO: 22-24 or residues 24-79 of any of the sequences of SEQ ID NO: 25-28. In some such embodiments, the HVR1 region may include residues corresponding to residues 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266, and 268 of any of the sequences of SEQ ID NO: 22-24, or residues corresponding to residues 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75, and 77 of any of SEQ ID NOs: 25-28. In particular embodiments, the HVR1 region may include residues 215-270 of any of SEQ ID NOs: 22-24, or residues 24-79 of any of SEQ ID NOs: 25-28.
В некоторых таких вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 12, участок HVR2 может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную последовательности аминокислот, соответствующей остаткам 24-79 любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-24 или остаткам 215-270 любой из последовательностей SEQ ID NO: 25-28. В некоторых таких вариантах реализации участок HVR2 может включать остатки, соответствующие остаткам 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75 и 77 любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-24, или остатки, соответствующие остаткам 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266 и 268 любой из последовательностей SEQ ID NO: 25-28. В конкретных вариантах реализации участок HVR2 может включать остатки 24-79 любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-24 или остатки 215-270 любой из последовательностей SEQ ID NO: 25-28.In some such embodiments, in which the recognition sequence comprises SEQ ID NO: 12, the HVR2 region may include an amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95 % or more identical to the amino acid sequence corresponding to residues 24-79 of any of the sequences of SEQ ID NO: 22-24 or residues 215-270 of any of the sequences of SEQ ID NO: 25-28. In some such embodiments, the HVR2 region may include residues corresponding to residues 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75, and 77 of any of the sequences of SEQ ID NO: 22 -24, or residues corresponding to residues 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266 and 268 of any of SEQ ID NOs: 25-28. In specific embodiments, the HVR2 region may include residues 24-79 of any of SEQ ID NOs: 22-24, or residues 215-270 of any of SEQ ID NOs: 25-28.
В некоторых таких вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 12, первая субъединица может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную остаткам 198-344 любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-24 или остаткам 7-153 любой из последовательностей SEQ ID NO: 25-28, и вторая субъединица может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную остаткам 7-153 любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-24 или остаткам 198-344 любой из последовательностей SEQ ID NO: 25-28. В некоторых вариантах реализации первая субъединица может включать остатки 198-344 любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-24 или остатки 7-153 любой из последовательностей SEQ ID NO: 25-28. Аналогичным образом, в некоторых вариантах реализации вторая субъединица может включать остатки 7-153 любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-24 или остатки 198-344 любой из последовательностей SEQ ID NO: 25-28.In some such embodiments, in which the recognition sequence comprises SEQ ID NO: 12, the first subunit may include an amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95 % or more identical to residues 198-344 of any of the sequences of SEQ ID NO: 22-24 or residues 7-153 of any of the sequences of SEQ ID NO: 25-28, and the second subunit may include an amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% or more identical to residues 7-153 of any of SEQ ID NOs: 22-24 or residues 198-344 of any of SEQ ID NOs: 25- 28. In some embodiments, the first subunit may include residues 198-344 of any of SEQ ID NOs: 22-24 or residues 7-153 of any of SEQ ID NOs: 25-28. Similarly, in some embodiments, the second subunit may include residues 7-153 of any of SEQ ID NOs: 22-24 or residues 198-344 of any of SEQ ID NOs: 25-28.
В некоторых таких вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 12, сконструированная мегануклеаза может содержать линкер, при этом указанный линкер ковалентно соединяет первую субъединицу и вторую субъединицу. В конкретных вариантах реализацииIn some such embodiments, in which the recognition sequence comprises SEQ ID NO: 12, the engineered meganuclease may contain a linker, said linker covalently connecting the first subunit and the second subunit. In specific implementations
- 4 042452 сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-28. В некоторых вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 14, участок HVR1 может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную последовательности аминокислот, соответствующей остаткам 215-270 любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32. В некоторых таких вариантах реализации участок HVR1 может включать остатки, соответствующие остаткам 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266 и 268 любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32. В конкретных вариантах реализации участок HVR1 может включать остатки 215-270 любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32. В некоторых таких вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 14, участок HVR2 может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную последовательности аминокислот, соответствующей остаткам 24-79 любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32. В некоторых таких вариантах реализации участок HVR2 может включать остатки, соответствующие остаткам 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75 и 77 любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32. В конкретных вариантах реализации участок HVR2 может включать остатки 24-79 любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32.- 4 042452 constructed meganuclease may include the amino acid sequence presented in any of the sequences of SEQ ID NO: 22-28. In some embodiments in which the recognition sequence includes SEQ ID NO: 14, the HVR1 region may include the amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% or more identical to the amino acid sequence corresponding to residues 215-270 of any of the sequences of SEQ ID NO: 29-32. In some such embodiments, the HVR1 region may include residues corresponding to residues 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266 and 268 of any of the sequences of SEQ ID NO: 29 -32. In specific embodiments, the HVR1 region may include residues 215-270 of any of SEQ ID NOs: 29-32. In some such embodiments, in which the recognition sequence comprises SEQ ID NO: 14, the HVR2 region may include an amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95 % or more identical to the amino acid sequence corresponding to residues 24-79 of any of the sequences of SEQ ID NO: 29-32. In some such embodiments, the HVR2 region may include residues corresponding to residues 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75, and 77 of any of the sequences of SEQ ID NO: 29 -32. In specific embodiments, the HVR2 region may include residues 24-79 of any of SEQ ID NOs: 29-32.
В некоторых таких вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 14, первая субъединица может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную остаткам 198-344 любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32, и вторая субъединица может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную остаткам 7-153 любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32. В некоторых вариантах реализации первая субъединица может включать остатки 198-344 любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32. Аналогичным образом, в некоторых вариантах реализации вторая субъединица может включать остатки 7-153 любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32.In some such embodiments, in which the recognition sequence comprises SEQ ID NO: 14, the first subunit may include an amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95 % or more identical to residues 198-344 of any of the sequences of SEQ ID NOs: 29-32, and the second subunit may include an amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least at least 95% or more identical to residues 7-153 of any of the sequences of SEQ ID NO: 29-32. In some embodiments, the first subunit may include residues 198-344 of any of SEQ ID NOs: 29-32. Similarly, in some embodiments, the second subunit may include residues 7-153 of any of SEQ ID NOs: 29-32.
В некоторых таких вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 14, сконструированная мегануклеаза может содержать линкер, при этом указанный линкер ковалентно соединяет первую субъединицу и вторую субъединицу. В конкретных вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32. В некоторых вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 16, участок HVR1 может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную остаткам 215-270 любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39. В некоторых таких вариантах реализации участок HVR1 может включать остатки, соответствующие остаткам 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266 и 268 любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39. В конкретных вариантах реализации участок HVR1 может включать остатки 215-270 любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39.In some such embodiments, in which the recognition sequence comprises SEQ ID NO: 14, the engineered meganuclease may contain a linker, said linker covalently connecting the first subunit and the second subunit. In specific embodiments, the engineered meganuclease may include the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 29-32. In some embodiments in which the recognition sequence includes SEQ ID NO: 16, the HVR1 region may include the amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% or more identical to residues 215-270 of any of the sequences of SEQ ID NOs: 33-39. In some such embodiments, the HVR1 region may include residues corresponding to residues 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 259, 261, 266 and 268 of any of the sequences of SEQ ID NO: 33 -39. In specific embodiments, the HVR1 region may include residues 215-270 of any of SEQ ID NOs: 33-39.
В некоторых таких вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 16, участок HVR2 может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную остаткам 24-79 любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39. В некоторых таких вариантах реализации участок HVR2 может включать остатки, соответствующие остаткам 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75 и 77 любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39. В конкретных вариантах реализации участок HVR2 может включать остатки 24-79 любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39.In some such embodiments, in which the recognition sequence comprises SEQ ID NO: 16, the HVR2 region may include an amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95 % or more identical to residues 24-79 of any of the sequences of SEQ ID NO: 33-39. In some such embodiments, the HVR2 region may include residues corresponding to residues 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 68, 70, 75, and 77 of any of the sequences of SEQ ID NO: 33 -39. In specific embodiments, the HVR2 region may include residues 24-79 of any of SEQ ID NOs: 33-39.
В таких вариантах реализации, в которых последовательность распознавания включает SEQ ID NO: 16, первая субъединица может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную остаткам 198-344 любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39, и вторая субъединица может включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную остаткам 7-153 любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39. В некоторых вариантах реализации первая субъединица может включать остатки 198-344 любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39. Аналогичным образом, в некоторых вариантах реализации вторая субъединица может включать остатки 7-153 любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39.In those embodiments in which the recognition sequence comprises SEQ ID NO: 16, the first subunit may include the amino acid sequence at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% or more identical to residues 198-344 of any of SEQ ID NOs: 33-39, and the second subunit may include an amino acid sequence of at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% or more identical to residues 7-153 of any of the sequences of SEQ ID NO: 33-39. In some embodiments, the first subunit may include residues 198-344 of any of SEQ ID NOs: 33-39. Similarly, in some embodiments, the second subunit may include residues 7-153 of any of the sequences of SEQ ID NOs: 33-39.
В некоторых вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может содержать линкер, при этом указанный линкер ковалентно соединяет первую субъединицу и вторую субъединицу. В конкретных вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39. В другом аспекте настоящего изобретения предложен выделенный полинуклеотид, включающий последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую любую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. В некотором варианте реализации выделенный полинуклеотид может представлять собой мРНК. В дополниIn some embodiments, the engineered meganuclease may contain a linker, wherein said linker covalently links the first subunit and the second subunit. In specific embodiments, the engineered meganuclease may include the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 33-39. In another aspect of the present invention, an isolated polynucleotide is provided, comprising a nucleic acid sequence encoding any of the engineered meganucleases described herein. In some embodiment, the isolated polynucleotide may be an mRNA. In addition
- 5 042452 тельных вариантах реализации мРНК может представлять собой полицистронную мРНК, кодирующую одну или более сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке. В некоторых вариантах реализации полицистронная мРНК согласно настоящему изобретению может представлять собой, без ограничения, бицистронную мРНК, кодирующую две сконструированные мегануклеазы, описанные в данной заявке, трицистронную мРНК, кодирующую три сконструированные мегануклеазы, описанные в данной заявке, или тетрацистронную мРНК, кодирующую четыре сконструированные мегануклеазы, описанные в данной заявке. В таких вариантах реализации, в которых две или более сконструированных мегануклеаз кодируются полицистронной мРНК, каждая кодируемая сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ. Кроме того, в таких вариантах реализации полицистронная мРНК согласно настоящему изобретению может кодировать любую комбинацию сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке. В некотором варианте реализации полицистронная мРНК может кодировать мегануклеазу ВГВ 1-2, мегануклеазу ВГВ 5-6, мегануклеазу ВГВ 7-8 и мегануклеазу ВГВ 11-12. В другом конкретном варианте реализации полицистронная мРНК может представлять собой бицистронную мРНК, кодирующую мегануклеазу ВГВ 5-6 и мегануклеазу ВГВ 11-12. В дополнительных вариантах реализации полицистронная мРНК согласно настоящему изобретению может кодировать одну или более сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке, и один или более дополнительных белков, которые вызывают терапевтически полезный эффект в инфицированной ВГВ клетке и/или у инфицированного ВГВ субъекта.- 5 042452 real embodiments, the mRNA may be a polycistronic mRNA encoding one or more of the engineered meganucleases described in this application. In some embodiments, the polycistronic mRNA of the present invention may be, without limitation, a bicistronic mRNA encoding two engineered meganucleases described herein, a tricistronic mRNA encoding three engineered meganucleases described herein, or a tetracistronic mRNA encoding four engineered meganucleases. described in this application. In such embodiments in which two or more engineered meganucleases are encoded by a polycistronic mRNA, each engineered meganuclease encoded has specificity for a different HBV recognition sequence. Moreover, in such embodiments, the polycistronic mRNA of the present invention may encode any combination of the engineered meganucleases described herein. In some embodiment, the polycistronic mRNA can encode HBV meganuclease 1-2, HBV meganuclease 5-6, HBV meganuclease 7-8, and HBV meganuclease 11-12. In another specific embodiment, the polycistronic mRNA may be a bicistronic mRNA encoding HBV 5-6 meganuclease and HBV 11-12 meganuclease. In further embodiments, the polycistronic mRNA of the present invention may encode one or more of the engineered meganucleases described herein and one or more additional proteins that elicit a therapeutically beneficial effect in an HBV-infected cell and/or in an HBV-infected subject.
В другом аспекте настоящего изобретения предложена конструкция рекомбинантной ДНК, содержащая последовательность нуклеиновой кислоты, которая кодирует любую сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению. В некоторых вариантах реализации указанная конструкция рекомбинантной ДНК содержит кассету, содержащую промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. В других вариантах реализации конструкция рекомбинантной ДНК содержит две или более кассет, при этом каждая кассета включает промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке, и при этом каждая сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ, описанной в данной заявке. В конкретных вариантах реализации конструкция рекомбинантной ДНК может содержать две кассеты, три кассеты, четыре кассеты или более кассет.In another aspect, the present invention provides a recombinant DNA construct comprising a nucleic acid sequence that encodes any engineered meganuclease of the present invention. In some embodiments, said recombinant DNA construct comprises a cassette containing a promoter and a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described herein. In other embodiments, the recombinant DNA construct comprises two or more cassettes, where each cassette includes a promoter and a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described herein, and where each engineered meganuclease has specificity for a different HBV recognition sequence described herein. application. In specific embodiments, the recombinant DNA construct may comprise two cassettes, three cassettes, four cassettes, or more cassettes.
В других вариантах реализации конструкция рекомбинантной ДНК содержит кассету, содержащую промотор и полицистронную последовательность нуклеиновой кислоты, при этом указанный промотор запускает экспрессию в целевой клетке полицистронной последовательности нуклеиновой кислоты с образованием полицистронной мРНК, описанной в данной заявке.In other embodiments, the recombinant DNA construct comprises a cassette containing a promoter and a polycistronic nucleic acid sequence, said promoter driving expression in the target cell of the polycistronic nucleic acid sequence to form the polycistronic mRNA described herein.
В некотором варианте реализации конструкция рекомбинантной ДНК кодирует вирусный вектор, включающий последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую любую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. В таком варианте реализации указанный вирусный вектор может представлять собой вектор на основе ретровируса, лентивируса, аденовируса или аденоассоциированного вируса (ААВ). В некотором варианте реализации вирусный вектор может представлять собой рекомбинантный ААВ-вектор.In some embodiment, the recombinant DNA construct encodes a viral vector comprising a nucleic acid sequence encoding any engineered meganuclease described herein. In such an embodiment, said viral vector may be a retrovirus, lentivirus, adenovirus, or adeno-associated virus (AAV) vector. In some embodiment, the viral vector may be a recombinant AAV vector.
В некоторых вариантах реализации вирусный вектор содержит кассету, содержащую промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. В других вариантах реализации вирусный вектор содержит две или более кассет, при этом каждая кассета включает промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке, и при этом каждая сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ, описанной в данной заявке. В других вариантах реализации вирусный вектор содержит одну кассету, содержащую промотор и полицистронную последовательность нуклеиновой кислоты, при этом указанный промотор запускает экспрессию в целевой клетке полицистронной последовательности нуклеиновой кислоты с образованием полицистронной мРНК, описанной в данной заявке.In some embodiments, the viral vector contains a cassette containing a promoter and a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described in this application. In other embodiments, the viral vector contains two or more cassettes, where each cassette includes a promoter and a nucleic acid sequence encoding an engineered meganuclease described herein, and where each engineered meganuclease has specificity for a different HBV recognition sequence described in this application. . In other embodiments, the viral vector contains a single cassette containing a promoter and a polycistronic nucleic acid sequence, said promoter driving expression in the target cell of the polycistronic nucleic acid sequence to form the polycistronic mRNA described herein.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен вирусный вектор, включающий последовательность нуклеиновой кислоты, которая кодирует любую сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению. В некоторых вариантах реализации указанный вирусный вектор может представлять собой вектор на основе ретровируса, лентивируса, аденовируса или аденоассоциированного вируса (ААВ). В некотором варианте реализации вирусный вектор может представлять собой рекомбинантный ААВ-вектор. В некоторых вариантах реализации вирусный вектор содержит кассету, содержащую промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. В других вариантах реализации вирусный вектор содержит две или более кассет, при этом каждая кассета включает промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке, и при этом каждая сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ, описанной в данной заявке. В дополнительных вариантах реализации вирусный вектор содержит одну кассету, содержащую промотор и полицистронную последовательность нуклеиновой кислоты, приIn another aspect, the present invention provides a viral vector comprising a nucleic acid sequence that encodes any engineered meganuclease of the present invention. In some embodiments, said viral vector may be a retrovirus, lentivirus, adenovirus, or adeno-associated virus (AAV) vector. In some embodiment, the viral vector may be a recombinant AAV vector. In some embodiments, the viral vector contains a cassette containing a promoter and a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described in this application. In other embodiments, the viral vector contains two or more cassettes, where each cassette includes a promoter and a nucleic acid sequence encoding an engineered meganuclease described herein, and where each engineered meganuclease has specificity for a different HBV recognition sequence described in this application. . In additional embodiments, the viral vector contains a single cassette containing a promoter and a polycistronic nucleic acid sequence, with
- 6 042452 этом указанный промотор запускает экспрессию в целевой клетке полицистронной последовательности нуклеиновой кислоты с образованием полицистронной мРНК, описанной в данной заявке.- 6 042452 this promoter starts the expression in the target cell of the polycistronic nucleic acid sequence with the formation of polycistronic mRNA described in this application.
В другом аспекте настоящего изобретения предложена фармацевтическая композиция для лечения субъекта с вирусом гепатита В (ВГВ) или страдающего гепатоцеллюлярной карциномой, вызванной ВГВ, указанная фармацевтический композиция содержит фармацевтически приемлемый носитель и: (а) нуклеиновую кислоту, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке; или (b) белок сконструированной мегануклеазы, описанный в данной заявке; при этом сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к последовательностям распознавания внутри открытой рамки считывания (ОРС) генома по меньшей мере двух генотипов вируса гепатита В. В некоторых вариантах реализации последовательность распознавания находится внутри ОРС по меньшей мере 3, по меньшей мере 4, по меньшей мере 5, или по меньшей мере 6 генотипов вируса гепатита В. В одном таком варианте реализации последовательность распознавания находится внутри ОРС генотипа А ВГВ (SEQ ID NO: 3), или его изолятов, которые содержат последовательность распознавания, и по меньшей мере 1, по меньшей мере 2, по меньшей мере 3, по меньшей мере 4, по меньшей мере 5, или по меньшей мере 6 других генотипов ВГВ. В различных вариантах реализации дополнительные генотипы ВГВ могут включать генотип В, С, D, E, F и/или G (последовательности SEQ ID NO: 4-9, соответственно), или их изоляты, которые содержат одну или более последовательностей распознавания ВГВ, описанных в данной заявке. В некоторых вариантах реализации сконструированная мегануклеаза из фармацевтической композиции, или кодируемая последовательность нуклеиновой кислоты из фармацевтической композиции, обладает специфичностью к последовательностям распозначания внутри по меньшей мере одной ОРС, кодирующей белок, выбранный из группы, состоящей из: белка полимеразы (Р), большого поверхностного белка (preS1/preS2/S), среднего поверхностного белка (preS2/S) и малого поверхностного белка (S). В некоторых вариантах реализации последовательность распознавания может включать SEQ ID NO: 10, 12, 14 или 16. В одном варианте реализации последовательность нуклеиновой кислоты из фармацевтической композиции, кодирующая сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке, может представлять собой мРНК, описанную в данной заявке. В некоторых таких вариантах реализации мРНК может представлять собой полицистронную мРНК, описанную в данной заявке, так что две или более сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке, экспрессируются в целевой клетке in vivo.In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition for treating a subject with hepatitis B virus (HBV) or suffering from hepatocellular carcinoma caused by HBV, said pharmaceutical composition comprising a pharmaceutically acceptable carrier and: (a) a nucleic acid encoding the engineered meganuclease described herein; or (b) protein engineered meganuclease described in this application; wherein the engineered meganuclease has specificity for recognition sequences within the open reading frame (ORF) of the genome of at least two hepatitis B virus genotypes. In some embodiments, the recognition sequence is within an ORF of at least 3, at least 4, at least 5, or at least 6 hepatitis B virus genotypes. In one such embodiment, the recognition sequence is within the HBV genotype A ORF (SEQ ID NO: 3), or isolates thereof, that contain the recognition sequence, and at least 1, at least 2 , at least 3, at least 4, at least 5, or at least 6 other HBV genotypes. In various embodiments, additional HBV genotypes may include genotype B, C, D, E, F, and/or G (SEQ ID NOs: 4-9, respectively), or isolates thereof, which contain one or more of the HBV recognition sequences described in this application. In some embodiments, the engineered meganuclease from the pharmaceutical composition, or the encoded nucleic acid sequence from the pharmaceutical composition, has specificity for recognition sequences within at least one ORF encoding a protein selected from the group consisting of: polymerase (P) protein, large surface protein (preS1/preS2/S), medium surface protein (preS2/S), and small surface protein (S). In some embodiments, the recognition sequence may include SEQ ID NO: 10, 12, 14, or 16. In one embodiment, the nucleic acid sequence from the pharmaceutical composition encoding the engineered meganuclease described herein may be the mRNA described herein. In some such embodiments, the mRNA may be a polycistronic mRNA as described herein such that two or more of the engineered meganucleases described herein are expressed in the target cell in vivo.
В другом варианте реализации фармацевтическая композиция содержит конструкцию рекомбинантной ДНК, описанную в данной заявке, включающую последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. В некоторых таких вариантах реализации конструкция рекомбинантной ДНК содержит кассету, содержащую промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению. В других вариантах реализации конструкция рекомбинантной ДНК из фармацевтической композиции содержит две или более кассет, при этом каждая кассета включает промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке, и при этом каждая сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ, описанной в данной заявке. В конкретных вариантах реализации конструкция рекомбинантной ДНК из фармацевтической композиции может содержать две кассеты, три кассеты, четыре кассеты или более кассет.In another embodiment, the pharmaceutical composition contains the recombinant DNA construct described herein, comprising a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described herein. In some such embodiments, the recombinant DNA construct comprises a cassette containing a promoter and a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease of the present invention. In other embodiments, the recombinant DNA construct from the pharmaceutical composition comprises two or more cassettes, where each cassette includes a promoter and a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described herein, and where each engineered meganuclease has specificity for a different HBV recognition sequence, described in this application. In specific embodiments, the pharmaceutical composition recombinant DNA construct may comprise two cassettes, three cassettes, four cassettes, or more cassettes.
В других вариантах реализации конструкция рекомбинантной ДНК из фармацевтической композиции содержит кассету, содержащую промотор и полицистронную последовательность нуклеиновой кислоты, при этом указанный промотор запускает экспрессию полицистронной последовательности нуклеиновой кислоты с образованием полицистронной мРНК, описанной в данной заявке, в целевой клетке in vivo, так что две или более сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке, экспрессируются в целевой клетке.In other embodiments, a recombinant DNA construct from a pharmaceutical composition comprises a cassette containing a promoter and a polycistronic nucleic acid sequence, said promoter driving the expression of the polycistronic nucleic acid sequence to form the polycistronic mRNA described herein in the target cell in vivo, so that two or more of the engineered meganucleases described in this application are expressed in the target cell.
В другом варианте реализации фармацевтическая композиция содержит вирусный вектор, включающий последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. В одном таком варианте реализации указанный вирусный вектор может представлять собой ретровирус, лентивирус, аденовирус или ААВ. В некотором варианте реализации вирусный вектор может представлять собой рекомбинантный ААВ-вектор. В некоторых таких вариантах реализации вирусный вектор содержит кассету, содержащую промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. В других вариантах реализации вирусный вектор содержит две или более кассет, при этом каждая кассета включает промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке, и при этом каждая сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ, описанной в данной заявке. В других таких вариантах реализации вирусный вектор содержит одну кассету, содержащую промотор и полицистронную последовательность нуклеиновой кислоты, при этом указанный промотор запускает экспрессию полицистронной последовательности нуклеиновой кислоты с образованием полицистронной мРНК, описанной в данной заявке, в целевой клетке in vivo, так что две или более сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке, экспрессируются в целевой клетке.In another embodiment, the pharmaceutical composition contains a viral vector comprising a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described in this application. In one such embodiment, said viral vector may be a retrovirus, lentivirus, adenovirus, or AAV. In some embodiment, the viral vector may be a recombinant AAV vector. In some such embodiments, the viral vector contains a cassette containing a promoter and a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described in this application. In other embodiments, the viral vector contains two or more cassettes, where each cassette includes a promoter and a nucleic acid sequence encoding an engineered meganuclease described herein, and where each engineered meganuclease has specificity for a different HBV recognition sequence described in this application. . In other such embodiments, the viral vector contains a single cassette containing a promoter and a polycistronic nucleic acid sequence, said promoter driving the expression of the polycistronic nucleic acid sequence to form the polycistronic mRNA described herein in the target cell in vivo, such that two or more engineered meganucleases described in this application are expressed in the target cell.
- 7 042452- 7 042452
В одном таком варианте реализации фармацевтическая композиция может содержать сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке (или кодирующую ее нуклеиновую кислоту), которая распознает и расщепляет SEQ ID NO: 10. В конкретных вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 18-21.In one such embodiment, the pharmaceutical composition may comprise an engineered meganuclease as described herein (or a nucleic acid encoding the same) that recognizes and cleaves SEQ ID NO: 10. SEQ ID NO: 18-21.
В другом варианте реализации фармацевтическая композиция может содержать сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке (или кодирующую ее нуклеиновую кислоту), которая распознает и расщепляет SEQ ID NO: 12. В конкретных вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-28.In another embodiment, the pharmaceutical composition may comprise an engineered meganuclease as described herein (or a nucleic acid encoding the same) that recognizes and cleaves SEQ ID NO: 12. In specific embodiments, the engineered meganuclease may include the amino acid sequence shown in any of the sequences of SEQ ID NO: 22-28.
В другом варианте реализации фармацевтическая композиция может содержать сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке (или кодирующую ее нуклеиновую кислоту), которая распознает и расщепляет SEQ ID NO: 14. В конкретных вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 29-32.In another embodiment, the pharmaceutical composition may comprise an engineered meganuclease as described herein (or a nucleic acid encoding the same) that recognizes and cleaves SEQ ID NO: 14. In specific embodiments, the engineered meganuclease may include the amino acid sequence shown in any of the sequences of SEQ ID NO: 29-32.
В другом варианте реализации фармацевтическая композиция может содержать сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке (или кодирующую ее нуклеиновую кислоту), которая распознает и расщепляет SEQ ID NO: 16. В конкретных вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39.In another embodiment, the pharmaceutical composition may comprise an engineered meganuclease as described herein (or a nucleic acid encoding the same) that recognizes and cleaves SEQ ID NO: 16. In specific embodiments, the engineered meganuclease may include the amino acid sequence shown in any of the sequences of SEQ ID NO: 33-39.
В различных вариантах реализации фармацевтическая композиция может содержать два или более белков сконструированных мегануклеазы, описанных в данной заявке, при этом указанные сконструированные мегануклеазы обладают специфичностью к различным последовательностям распознавания ВГВ, описанным в данной заявке. В других вариантах реализации фармацевтическая композиция может содержать две или более нуклеиновых кислот, кодирующих сконструированные мегануклеазы, описанные в данной заявке, при этом указанные сконструированные мегануклеазы обладают специфичностью к различным последовательностям распознавания ВГВ, описанным в данной заявке. В таких вариантах реализации указанные две или более нуклеиновых кислот могут быть включены в мРНК, описанные в данной заявке, в конструкции рекомбинантных ДНК, описанные в данной заявке, и/или в вирусные векторы, описанные в данной заявке. В других вариантах реализации фармацевтическая композиция может содержать один или более белков сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке, и одну или более нуклеиновых кислот, кодирующих сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке (т.е. мРНК, конструкцию рекомбинантной ДНК или вирусный вектор), при этом указанные сконструированные мегануклеазы и кодируемые сконструированные мегануклеазы обладают специфичностью к различным последовательностям распознавания ВГВ, описанным в данной заявке. В дополнительных вариантах реализации фармацевтическая композиция может содержать комбинацию белков сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке, комбинацию нуклеиновых кислот, кодирующих сконструированные мегануклеазы, описанные в данной заявке (т.е. молекулы мРНК, конструкции рекомбинантных ДНК, вирусные векторы), или комбинацию белков сконструированных мегануклеаз и нуклеиновых кислот, кодирующих белки сконструированных мегануклеаз, при этом указанная комбинация сконструированных мегануклеаз и/или кодируемых сконструированных мегануклеаз в фармацевтической композиции может распознавать и расщеплять последовательность распознавания в каждом из генотипов ВГВ А, В, С, D, E, F и G (последовательности SEQ ID NO: 3-9), и изолятах каждого генотипа, которые содержат последовательности распознавания ВГВ, описанные в данной заявке.In various embodiments, the pharmaceutical composition may contain two or more engineered meganuclease proteins described herein, wherein said engineered meganucleases have specificity for different HBV recognition sequences described herein. In other embodiments, the pharmaceutical composition may contain two or more nucleic acids encoding the engineered meganucleases described herein, wherein said engineered meganucleases have specificity for various HBV recognition sequences described herein. In such embodiments, the implementation of these two or more nucleic acids can be included in the mRNA described in this application, in the design of recombinant DNA described in this application, and/or in the viral vectors described in this application. In other embodiments, the pharmaceutical composition may contain one or more engineered meganuclease proteins described herein and one or more nucleic acids encoding the engineered meganuclease described herein (i.e., mRNA, recombinant DNA construct, or viral vector), wherein said engineered meganucleases and encoded engineered meganucleases have specificity for the various HBV recognition sequences described herein. In additional embodiments, the pharmaceutical composition may contain a combination of engineered meganuclease proteins described herein, a combination of nucleic acids encoding engineered meganucleases described herein (i.e., mRNA molecules, recombinant DNA constructs, viral vectors), or a combination of engineered proteins. meganucleases and nucleic acids encoding engineered meganuclease proteins, wherein said combination of engineered meganucleases and/or encoded engineered meganucleases in a pharmaceutical composition can recognize and cleave the recognition sequence in each of the HBV genotypes A, B, C, D, E, F, and G ( sequence SEQ ID NO: 3-9), and isolates of each genotype that contain the HBV recognition sequences described in this application.
В некоторых вариантах реализации фармацевтическая композиция может содержать одну или более мРНК, описанных в данной заявке, инкапсулированных внутри липидных наночастиц. В конкретных вариантах реализации указанные липидные наночастицы из фармацевтической композиции могут содержать две или более мРНК, описанных в данной заявке, каждая из которых кодирует сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению, обладающую специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ, описанной в данной заявке. В конкретных вариантах реализации указанные липидные наночастицы могут содержать две, три или четыре мРНК, описанных в данной заявке, каждая из которых кодирует сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению, обладающую специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ. В других вариантах реализации указанные липидные наночастицы из фармацевтической композиции могут содержать одну или более полицистронных мРНК, описанных в данной заявке, при этом каждая полицистронная мРНК кодирует две или более сконструированных мегануклеаз согласно настоящему изобретению, обладающих специфичностью к различным последовательностям распознавания ВГВ, описанным в данной заявке. В конкретных вариантах реализации указанные липидные наночастицы могут содержать полицистронную мРНК, кодирующую две, три или четыре сконструированные мегануклеазы, описанные в данной заявке. В других конкретных вариантах реализации указанные липидные наночастицы могут содержать две или более полицистронных мРНК, описанных в данной заявке, каждая из которых кодирует две или более сконструированных мегануклеаз согласно настоящему изобретению. В некоторых вариантах реализацииIn some embodiments, the implementation of the pharmaceutical composition may contain one or more mRNA described in this application, encapsulated within the lipid nanoparticles. In specific embodiments, said lipid nanoparticles from a pharmaceutical composition may contain two or more mRNAs described herein, each of which encodes an engineered meganuclease of the present invention having specificity for a distinct HBV recognition sequence described herein. In specific embodiments, said lipid nanoparticles may contain two, three, or four mRNAs described herein, each of which encodes an engineered meganuclease of the present invention having specificity for a different HBV recognition sequence. In other embodiments, these lipid nanoparticles from a pharmaceutical composition may contain one or more polycistronic mRNAs described in this application, with each polycistronic mRNA encoding two or more engineered meganucleases according to the present invention, having specificity for various HBV recognition sequences described in this application. . In specific embodiments, said lipid nanoparticles may contain a polycistronic mRNA encoding two, three, or four of the engineered meganucleases described herein. In other specific embodiments, these lipid nanoparticles may contain two or more polycistronic mRNAs described in this application, each of which encodes two or more designed meganucleases according to the present invention. In some implementations
- 8 042452 у указанных липидных наночастиц такой состав, который повышает доставку и всасывание в печени, и, в частности, внутри гепатоцитов.- 8 042452 said lipid nanoparticles have a composition that enhances delivery and absorption in the liver, and, in particular, inside hepatocytes.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ лечения субъекта, страдающего ВГВ. Аналогичным образом, в настоящей заявке предложен способ уменьшения уровня и/или пролиферации ВГВ, или уменьшения симптомов, связанных с ВГВ. Указанные способы включают доставку в целевую клетку субъекта: (а) нуклеиновой кислоты, кодирующей сконструированную мегануклеазу, при этом сконструированная мегануклеаза экспрессируется в целевой клетке in vivo; или (b) белка сконструированной мегануклеазы; при этом сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к последовательностям распознавания в ОРС генома по меньшей мере двух генотипов вируса гепатита В, и где сконструированная мегануклеаза распознает и расщепляет последовательность распознавания, таким образом расщепляя геном ВГВ в целевой клетке. Указанный способ может уменьшить или устранить инфекцию и/или пролиферацию ВГВ у субъекта.In another aspect of the present invention, a method of treating a subject suffering from HBV is provided. Similarly, the present application provides a method for reducing the level and/or proliferation of HBV, or reducing the symptoms associated with HBV. These methods include delivering to the subject's target cell: (a) a nucleic acid encoding an engineered meganuclease, wherein the engineered meganuclease is expressed in the target cell in vivo; or (b) an engineered meganuclease protein; wherein the engineered meganuclease has specificity for recognition sequences in the ORF of the genome of at least two hepatitis B virus genotypes, and wherein the engineered meganuclease recognizes and cleaves the recognition sequence, thereby cleaving the HBV genome in the target cell. Said method can reduce or eliminate HBV infection and/or proliferation in a subject.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ лечения субъекта, страдающего ГЦК, вызванной ВГВ. Указанные способы включают доставку в целевую клетку субъекта: (1) (а) нуклеиновой кислоты, кодирующей сконструированную мегануклеазу, при этом сконструированная мегануклеаза экспрессируется в целевой клетке in vivo; или (b) белка сконструированной мегануклеазы; и (2) нуклеиновой кислоты, включающей полинуклеотидную последовательность, кодирующую ген самоубийства, и последовательности, гомологичные последовательностям, фланкирующим сайт расщепления мегануклеазой; при этом сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к последовательностям распознавания в ОРС генома по меньшей мере двух генотипов вируса гепатита В, при этом сконструированная мегануклеаза распознает и расщепляет последовательность распознавания, таким образом расщепляя геном ВГВ в целевой клетке; при этом ген самоубийства встраивается в расщепленный геном ВГВ путем гомологичной рекомбинации; и при этом экспрессия гена самоубийства уничтожает целевую клетку.In another aspect of the present invention, a method of treating a subject suffering from HCC caused by HBV is provided. These methods include delivering to the subject's target cell: (1) (a) a nucleic acid encoding an engineered meganuclease, wherein the engineered meganuclease is expressed in the target cell in vivo; or (b) an engineered meganuclease protein; and (2) a nucleic acid comprising a polynucleotide sequence encoding a suicide gene and sequences homologous to sequences flanking a meganuclease cleavage site; wherein the engineered meganuclease has specificity for recognition sequences in the ORF of the genome of at least two hepatitis B virus genotypes, wherein the engineered meganuclease recognizes and cleaves the recognition sequence, thereby cleaving the HBV genome in the target cell; wherein the suicide gene is inserted into the split HBV genome by homologous recombination; and in doing so, the expression of the suicide gene destroys the target cell.
В некоторых вариантах реализации ген самоубийства напрямую летален для целевой клетки. В некоторых таких вариантах реализации напрямую летальный ген самоубийства кодирует токсичный полипептид или проапоптический белок. В некоторых вариантах реализации ген самоубийства опосредованно летален для целевой клетки и направляет собственную иммунную систему субъекта на уничтожение целевой клетки. В некоторых таких вариантах реализации опосредованно летальный ген самоубийства кодирует белок поверхности клетки, который распознается как чужеродный иммунной системой субъекта и становится мишенью гуморального или клеточного иммунного ответа. В других таких вариантах реализации опосредованно летальный ген самоубийства кодирует полипептид, который представляется молекулой МНС I класса, распознается как чужеродный иммунной системой субъекта и становится мишенью цитотоксического иммунного ответа.In some embodiments, the suicide gene is directly lethal to the target cell. In some such embodiments, the directly lethal suicide gene encodes for a toxic polypeptide or pro-apoptotic protein. In some embodiments, the suicide gene is indirectly lethal to the target cell and directs the subject's own immune system to kill the target cell. In some such embodiments, the indirectly lethal suicide gene encodes a cell surface protein that is recognized as foreign by the subject's immune system and becomes the target of a humoral or cellular immune response. In other such embodiments, the indirectly lethal suicide gene encodes a polypeptide that presents as a class I MHC molecule, is recognized as foreign by the subject's immune system, and becomes the target of a cytotoxic immune response.
В некоторых вариантах реализации способов лечения инфекции ВГВ или ГЦК, последовательность распознавания обнаруживают внутри ОРС по меньшей мере 3, по меньшей мере 4, по меньшей мере 5, или по меньшей мере 6 генотипов вируса гепатита В. В одном таком варианте реализации последовательность распознавания находится внутри ОРС генотипа A (SEQ ID NO: 3) вируса гепатита В. Такой вариант реализации включает изоляты генотипа А вируса гепатита В, которые отличаются от SEQ ID NO: 3, но содержат одну или более распознаваемых мегануклеазой последовательностей ВГВ, описанных в данной заявке. В дополнительных таких вариантах реализации последовательность распознавания находится внутри ОРС генотипа А и одного или более из генотипов В, С, D, E, F и G (последовательности SEQ ID NO: 4-9, соответственно). Такие варианты реализации включают изоляты генотипа А, В, С, D, E, F и G вируса гепатита В, которые отличаются от последовательностей SEQ ID NO: 3-9, но содержат одну или более распознаваемых мегануклеазой последовательностей ВГВ, описанных в данной заявке.In some embodiments of methods for treating HBV or HCC infection, the recognition sequence is found within the ORF of at least 3, at least 4, at least 5, or at least 6 hepatitis B virus genotypes. In one such embodiment, the recognition sequence is within Hepatitis B virus genotype A (SEQ ID NO: 3) ORF. This embodiment includes hepatitis B virus genotype A isolates that differ from SEQ ID NO: 3 but contain one or more of the HBV meganuclease-recognized sequences described herein. In further such embodiments, the recognition sequence is within the ORF of genotype A and one or more of genotypes B, C, D, E, F, and G (SEQ ID NOs: 4-9, respectively). Such embodiments include genotype A, B, C, D, E, F, and G isolates of hepatitis B virus that differ from SEQ ID NOs: 3-9 but contain one or more of the HBV meganuclease-recognized sequences described herein.
В таких вариантах реализации способов лечения инфекции ВГВ или ГЦК, последовательность распознавания может находиться внутри по меньшей мере одной ОРС, кодирующей белок, выбранный из группы, состоящей из: белка полимеразы (Р), большого поверхностного белка (preS1/preS2/S), среднего поверхностного белка (preS2/S) и малого поверхностного белка (S). В некоторых вариантах реализации последовательность распознавания может включать SEQ ID NO: 10 (т.е. последовательность распознавания ВГВ 1-2), SEQ ID NO: 12 (т.е. последовательность распознавания ВГВ 5-6), SEQ ID NO: 14 (т.е. последовательность распознавания ВГВ 7-8) или SEQ ID NO: 16 (т.е. последовательность распознавания ВГВ 11-12). В конкретных вариантах реализации способов лечения инфекции ВГВ или ГЦК, белок сконструированной мегануклеазы, или кодируемая сконструированная мегануклеаза, представляет собой сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке.In such embodiments of methods for treating HBV or HCC infection, the recognition sequence may be within at least one ORF encoding a protein selected from the group consisting of: polymerase protein (P), large surface protein (preS1/preS2/S), middle surface protein (preS2/S) and small surface protein (S). In some embodiments, the recognition sequence may include SEQ ID NO: 10 (i.e., HBV recognition sequence 1-2), SEQ ID NO: 12 (i.e., HBV recognition sequence 5-6), SEQ ID NO: 14 ( ie HBV recognition sequence 7-8) or SEQ ID NO: 16 (ie HBV recognition sequence 11-12). In specific embodiments of methods for treating HBV or HCC infection, the engineered meganuclease protein, or the encoded engineered meganuclease, is the engineered meganuclease described herein.
В дополнительных вариантах реализации способы лечения инфекции ВГВ или ГЦК включают введение указанному субъекту любой фармацевтической композиции согласно настоящему изобретению, описанной в данной заявке, которая содержит, по меньшей мере, фармацевтически приемлемый носитель и (а) нуклеиновую кислоту, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке, при этом сконструированная мегануклеаза экспрессируется в целевой клетке in vivo; или (b) белок сконструированной мегануклеазы, описанный в данной заявке. В некоторых вариантах реализации способов лечения инфекции ВГВ или ГЦК, сконструированную мегануклеазу или нуклеиновую кислоту, коди- 9 042452 рующую сконструированную мегануклеазу, можно доставить в целевой гепатоцит. В конкретных вариантах реализации эффективное количество сконструированной мегануклеазы или нуклеиновой кислоты, кодирующей сконструированную мегануклеазу, можно доставить в целевой гепатоцит.In additional embodiments, methods for treating HBV or HCC infection comprise administering to said subject any pharmaceutical composition of the present invention described herein that contains at least a pharmaceutically acceptable carrier and (a) a nucleic acid encoding the engineered meganuclease described herein. the application, wherein the engineered meganuclease is expressed in the target cell in vivo; or (b) an engineered meganuclease protein as described herein. In some embodiments of methods for treating HBV or HCC infection, the engineered meganuclease or nucleic acid encoding the engineered meganuclease can be delivered to a target hepatocyte. In specific embodiments, an effective amount of an engineered meganuclease or a nucleic acid encoding an engineered meganuclease can be delivered to a target hepatocyte.
В конкретных вариантах реализации доставка в гепатоцит происходит ех vivo, при этом субъекту вводят эффективное количество гепатоцитов, в которые доставили сконструированную мегануклеазу или нуклеиновую кислоту, кодирующую сконструированную мегануклеазу.In specific embodiments, delivery to the hepatocyte occurs ex vivo, wherein the subject is administered an effective amount of hepatocytes that have received the engineered meganuclease or nucleic acid encoding the engineered meganuclease.
В некоторых вариантах реализации гепатотоксический белок, или нуклеиновую кислоту или ААВ, кодирующий гепатотоксический белок, вводят вместе с фармацевтическими композициями, описанными в данной заявке.In some embodiments, a hepatotoxic protein, or a nucleic acid or AAB encoding a hepatotoxic protein, is administered together with the pharmaceutical compositions described in this application.
В конкретных вариантах реализации указанных способов, первая последовательность распознавания может включать SEQ ID NO: 10. В некоторых таких вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может представлять собой любую сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению, которая распознает и расщепляет SEQ ID NO: 10. В конкретных вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 18-21.In specific embodiments of these methods, the first recognition sequence may include SEQ ID NO: 10. In certain such embodiments, the engineered meganuclease may be any engineered meganuclease of the present invention that recognizes and cleaves SEQ ID NO: 10. In specific embodiments, the engineered the meganuclease may include the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 18-21.
В другом варианте реализации указанных способов, первая последовательность распознавания может включать SEQ ID NO: 12. В некоторых таких вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может представлять собой любую сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению, которая распознает и расщепляет SEQ ID NO: 12. В конкретных вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 22-28.In another embodiment of these methods, the first recognition sequence may comprise SEQ ID NO: 12. In some such embodiments, the engineered meganuclease may be any engineered meganuclease of the present invention that recognizes and cleaves SEQ ID NO: 12. In specific embodiments, the engineered the meganuclease may include the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 22-28.
В других вариантах реализации указанных способов, первая последовательность распознавания может включать SEQ ID NO: 14. В некоторых таких вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может представлять собой любую сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению, которая распознает и расщепляет SEQ ID NO: 14. В конкретных вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 29 - 32.In other embodiments of these methods, the first recognition sequence may include SEQ ID NO: 14. In certain such embodiments, the engineered meganuclease may be any engineered meganuclease of the present invention that recognizes and cleaves SEQ ID NO: 14. In specific embodiments, the engineered the meganuclease may include the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 29-32.
В других вариантах реализации указанных способов, первая последовательность распознавания может включать SEQ ID NO: 16. В некоторых таких вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может представлять собой любую сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению, которая распознает и расщепляет SEQ ID NO: 16. В конкретных вариантах реализации сконструированная мегануклеаза может включать последовательность аминокислот, представленную в любой из последовательностей SEQ ID NO: 33-39. В конкретных вариантах реализации указанных способов, субъект может представлять собой млекопитающее, такое как человек.In other embodiments of these methods, the first recognition sequence may include SEQ ID NO: 16. In certain such embodiments, the engineered meganuclease may be any engineered meganuclease of the present invention that recognizes and cleaves SEQ ID NO: 16. In specific embodiments, the engineered the meganuclease may include the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 33-39. In specific embodiments of these methods, the subject may be a mammal, such as a human.
В другом аспекте настоящего изобретения предложена сконструированная мегануклеаза, описанная в данной заявке, для применения в качестве лекарственного средства. Согласно настоящему изобретению дополнительно предложено применение сконструированной мегануклеазы, описанной в данной заявке, для производства лекарственного средства для лечения ВГВ, уменьшения уровня или пролиферации ВГВ, уменьшения симптомов, связанных с ВГВ, или лечения ГЦК. В другом аспекте настоящего изобретения предложен выделенный полинуклеотид для применения в качестве лекарственного средства, отличающийся тем, что выделенный полинуклеотид включает последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. Согласно настоящему изобретению дополнительно предложено применение выделенного полинуклеотида для производства лекарственного средства для лечения ВГВ, уменьшения уровня или пролиферации ВГВ, уменьшения симптомов, связанных с ВГВ, или лечения ГЦК.In another aspect of the present invention, the engineered meganuclease described herein is provided for use as a drug. The present invention further provides the use of the engineered meganuclease described herein for the manufacture of a medicament for treating HBV, reducing the level or proliferation of HBV, reducing symptoms associated with HBV, or treating HCC. In another aspect of the present invention, there is provided an isolated polynucleotide for use as a drug, characterized in that the isolated polynucleotide comprises a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described herein. The present invention further provides the use of an isolated polynucleotide for the manufacture of a medicament for the treatment of HBV, the reduction of the level or proliferation of HBV, the reduction of symptoms associated with HBV, or the treatment of HCC.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен рекомбинантный ААВ-вектор для применения в качестве лекарственного средства, при этом указанный рекомбинантный ААВ-вектор содержит выделенный полинуклеотид, и при этом указанный выделенный полинуклеотид включает последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. Согласно настоящему изобретению дополнительно предложено применение рекомбинантного ААВ-вектора для производства лекарственного средства для лечения ВГВ, уменьшения уровня или пролиферации ВГВ, уменьшения симптомов, связанных с ВГВ, или лечения ГЦК, при этом указанный рекомбинантный ААВ-вектор содержит выделенный полинуклеотид, и при этом указанный выделенный полинуклеотид включает последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке.In another aspect of the present invention, a recombinant AAV vector is provided for use as a drug, wherein said recombinant AAV vector contains an isolated polynucleotide, and wherein said isolated polynucleotide comprises a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described herein. The present invention further provides the use of a recombinant AAV vector for the manufacture of a medicament for the treatment of HBV, the reduction or proliferation of HBV, the reduction of symptoms associated with HBV, or the treatment of HCC, wherein said recombinant AAV vector contains an isolated polynucleotide, and wherein said the selected polynucleotide includes a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described in this application.
Описанные выше и другие аспекты и варианты реализации настоящего изобретения можно более полно понять, ознакомившись со следующим подробным описанием и формулой изобретения. Некоторые свойства настоящего изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных вариантов реализации, также могут быть предложены в комбинации в одном варианте реализации. Все комбинации вариантов реализации в прямой форме входят в объем настоящего изобретения и описаны в данной заявке точно так же, как если бы все без исключения комбинации были отдельно и явно описаны. И наоборот, различные свойства настоящего изобретения, которые для краткости описаны в контексте одногоThe above and other aspects and embodiments of the present invention can be more fully understood by reading the following detailed description and claims. Certain features of the present invention, which are described in the context of separate embodiments for clarity, may also be offered in combination in a single embodiment. All combinations of embodiments are expressly included in the scope of the present invention and are described in this application in the same way as if all combinations without exception were separately and explicitly described. Conversely, various features of the present invention, which for brevity are described in the context of one
- 10 042452 варианта реализации, также могут быть предложены отдельно или в любой подходящей субкомбинации. Все субкомбинации свойств, перечисленных в вариантах реализации, также в прямой форме входят в объем настоящего изобретения и описаны в данной заявке точно так же, как если бы все без исключения такие субкомбинации были отдельно и явно описаны в данной заявке. Варианты реализации каждого аспекта настоящего изобретения, описанного в данной заявке, распространяются на каждый другой аспект настоящего изобретения с необходимыми изменениями.- 10 042452 implementation options may also be offered separately or in any suitable subcombination. All subcombinations of properties listed in the embodiments are also expressly included in the scope of the present invention and are described in this application in the same way as if all such subcombinations without exception were separately and explicitly described in this application. Embodiments of each aspect of the present invention described in this application apply to every other aspect of the present invention, mutatis mutandis.
Краткое описание фигурBrief description of the figures
На фиг. 1 показана геномная карта генома ВГВ и обозначены все ОРС.In FIG. 1 shows a genomic map of the HBV genome and labels all ORFs.
У вирусных частиц частично двухцепочечный геном (обозначен пунктирной линией) с липким перекрыванием, которое соединяет 5'-участки каждой цепи и которое фланкировано последовательностями прямых повторов (DR1 и DR2). Ген S кодирует белок основного поверхностного антигена гепатита В (HBsAg) и его гликозилированного партнера, которые представляют собой трансмембранные белки в оболочке вируса. Последовательности в той же рамке считывания, расположенные против хода транскрипции от гена S, кодируют пре-S домены, которые транслируются вместе с последовательностями S с образованием пре-S и S полипептидов (средний и большой белки), которые содержат рецептор вируса для инфицирования гепатоцитов. Ген С кодирует коровый антиген гепатита В (HBcAg), который образует нуклеокапсид вируса. Участок Р кодирует обратную транскриптазу вируса, которая также обладает активностью ДНК-зависимой ДНК-полимеразы и активностью РНКазы Н, необходимыми для репликации вируса. Хотя ВГВ представляет собой ДНК-вирус, он реплицируется через пре-геномного РНКпосредника. Наконец, ген X кодирует малый регуляторный белок вируса - антиген х гепатита В (НВх). НВх представляет собой трансактивирующий белок, который стимулирует экспрессию и репликацию генов вируса, защищает инфицированные вирусом клетки от опосредованного иммунитетом разрушения и способствует развитию гепатоцеллюлярной карциномы.The viral particles have a partially double-stranded genome (indicated by the dotted line) with a sticky overlap that connects the 5' portion of each strand and is flanked by direct repeat sequences (DR1 and DR2). The S gene encodes the hepatitis B major surface antigen (HBsAg) protein and its glycosylated partner, which are transmembrane proteins within the envelope of the virus. In-frame sequences upstream of the S gene encode pre-S domains that are translated together with S sequences to form pre-S and S polypeptides (medium and large proteins) that contain the viral receptor for infecting hepatocytes. The C gene encodes the hepatitis B core antigen (HBcAg), which forms the nucleocapsid of the virus. The P region encodes the reverse transcriptase of the virus, which also has DNA-dependent DNA polymerase activity and RNase H activity required for viral replication. Although HBV is a DNA virus, it replicates via a pre-genomic RNA messenger. Finally, gene X codes for a small regulatory protein of the virus, hepatitis B antigen x (HBx). HBx is a transactivating protein that stimulates viral gene expression and replication, protects virus-infected cells from immune-mediated destruction, and promotes the development of hepatocellular carcinoma.
Фиг. 2. Сконструированные последовательности распознавания мегануклеазы в геноме ВГВ. А) Каждая последовательность распознавания, на которую нацелена сконструированная мегануклеаза согласно настоящему изобретению, содержит два распознаваемых полусайта. Каждый распознаваемый полусайт содержит 9 пар оснований, разделенных центральной последовательностью из 4 пар оснований. Последовательность распознавания ВГВ 1-2 (SEQ ID NO: 10) содержит два распознаваемых полусайта, обозначенных ВГВ1 и ВГВ2. Последовательность распознавания ВГВ 5-6 (SEQ ID NO: 12) содержит два распознаваемых полусайта, обозначенных ВГВ5 и ВГВ6. Последовательность распознавания ВГВ 7-8 (SEQ ID NO: 14) содержит два распознаваемых полусайта, обозначенных ВГВ7 и ВГВ8. Последовательность распознавания ВГВ 11-12 (SEQ ID NO: 16) содержит два распознаваемых полусайта, обозначенных ВГВ11 и ВГВ12.Fig. 2. Constructed meganuclease recognition sequences in the HBV genome. A) Each recognition sequence targeted by the engineered meganuclease of the present invention contains two recognizable half sites. Each recognized half-site contains 9 base pairs separated by a central sequence of 4 base pairs. The HBV recognition sequence 1-2 (SEQ ID NO: 10) contains two recognizable half-sites, designated HBV1 and HBV2. The HBV recognition sequence 5-6 (SEQ ID NO: 12) contains two recognizable half-sites, designated HBV5 and HBV6. The HBV recognition sequence 7-8 (SEQ ID NO: 14) contains two recognizable half-sites, designated HBV7 and HBV8. The HBV recognition sequence 11-12 (SEQ ID NO: 16) contains two recognizable half-sites, designated HBV11 and HBV12.
Фиг. 3. Иллюстрирование генома генотипа А ВГВ и расположение последовательностей распознавания ВГВ 1-2, ВГВ 5-6, ВГВ 7-8 и ВГВ 11-12 внутри генома. Обе последовательности распознавания ВГВ 1-2 и ВГВ 5-6 расположены внутри четырех ОРС генома ВГВ: Р, preS1/preS2/S, preS2/S и S. Каждая из последовательностей распознавания ВГВ 7-8 и ВГВ 11-12 расположена внутри ОРС, кодирующей полимеразу.Fig. 3. Illustration of the HBV genotype A genome and the location of the HBV 1-2, HBV 5-6, HBV 7-8 and HBV 11-12 recognition sequences within the genome. Both HBV 1-2 and HBV 5-6 recognition sequences are located within four ORFs of the HBV genome: P, preS1/preS2/S, preS2/S, and S. Each of the HBV 7-8 and HBV 11-12 recognition sequences is located within an ORF, coding polymerase.
Фиг. 4. Выравнивание последовательностей распознавания ВГВ в генотипах ВГВ А-G. Последовательности распознавания, на которые нацелено настоящее изобретение, консервативны среди множества генотипов ВГВ. Последовательность распознавания ВГВ 1-2 распространяется на остатки 185-206 генотипа А ВГВ, представленного в SEQ ID NO: 3, и данная последовательность распознавания полностью консервативна в генотипах В, С, Е, F и G. Генотип D содержит однонуклеотидное различие в виде замены G на Т в положении -4 первого полусайта. Последовательность распознавания ВГВ 5-6 распространяется на остатки 742-763 генотипа А ВГВ, представленного в SEQ ID NO: 3, и данная последовательность распознавания полностью консервативна в генотипах В, С, D, Е и G. Генотип F содержит однонуклеотидное различие в виде замены G на С в положении -3 первого полусайта. Последовательность распознавания ВГВ 7-8 распространяется на остатки 1183-1204 генотипа А ВГВ, представленного в SEQ ID NO: 3, и данная последовательность распознавания полностью консервативна в генотипах В, С, D, F и G. Генотип Е содержит однонуклеотидное различие в виде замены G на С в положении -1 первого полусайта. Последовательность распознавания ВГВ 11-12 распространяется на остатки 1259-1280 генотипа А ВГВ, представленного в SEQ ID NO: 3, и данная последовательность распознавания полностью консервативна в генотипах В, С, D, E, F и G.Fig. 4. Alignment of HBV recognition sequences in HBV genotypes A-G. The recognition sequences targeted by the present invention are conserved among many HBV genotypes. The HBV recognition sequence 1-2 extends to residues 185-206 of HBV genotype A shown in SEQ ID NO: 3, and this recognition sequence is fully conserved across genotypes B, C, E, F, and G. Genotype D contains a single nucleotide substitution difference G to T at position -4 of the first half site. The HBV recognition sequence 5-6 extends to residues 742-763 of HBV genotype A shown in SEQ ID NO: 3, and this recognition sequence is fully conserved across genotypes B, C, D, E, and G. The F genotype contains a single nucleotide substitution difference G to C at position -3 of the first half site. The HBV recognition sequence 7-8 extends to residues 1183-1204 of the HBV genotype A shown in SEQ ID NO: 3, and this recognition sequence is completely conserved across genotypes B, C, D, F, and G. The E genotype contains a single nucleotide substitution difference G to C at position -1 of the first half site. The HBV recognition sequence 11-12 extends to residues 1259-1280 of HBV genotype A shown in SEQ ID NO: 3 and this recognition sequence is completely conserved across genotypes B, C, D, E, F and G.
Фиг. 5. Указанные сконструированные мегануклеазы согласно настоящему изобретению содержат две субъединицы, при этом указанная первая субъединица, содержащая участок HVR1, связывается с первым распознаваемым полусайтом (например, ВГВ1, ВГВ5, ВГВ7 или ВГВ11) и вторая субъединица, содержащая участок HVR2, связывается со вторым распознаваемым полусайтом (например, ВГВ2, ВГВ6, ВГВ8 или ВГВ12). В вариантах реализации, в которых сконструированная мегануклеаза представляет собой одноцепочечную мегануклеазу, первую субъединицу, содержащую участок HVR1, можно расположить либо как N-концевую, либо как С-концевую субъединицу. Аналогичным образом, вторую субъединицу, содержащую участок HVR2, можно расположить либо как N-концевую, либо как С-концевую субъединицу.Fig. 5. Said engineered meganucleases of the present invention comprise two subunits, wherein said first subunit containing the HVR1 region binds to the first recognized half site (e.g. HBV1, HBV5, HBV7 or HBV11) and the second subunit containing the HVR2 region binds to the second recognized half site. hemisite (eg HBV2, HBV6, HBV8 or HBV12). In embodiments where the engineered meganuclease is a single-stranded meganuclease, the first subunit containing the HVR1 region can be positioned as either an N-terminal or a C-terminal subunit. Similarly, the second subunit containing the HVR2 region can be positioned as either an N-terminal or a C-terminal subunit.
- 11 042452- 11 042452
Фиг. 6. Схематичное представление репортерного анализа в клетках СНО для оценки сконструированных мегануклеаз, нацеленных на ОРС генома по меньшей мере двух генотипов вируса гепатита В. Для указанных сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке, получали линию клеток СНО, в которой репортерная кассета была стабильно встроена в геном клетки. Репортерная кассета содержала, в порядке от 5' к 3': ранний промотор SV40; 5' 2/3 гена GFP; последовательность распознавания для сконструированной мегануклеазы согласно настоящему изобретению (например, последовательность распознавания ВГВ 1-2); последовательность распознавания для мегануклеазы СНО-23/24 (WO/2012/167192); и 3'2/3 гена GFP. Клетки, стабильно трансфицированные данной кассетой, не экспрессировали GFP в отсутствие вызывающего разрыв ДНК агента. Мегануклеазы внедряли путем трансдукции плазмидной ДНК или мРНК, кодирующей каждую мегануклеазу. Когда вызывали разрыв ДНК в любой из распознаваемых мегануклеазой последовательностей, дуплицированные участки гена GFP рекомбинировали друг с другом с образованием функционального гена GFP. Процент экспрессирующих GFP клеток затем можно было определить с помощью проточной цитометрии как косвенный показатель частоты расщепления генома мегануклеазами.Fig. 6. Schematic representation of a reporter assay in CHO cells to evaluate engineered meganucleases targeting the ORF of the genome of at least two hepatitis B virus genotypes. cell genome. The reporter cassette contained, in 5' to 3' order: SV40 early promoter; 5' 2/3 of the GFP gene; a recognition sequence for the engineered meganuclease of the present invention (eg, HBV 1-2 recognition sequence); recognition sequence for meganuclease CHO-23/24 (WO/2012/167192); and 3'2/3 of the GFP gene. Cells stably transfected with this cassette did not express GFP in the absence of a DNA breakage agent. Meganucleases were introduced by transduction of plasmid DNA or mRNA encoding each meganuclease. When a DNA break was caused at any of the sequences recognized by the meganuclease, the duplicated portions of the GFP gene recombined with each other to form a functional GFP gene. The percentage of GFP-expressing cells could then be determined using flow cytometry as a proxy for the frequency of genome cleavage by meganucleases.
Фиг. 7. Эффективность распознавания и расщепления сконструированными мегануклеазами последовательностей распознавания в ОРС генома по меньшей мере двух генотипов гена вируса гепатита В в репортерном анализе в клетках СНО. Сконструированные мегануклеазы, представленные в последовательностях SEQ ID NO: 18-39, были сконструированы для нацеливания на последовательность распознавания ВГВ 1-2 (SEQ ID NO: 10), последовательность распознавания ВГВ 5-6 (SEQ ID NO: 12), последовательность распознавания ВГВ 7-8 (SEQ ID NO: 14) или последовательность распознавания ВГВ 11-12 (SEQ ID NO: 16), и проводили скрининг их эффективности в репортерном анализе в клетках СНО. В показанных результатах представлен процент экспрессирующих GFP клеток, наблюдаемый в каждом анализе, который соответствует эффективности расщепления каждой мегануклеазой целевой последовательности распознавания или последовательности распознавания СНО-23/24. Отрицательный контроль (bs) был дополнительно включен в каждый анализ. На фиг. 7А показаны мегануклеазы, нацеленные на последовательность распознавания ВГВ 1-2. На фиг. 7В показаны мегануклеазы, нацеленные на последовательность распознавания ВГВ 5-6. На фиг. 7С показаны мегануклеазы, нацеленные на последовательность распознавания ВГВ 7-8. На фиг. 7D показаны мегануклеазы, нацеленные на последовательность распознавания ВГВ 11-12.Fig. 7. Efficiency of recognition and cleavage by engineered meganucleases of recognition sequences in the ORF of the genome of at least two genotypes of the hepatitis B virus gene in reporter analysis in CHO cells. The engineered meganucleases shown in SEQ ID NOs: 18-39 were designed to target HBV recognition sequence 1-2 (SEQ ID NO: 10), HBV recognition sequence 5-6 (SEQ ID NO: 12), HBV recognition sequence 7-8 (SEQ ID NO: 14) or HBV recognition sequence 11-12 (SEQ ID NO: 16) and screened for their performance in a reporter assay in CHO cells. The results shown represent the percentage of GFP-expressing cells observed in each assay, which corresponds to the efficiency of each meganuclease cleavage of the target recognition sequence or CHO-23/24 recognition sequence. A negative control (bs) was additionally included in each assay. In FIG. 7A shows meganucleases targeting the HBV 1-2 recognition sequence. In FIG. 7B shows meganucleases targeting the HBV recognition sequence 5-6. In FIG. 7C shows meganucleases targeting the HBV recognition sequence 7-8. In FIG. 7D shows meganucleases targeting the HBV recognition sequence 11-12.
Фиг. 8. Эффективность распознавания и расщепления сконструированными мегануклеазами последовательностей распознавания в ОРС генома по меньшей мере двух генотипов гена вируса гепатита В в репортерном анализе в клетках СНО. Сконструированные мегануклеазы, представленные в последовательностях SEQ ID NO: 18-39, были сконструированы для нацеливания на последовательность распознавания ВГВ 1-2 (SEQ ID NO: 10), последовательность распознавания ВГВ 5-6 (SEQ ID NO: 12), последовательность распознавания ВГВ 7-8 (SEQ ID NO: 14) или последовательность распознавания ВГВ 11-12 (SEQ ID NO: 16), и проводили скрининг их эффективности в репортерном анализе в клетках СНО в несколько моментов времени в течение 12 дней после нуклеофекции. В показанных результатах представлен процент экспрессирующих GFP клеток, наблюдаемый в каждом анализе в течение 12-дневного периода анализа, который соответствует эффективности расщепления каждой мегануклеазой целевой последовательности распознавания или последовательности распознавания СНО-23/24, как функция времени. На фиг. 8А показаны мегануклеазы, нацеленные на последовательность распознавания ВГВ 1-2. На фиг. 8В показаны мегануклеазы, нацеленные на последовательность распознавания ВГВ 5-6. На фиг. 8С показаны мегануклеазы, нацеленные на последовательность распознавания ВГВ 7-8. На фиг. 8D показаны мегануклеазы, нацеленные на последовательность распознавания ВГВ 11-12.Fig. 8. Efficiency of recognition and cleavage by engineered meganucleases of recognition sequences in the ORF of the genome of at least two genotypes of the hepatitis B virus gene in reporter analysis in CHO cells. The engineered meganucleases shown in SEQ ID NOs: 18-39 were designed to target HBV recognition sequence 1-2 (SEQ ID NO: 10), HBV recognition sequence 5-6 (SEQ ID NO: 12), HBV recognition sequence 7-8 (SEQ ID NO: 14) or HBV recognition sequence 11-12 (SEQ ID NO: 16) and screened for their performance in a reporter assay in CHO cells at multiple time points up to 12 days after nucleofection. The results shown represent the percentage of GFP expressing cells observed in each assay over the 12 day assay period, which corresponds to the efficiency of each meganuclease cleavage of the target or CHO-23/24 recognition sequence as a function of time. In FIG. 8A shows meganucleases targeting the HBV 1-2 recognition sequence. In FIG. 8B shows meganucleases targeting the HBV recognition sequence 5-6. In FIG. 8C shows meganucleases targeting the HBV recognition sequence 7-8. In FIG. 8D shows meganucleases targeting the HBV recognition sequence 11-12.
Фиг. 9. Оценка способности мегануклеаз ВГВ распознавать и расщеплять последовательности распознавания внутри эписомных ДНК-плазмид в репортерной системе Е. coli. На фиг. 9А показана плазмида pARCUS и плазмида pHBVa. На фиг. 9В показано количество колоний, присутствующих на каждой чашке с селективной средой, представляющее доказательство способности мегануклеаз ВГВ расщеплять плазмиду pHBVa.Fig. 9. Evaluation of the ability of HBV meganucleases to recognize and cleave recognition sequences within episomal DNA plasmids in the E. coli reporter system. In FIG. 9A shows plasmid pARCUS and plasmid pHBVa. In FIG. 9B shows the number of colonies present on each selective medium plate, providing evidence for the ability of HBV meganucleases to cleave the pHBVa plasmid.
Фиг. 10. Оценка мегануклеаз ВГВ в клетках AD38. Клетки AD38, которые экспрессируют геном ВГВ и секретируют HBsAg, трансфицировали плазмидной ДНК, кодирующей мегануклеазы ВГВ 5-6х.33 или ВГВ 11-12х.26. Плазмидную ДНК, кодирующую красный флуоресцентный белок, использовали в данном эксперименте в качестве контроля. В дни 3 и 7 после трансфекции собирали супернатант клеток и анализировали присутствие в нем HBsAg с помощью твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA).Fig. 10. Evaluation of HBV meganucleases in AD38 cells. AD38 cells that express the HBV genome and secrete HBsAg were transfected with plasmid DNA encoding HBV 5-6x.33 or HBV 11-12x.26 meganucleases. Plasmid DNA encoding red fluorescent protein was used in this experiment as a control. On days 3 and 7 after transfection, the cell supernatant was collected and analyzed for the presence of HBsAg in it using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA).
Фиг. 11. Оценка мегануклеаз ВГВ в клетках AD38. Клетки AD38, которые экспрессируют геном ВГВ и секретируют HBsAg, трансдуцировали лентивирусом, кодирующим мегануклеазу ВГВ 5-6х.33 или мегануклеазу ВГВ 11-12х.26, или трансдуцировали комбинацией указанных мегануклеаз. Лентивирус, кодирующий красный флуоресцентный белок, использовали в данном эксперименте в качестве контроля. Исследовали множественности заражения (МЗ), равные 1, 2 и 4. В день 7 после трансдукции собирали супернатант клеток и анализировали присутствие в нем HBsAg с помощью ELISA.Fig. 11. Evaluation of HBV meganucleases in AD38 cells. AD38 cells that express the HBV genome and secrete HBsAg were transduced with a lentivirus encoding HBV meganuclease 5-6x.33 or HBV meganuclease 11-12x.26, or transduced with a combination of these meganucleases. A lentivirus encoding a red fluorescent protein was used as a control in this experiment. Multiplicities of infection (MOIs) of 1, 2, and 4 were examined. On day 7 after transduction, the cell supernatant was collected and analyzed for the presence of HBsAg by ELISA.
Фиг. 12. Оценка мегануклеаз ВГВ в клетках AD38. Клетки AD38, которые экспрессируют геном ВГВ и секретируют HBsAg, трансдуцировали лентивирусом, кодирующим мегануклеазу ВГВ 5-6х.33 (LV224),Fig. 12. Evaluation of HBV meganucleases in AD38 cells. AD38 cells that express the HBV genome and secrete HBsAg were transduced with a lentivirus encoding HBV meganuclease 5-6x.33 (LV224),
- 12 042452 мегануклеазу ВГВ 11-12х.26 (LV225) или красный флуоресцентный белок (LV212). Исследовали МЗ, равную 4, и в день 7 после трансдукции собирали супернатант клеток и анализировали присутствие в нем HBsAg и число копий внеклеточной ДНК ВГВ. Кроме того, получали лизаты клеток в день 7 после трансдукции и анализировали в них число копий внутриклеточной кзкДНК ВГВ. На фиг. 12А показаны концентрации HBsAg в культуральной среде. На фиг. 12В показано число копий внеклеточной ДНК ВГВ в культуральной среде. На фиг. 12С показано число копий внутриклеточной кзкДНК ВГВ в лизатах клеток.- 12 042452 HBV meganuclease 11-12x.26 (LV225) or red fluorescent protein (LV212). An MW of 4 was examined and, on day 7 post-transduction, the cell supernatant was collected and analyzed for the presence of HBsAg and the copy number of extracellular HBV DNA. In addition, cell lysates were prepared on day 7 post-transduction and analyzed for copy number of intracellular HBV cccDNA. In FIG. 12A shows the concentrations of HBsAg in the culture medium. In FIG. 12B shows the copy number of extracellular HBV DNA in the culture medium. In FIG. 12C shows the copy number of intracellular HBV cccDNA in cell lysates.
Фиг. 13. Оценка мегануклеаз ВГВ в инфицированных ВГВ первичных гепатоцитах человека. Получали лентивирусы, которые экспрессировали либо красный флуоресцентный белок (RFP), либо ВГВ 56х.33, либо ВГВ 11-12х.26, и инфицированные ВГВ первичные гепатоциты человека трансдуцировали, чтобы определить влияние мегануклеаз на продукцию HBsAg и HBeAg. Первичные гепатоциты человека высевали и через 24 часа инфицировали ВГВ. Через день после инфицирования клетки промывали и через 24 часа (день 2 после инфицирования) трансдуцировали либо лентивирусом, кодирующим RFP, ВГВ 5-6х.33, ВГВ 11-12х.26, либо смесью 1:1 лентивирусов, кодирующих мегануклеазы ВГВ. В качестве дополнительного контроля, инфицированные клетки обрабатывали ДМСО. Собирали супернатанты клеток и заменяли среду в дни 4, 8, 11 и 13 после трансдукции. В каждый момент времени измеряли HBsAg и HBeAg в супернатантах клеток с помощью ELISA. Также измеряли внеклеточную ДНК в супернатанте в день 13 после инфицирования. Для того чтобы определить, влияла ли, в целом, трансдукция лентивирусом на секрецию либо HBsAg, либо HBeAg, супернатанты клеток, трансдуцированных кодирующим RFP лентивирусом, сравнивали с клетками, обработанными ДМСО. На фиг. 13А показано, что трансдукция лентивирусом, кодирующим RFP, оказывала незначительное влияние на экспрессию HBsAg при МЗ, равной 1,25, 2,5 или 5. На фиг. 13В показано, что трансдукция лентивирусом, кодирующим RFP, оказывала незначительное влияние на экспрессию HBeAg при МЗ, равной 1,25, 2,5 или 5. На фиг. 13С показано, что трансдукция лентивирусом, кодирующим RFP, оказывала незначительное влияние на экспрессию ДНК ВГВ при МЗ, равной 1,25, 2,5 или 5.Fig. 13. Evaluation of HBV meganucleases in HBV-infected primary human hepatocytes. Lentiviruses were prepared that expressed either red fluorescent protein (RFP) or HBV 56x.33 or HBV 11-12x.26 and HBV-infected primary human hepatocytes were transduced to determine the effect of meganucleases on HBsAg and HBeAg production. Primary human hepatocytes were seeded and infected with HBV 24 hours later. One day post-infection, cells were washed and 24 hours later (day 2 post-infection) transduced with either lentivirus encoding RFP, HBV 5-6x.33, HBV 11-12x.26, or a 1:1 mixture of lentiviruses encoding HBV meganucleases. As an additional control, infected cells were treated with DMSO. Cell supernatants were harvested and medium changed on days 4, 8, 11 and 13 post-transduction. At each time point, HBsAg and HBeAg were measured in cell supernatants by ELISA. Also measured extracellular DNA in the supernatant on day 13 after infection. To determine whether, in general, lentivirus transduction affected either HBsAg or HBeAg secretion, cell supernatants transduced with the RFP-encoding lentivirus were compared to those treated with DMSO. In FIG. 13A shows that transduction with a lentivirus encoding RFP had little effect on HBsAg expression at an MZ of 1.25, 2.5, or 5. FIG. 13B shows that transduction with an RFP-encoding lentivirus had little effect on HBeAg expression at an MZ of 1.25, 2.5, or 5. FIG. 13C shows that transduction with an RFP-encoding lentivirus had little effect on HBV DNA expression at an MZ of 1.25, 2.5, or 5.
Фиг. 14. Оценка мегануклеаз ВГВ в инфицированных ВГВ первичных гепатоцитах человека. Получали лентивирусы, которые экспрессировали либо RFP, либо ВГВ 5-6х.33, либо ВГВ 11-12х.26, и инфицированные ВГВ первичные гепатоциты человека трансдуцировали, чтобы определить влияние мегануклеаз на продукцию HBsAg и HBeAg. Первичные гепатоциты человека высевали и через 24 часа инфицировали ВГВ. Через 1 день после инфицирования клетки промывали и через 24 часа (день 2 после инфицирования) трансдуцировали либо лентивирусом, кодирующим RFP, ВГВ 5-6х.33, ВГВ 11-12х.26, либо смесью 1:1 лентивирусов, кодирующих мегануклеазы ВГВ. В качестве дополнительного контроля инфицированные клетки обрабатывали ДМСО. Собирали супернатанты клеток и заменяли среду в дни 4, 8, 11 и 13 после трансдукции. В каждый момент времени измеряли HBsAg и HBeAg в супернатантах клеток с помощью ELISA. На фиг. 14А показан HBsAg в культуральной среде после трансдукции при МЗ, равной 2,5. На фиг. 14В показан HBsAg в культуральной среде после трансдукции при МЗ, равной 1,25. На фиг. 14С показан HBeAg в культуральной среде после трансдукции при МЗ, равной 2,5. На фигуре 14D показан HBeAg в культуральной среде после трансдукции при МЗ, равной 1,25.Fig. 14. Evaluation of HBV meganucleases in HBV-infected primary human hepatocytes. Lentiviruses were prepared that expressed either RFP or HBV 5-6x.33 or HBV 11-12x.26 and HBV-infected primary human hepatocytes were transduced to determine the effect of meganucleases on HBsAg and HBeAg production. Primary human hepatocytes were seeded and infected with HBV 24 hours later. Cells were washed 1 day post-infection and 24 hours later (day 2 post-infection) transduced with either lentivirus encoding RFP, HBV 5-6x.33, HBV 11-12x.26, or a 1:1 mixture of lentiviruses encoding HBV meganucleases. As an additional control, infected cells were treated with DMSO. Cell supernatants were harvested and medium changed on days 4, 8, 11 and 13 post-transduction. At each time point, HBsAg and HBeAg were measured in cell supernatants by ELISA. In FIG. 14A shows HBsAg in culture medium after transduction at an MS of 2.5. In FIG. 14B shows HBsAg in culture medium after transduction at an MS of 1.25. In FIG. 14C shows HBeAg in culture medium after transduction at an MS of 2.5. Figure 14D shows HBeAg in culture medium after transduction at an MS of 1.25.
Фиг. 15. Доставка мРНК, заключенной в липидную наночастицу, в печень. Разработали сконструированную мегануклеазу, которая обладает специфичностью к последовательностям распознавания в гене гидролазы CMP-NeuAc (Cmah) мыши, который экспрессируется в печени мыши. Кэппированную ARCA мРНК, кодирующую мегануклеазу Cmah, заключали в три различных коммерчески доступных состава ЛНЧ. Заключенную в ЛНЧ мРНК вводили мышам CD-1 путем внутривенной (в/в) инъекции и собирали печени через 6 дней. Выделяли всю геномную ДНК (гДНК) печени и определяли частоту мутаций вставки/делеции (indel) в гене Cmah, применяя анализ с помощью эндонуклеазы I Т7 (Т7Е) и глубокое секвенирование.Fig. 15. Delivery of mRNA enclosed in a lipid nanoparticle to the liver. An engineered meganuclease was developed that has specificity for recognition sequences in the mouse CMP-NeuAc (Cmah) hydrolase gene, which is expressed in mouse liver. Capped ARCA mRNA encoding Cmah meganuclease was enclosed in three different commercially available LNP formulations. LNP-encapsulated mRNA was administered to CD-1 mice by intravenous (IV) injection and harvested in the liver 6 days later. Whole liver genomic DNA (gDNA) was isolated and the insertion/deletion (indel) mutation rate in the Cmah gene was determined using T7 endonuclease I (T7E) analysis and deep sequencing.
Краткое описание последовательностейBrief description of the sequences
В SEQ ID NO: 1 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы I-CreI дикого типа из Chlamydomonas reinhardtii.SEQ ID NO: 1 shows the amino acid sequence of wild-type I-CreI meganuclease from Chlamydomonas reinhardtii.
В SEQ ID NO: 2 представлена последовательность аминокислот LAGLIDADG.SEQ ID NO: 2 shows the amino acid sequence of LAGLIDADG.
В SEQ ID NO: 3 представлена последовательность аминокислот генотипа А ВГВ.SEQ ID NO: 3 shows the amino acid sequence of HBV genotype A.
В SEQ ID NO: 4 представлена последовательность аминокислот генотипа В ВГВ.SEQ ID NO: 4 shows the amino acid sequence of HBV genotype B.
В SEQ ID NO: 5 представлена последовательность аминокислот генотипа С ВГВ.SEQ ID NO: 5 shows the amino acid sequence of HBV genotype C.
В SEQ ID NO: 6 представлена последовательность аминокислот генотипа Б ВГВ.SEQ ID NO: 6 shows the amino acid sequence of HBV genotype B.
В SEQ ID NO: 7 представлена последовательность аминокислот генотипа Е ВГВ.SEQ ID NO: 7 shows the amino acid sequence of HBV genotype E.
В SEQ ID NO: 8 представлена последовательность аминокислот генотипа F ВГВ.SEQ ID NO: 8 shows the amino acid sequence of HBV genotype F.
В SEQ ID NO: 9 представлена последовательность аминокислот генотипа G ВГВ.SEQ ID NO: 9 shows the amino acid sequence of HBV genotype G.
В SEQ ID NO: 10 представлена последовательность аминокислот последовательности распознавания ВГВ 1-2 (смысловой).SEQ ID NO: 10 shows the amino acid sequence of the HBV recognition sequence 1-2 (sense).
В SEQ ID NO: 11 представлена последовательность аминокислот последовательности распознавания ВГВ 1-2 (антисмысловой).SEQ ID NO: 11 shows the amino acid sequence of the HBV recognition sequence 1-2 (antisense).
В SEQ ID NO: 12 представлена последовательность аминокислот последовательности распознавания ВГВ 5-6 (смысловой).SEQ ID NO: 12 shows the amino acid sequence of the HBV recognition sequence 5-6 (sense).
- 13 042452- 13 042452
В SEQ ID NO: 13 представлена последовательность аминокислот последовательности распознавания ВГВ 5-6 (антисмысловой).SEQ ID NO: 13 shows the amino acid sequence of the HBV recognition sequence 5-6 (antisense).
В SEQ ID NO: 14 представлена последовательность аминокислот последовательности распознавания ВГВ 7-8 (смысловой).SEQ ID NO: 14 shows the amino acid sequence of the HBV recognition sequence 7-8 (sense).
В SEQ ID NO: 15 представлена последовательность аминокислот последовательности распознавания ВГВ 7-8 (антисмысловой).SEQ ID NO: 15 shows the amino acid sequence of the HBV recognition sequence 7-8 (antisense).
В SEQ ID NO: 16 представлена последовательность аминокислот последовательности распознавания ВГВ 11-12 (смысловой).SEQ ID NO: 16 shows the amino acid sequence of the HBV recognition sequence 11-12 (sense).
В SEQ ID NO: 17 представлена последовательность аминокислот последовательности распознавания ВГВ 11-12 (антисмысловой).SEQ ID NO: 17 shows the amino acid sequence of the HBV recognition sequence 11-12 (antisense).
В SEQ ID NO: 18 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 1-2х.2.SEQ ID NO: 18 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 1-2x.2.
В SEQ ID NO: 19 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 1-2х.14.SEQ ID NO: 19 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 1-2x.14.
В SEQ ID NO: 20 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 1-2х.68.SEQ ID NO: 20 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 1-2x.68.
В SEQ ID NO: 21 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 1-2х.93.SEQ ID NO: 21 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 1-2x.93.
В SEQ ID NO: 22 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 5-6х.33.SEQ ID NO: 22 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 5-6x.33.
В SEQ ID NO: 23 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 5-6х.84.SEQ ID NO: 23 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 5-6x.84.
В SEQ ID NO: 24 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 5-6х.90.SEQ ID NO: 24 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 5-6x.90.
В SEQ ID NO: 25 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 5-6х.4.SEQ ID NO: 25 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 5-6x.4.
В SEQ ID NO: 26 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 5-6х.5.SEQ ID NO: 26 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 5-6x.5.
В SEQ ID NO: 27 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 5-6х.68.SEQ ID NO: 27 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 5-6x.68.
В SEQ ID NO: 28 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 5-6х.79.SEQ ID NO: 28 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 5-6x.79.
В SEQ ID NO: 29 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 7-8х.2.SEQ ID NO: 29 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 7-8x.2.
В SEQ ID NO: 30 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 7-8х.9.SEQ ID NO: 30 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 7-8x.9.
В SEQ ID NO: 31 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 7-8х.17.SEQ ID NO: 31 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 7-8x.17.
В SEQ ID NO: 32 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 7-8х.44.SEQ ID NO: 32 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 7-8x.44.
В SEQ ID NO: 33 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 11-12х.26.SEQ ID NO: 33 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 11-12x.26.
В SEQ ID NO: 34 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 11-12х.9.SEQ ID NO: 34 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 11-12x.9.
В SEQ ID NO: 35 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 11-12х.13.SEQ ID NO: 35 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 11-12x.13.
В SEQ ID NO: 36 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 11-12х.16.SEQ ID NO: 36 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 11-12x.16.
В SEQ ID NO: 37 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 11-12х.27.SEQ ID NO: 37 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 11-12x.27.
В SEQ ID NO: 38 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 11-12х.41.SEQ ID NO: 38 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 11-12x.41.
В SEQ ID NO: 39 представлена последовательность аминокислот мегануклеазы ВГВ 11-12х.48.SEQ ID NO: 39 shows the amino acid sequence of HBV meganuclease 11-12x.48.
В SEQ ID NO: 40 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ1 субъединицы мегануклеазы ВГВ 1-2х.2.SEQ ID NO: 40 shows the amino acid sequence of the HBV1 binding subunit of HBV meganuclease 1-2x.2.
В SEQ ID NO: 41 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ1 субъединицы мегануклеазы ВГВ 1-2х.14.SEQ ID NO: 41 shows the amino acid sequence of the HBV1 binding subunit of HBV meganuclease 1-2x.14.
В SEQ ID NO: 42 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ1 субъединицы мегануклеазы ВГВ 1-2х.68.SEQ ID NO: 42 shows the amino acid sequence of the HBV1 binding subunit of HBV meganuclease 1-2x.68.
В SEQ ID NO: 43 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ1 субъединицы мегануклеазы ВГВ 1-2х.93.SEQ ID NO: 43 shows the amino acid sequence of the HBV1 binding subunit of HBV meganuclease 1-2x.93.
В SEQ ID NO: 44 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ2 субъединицы мегануклеазы ВГВ 1-2х.2.SEQ ID NO: 44 shows the amino acid sequence of the HBV2 binding subunit of HBV meganuclease 1-2x.2.
В SEQ ID NO: 45 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ2 субъединицы мегануклеазы ВГВ 1-2х.14.SEQ ID NO: 45 shows the amino acid sequence of the HBV2 binding subunit of HBV meganuclease 1-2x.14.
В SEQ ID NO: 46 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ2 субъединицы мегануклеазы ВГВ 1-2х.68.SEQ ID NO: 46 shows the amino acid sequence of the HBV2 binding subunit of HBV meganuclease 1-2x.68.
В SEQ ID NO: 47 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ2 субъединицы мегануклеазы ВГВ 1-2х.93.SEQ ID NO: 47 shows the amino acid sequence of the HBV2 binding subunit of HBV meganuclease 1-2x.93.
В SEQ ID NO: 48 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ5 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.33.SEQ ID NO: 48 shows the amino acid sequence of the HBV5 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.33.
В SEQ ID NO: 49 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ5 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.84.SEQ ID NO: 49 shows the amino acid sequence of the HBV5 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.84.
В SEQ ID NO: 50 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ5 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.90.SEQ ID NO: 50 shows the amino acid sequence of the HBV5 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.90.
В SEQ ID NO: 51 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ5 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.4.SEQ ID NO: 51 shows the amino acid sequence of the HBV5 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.4.
В SEQ ID NO: 52 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ5 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.5.SEQ ID NO: 52 shows the amino acid sequence of the HBV5 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.5.
В SEQ ID NO: 53 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ5 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.68.SEQ ID NO: 53 shows the amino acid sequence of the HBV5 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.68.
В SEQ ID NO: 54 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ5 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.79.SEQ ID NO: 54 shows the amino acid sequence of the HBV5 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.79.
- 14 042452- 14 042452
В SEQ ID NO: 55 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ6 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.33.SEQ ID NO: 55 shows the amino acid sequence of the HBV6 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.33.
В SEQ ID NO: 56 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ6 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.84.SEQ ID NO: 56 shows the amino acid sequence of the HBV6 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.84.
В SEQ ID NO: 57 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ6 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.90.SEQ ID NO: 57 shows the amino acid sequence of the HBV6 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.90.
В SEQ ID NO: 58 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ6 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.4.SEQ ID NO: 58 shows the amino acid sequence of the HBV6 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.4.
В SEQ ID NO: 59 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ6 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.5.SEQ ID NO: 59 shows the amino acid sequence of the HBV6 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.5.
В SEQ ID NO: 60 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ6 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.68.SEQ ID NO: 60 shows the amino acid sequence of the HBV6 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.68.
В SEQ ID NO: 61 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ6 субъединицы мегануклеазы ВГВ 5-6х.79.SEQ ID NO: 61 shows the amino acid sequence of the HBV6 binding subunit of HBV meganuclease 5-6x.79.
В SEQ ID NO: 62 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ7 субъединицы мегануклеазы ВГВ 7-8х.2.SEQ ID NO: 62 shows the amino acid sequence of the HBV7 binding subunit of HBV meganuclease 7-8x.2.
В SEQ ID NO: 63 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ7 субъединицы мегануклеазы ВГВ 7-8х.9.SEQ ID NO: 63 shows the amino acid sequence of the HBV7 binding subunit of HBV meganuclease 7-8x.9.
В SEQ ID NO: 64 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ7 субъединицы мегануклеазы ВГВ 7-8х.17.SEQ ID NO: 64 shows the amino acid sequence of the HBV7 binding subunit of HBV meganuclease 7-8x.17.
В SEQ ID NO: 65 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ7 субъединицы мегануклеазы ВГВ 7-8х.44.SEQ ID NO: 65 shows the amino acid sequence of the HBV7 binding subunit of HBV meganuclease 7-8x.44.
В SEQ ID NO: 66 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ8 субъединицы мегануклеазы ВГВ 7-8х.2.SEQ ID NO: 66 shows the amino acid sequence of the HBV8 binding subunit of HBV meganuclease 7-8x.2.
В SEQ ID NO: 67 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ8 субъединицы мегануклеазы ВГВ 7-8х.9.SEQ ID NO: 67 shows the amino acid sequence of the HBV8 binding subunit of HBV meganuclease 7-8x.9.
В SEQ ID NO: 68 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ8 субъединицы мегануклеазы ВГВ 7-8х.17.SEQ ID NO: 68 shows the amino acid sequence of the HBV8 binding subunit of HBV meganuclease 7-8x.17.
В SEQ ID NO: 69 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ8 субъединицы мегануклеазы ВГВ 7-8х.44.SEQ ID NO: 69 shows the amino acid sequence of the HBV8 binding subunit of HBV meganuclease 7-8x.44.
В SEQ ID NO: 70 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ11 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.26.SEQ ID NO: 70 shows the amino acid sequence of the HBV11 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.26.
В SEQ ID NO: 71 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ11 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.9.SEQ ID NO: 71 shows the amino acid sequence of the HBV11 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.9.
В SEQ ID NO: 72 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ11 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.13.SEQ ID NO: 72 shows the amino acid sequence of the HBV11 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.13.
В SEQ ID NO: 73 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ11 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.16.SEQ ID NO: 73 shows the amino acid sequence of the HBV11 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.16.
В SEQ ID NO: 74 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ11 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.27.SEQ ID NO: 74 shows the amino acid sequence of the HBV11 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.27.
В SEQ ID NO: 75 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ11 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.41.SEQ ID NO: 75 shows the amino acid sequence of the HBV11 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.41.
В SEQ ID NO: 76 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ11 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.48.SEQ ID NO: 76 shows the amino acid sequence of the HBV11 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.48.
В SEQ ID NO: 77 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ12 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.26.SEQ ID NO: 77 shows the amino acid sequence of the HBV12 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.26.
В SEQ ID NO: 78 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ12 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11 - 12х.9.SEQ ID NO: 78 shows the amino acid sequence of the HBV12 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.9.
В SEQ ID NO: 79 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ12 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.13.SEQ ID NO: 79 shows the amino acid sequence of the HBV12 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.13.
В SEQ ID NO: 80 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ12 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.16.SEQ ID NO: 80 shows the amino acid sequence of the HBV12 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.16.
В SEQ ID NO: 81 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ12 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.27.SEQ ID NO: 81 shows the amino acid sequence of the HBV12 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.27.
В SEQ ID NO: 82 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ12 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.41.SEQ ID NO: 82 shows the amino acid sequence of the HBV12 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.41.
В SEQ ID NO: 83 представлена последовательность аминокислот связывающей ВГВ12 субъединицы мегануклеазы ВГВ 11-12х.48.SEQ ID NO: 83 shows the amino acid sequence of the HBV12 binding subunit of HBV meganuclease 11-12x.48.
В SEQ ID NO: 84 представлена последовательность нуклеиновой кислоты последовательности распознавания, присутствующей в генотипе D ВГВ, которая соответствует последовательности распознавания ВГВ 1-2 в генотипе А ВГВ с заменой G на С в положении -4 первого полусайта.SEQ ID NO: 84 shows the nucleic acid sequence of the recognition sequence present in HBV genotype D, which corresponds to the recognition sequence of HBV 1-2 in HBV genotype A with the G replaced by C at position -4 of the first half site.
В SEQ ID NO: 85 представлена последовательность нуклеиновой кислоты последовательности рас- 15 042452 познавания, присутствующей в генотипе F ВГВ, которая соответствует последовательности распознавания ВГВ 5-6 в генотипе А ВГВ с заменой G на С в положении -3 первого полусайта.SEQ ID NO: 85 shows the nucleic acid sequence of the recognition sequence present in HBV genotype F, which corresponds to the recognition sequence of HBV 5-6 in HBV genotype A with G replaced by C at position -3 of the first half site.
В SEQ ID NO: 86 представлена последовательность нуклеиновой кислоты последовательности распознавания, присутствующей в генотипе Е ВГВ, которая соответствует последовательности распознавания ВГВ 7-8 в генотипе А ВГВ с заменой С на Т в положении -1 первого полусайта.SEQ ID NO: 86 shows the nucleic acid sequence of the recognition sequence present in HBV genotype E, which corresponds to the recognition sequence of HBV 7-8 in HBV genotype A with the C replaced with a T at position -1 of the first half site.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
1.1. Противопоставленные материалы и определения.1.1. Contrasted materials and definitions.
Патентная и научная литература, на которую ссылаются в данной заявке, показывает объем знаний, который доступен специалистам в данной области. Изданные патенты США, принятые заявки, опубликованные иностранные заявки и ссылки, включая последовательности из базы данных GenBank, которые цитируются в данной заявке, настоящим включены посредством ссылки в той же степени, как если бы каждый материал был конкретно и отдельно указан как включенный посредством ссылки. Настоящее изобретение может быть реализовано в различных формах, и не должно истолковываться как ограниченное конкретными вариантами реализации, описанными в данной заявке. Скорее, данные варианты реализации предложены, чтобы настоящее описание было всесторонним и полным и полностью выражало объем настоящего изобретения для специалистов в данной области. Например, свойства, проиллюстрированные по отношению к одному варианту реализации, могут быть включены в другие варианты реализации, и свойства, проиллюстрированные по отношению к конкретному варианту реализации, могут быть удалены из этого варианта реализации. Кроме того, для специалистов в данной области будут очевидны множество изменений и дополнений к конкретным вариантам реализации, предложенным в данной заявке, в свете настоящего описания, которые не отклоняются от настоящего изобретения.The patent and scientific literature referenced in this application indicates the amount of knowledge that is available to those skilled in the art. U.S. published patents, accepted applications, published foreign applications, and references, including sequences from the GenBank database, that are cited in this application are hereby incorporated by reference to the same extent as if each material were specifically and individually indicated as incorporated by reference. The present invention can be implemented in various forms, and should not be construed as limited to the specific implementation options described in this application. Rather, these embodiments are provided so that the present description is comprehensive and complete and fully expresses the scope of the present invention to those skilled in the art. For example, features illustrated with respect to one implementation may be included in other implementations, and features illustrated with respect to a particular implementation may be removed from that implementation. In addition, many changes and additions to the specific implementation options proposed in this application will be obvious to specialists in this field, in light of the present description, which do not deviate from the present invention.
Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в данной заявке, имеют те же значения, которые обычно понимает средний специалист в области, к которой относится настоящее изобретение. Терминология, которую применяют для описания настоящего изобретения в данной заявке, используется исключительно с целью описания конкретных вариантов реализации и не предназначена для ограничения настоящего изобретения.Unless otherwise indicated, all technical and scientific terms used in this application have the same meanings as commonly understood by the average person in the field to which the present invention pertains. The terminology used to describe the present invention in this application is used solely for the purpose of describing specific embodiments and is not intended to limit the present invention.
Все публикации, заявки на патент, патенты и другие противопоставленные материалы, упомянутые в данной заявке, полностью включены в данную заявку посредством ссылки.All publications, patent applications, patents and other opposing materials mentioned in this application are hereby incorporated by reference in their entirety.
В данной заявке использование единственного числа может означать один или более чем один. Например, клетка может означать отдельную клетку или множество клеток.In this application, the use of the singular may mean one or more than one. For example, a cell can mean a single cell or a plurality of cells.
В данной заявке, если конкретно не указано иное, термин или используют во включительном смысле и/или, но не в исключительном смысле либо/или.In this application, unless specifically stated otherwise, the term or is used in the inclusive sense and/or, but not in the exclusive sense of either/or.
В данной заявке термины нуклеаза и эндонуклеаза используют взаимозаменяемо по отношению к встречающимся в природе или сконструированным ферментам, которые расщепляют фосфодиэфирную связь внутри полинуклеотидной цепи.In this application, the terms nuclease and endonuclease are used interchangeably with respect to naturally occurring or engineered enzymes that cleave a phosphodiester bond within a polynucleotide chain.
В данной заявке термин мегануклеаза относится к эндонуклеазе, которая связывается с двухцепочечной ДНК в последовательности распознавания, которая больше, чем 12 пар оснований. Предпочтительно, указанная последовательность распознавания для мегануклеазы согласно настоящему изобретению состоит из 22 пар оснований. Мегануклеаза может представлять собой эндонуклеазу, которая получена из I-CreI, и может относиться к сконструированному варианту I-CreI, который был модифицирован по сравнению с природной I-CreI в отношении, например, специфичности связывания ДНК, активности расщепления ДНК, аффинности связывания ДНК или способности к димеризации. Способы получения таких модифицированных вариантов I-CreI известны в данной области (например, WO 2007/047859). Мегануклеаза, предложенная в данной заявке, связывается с двухцепочечной ДНК в виде гетеродимера. Мегануклеаза также может представлять собой одноцепочечную мегануклеазу, в которой пара связывающих ДНК доменов соединена в один полипептид с помощью пептидного линкера. Термин хоумингэндонуклеаза синонимичен термину мегануклеаза. Мегануклеазы согласно настоящему изобретению по существу нетоксичны, когда они экспрессируются в клетках, не оказывают отрицательного влияния на жизнеспособность клетки, и расщепляющая активность мегануклеазы существенно не снижается при измерении с применением способов, описанных в данной заявке.In this application, the term meganuclease refers to an endonuclease that binds to double-stranded DNA in a recognition sequence that is greater than 12 base pairs. Preferably, said recognition sequence for a meganuclease according to the present invention is 22 base pairs long. The meganuclease may be an endonuclease that is derived from I-CreI and may refer to an engineered variant of I-CreI that has been modified from native I-CreI in terms of, for example, DNA binding specificity, DNA cleavage activity, DNA binding affinity, or ability to dimerize. Methods for preparing such modified I-CreI variants are known in the art (eg WO 2007/047859). The meganuclease proposed in this application binds to double-stranded DNA as a heterodimer. The meganuclease can also be a single stranded meganuclease in which a pair of DNA binding domains are joined into one polypeptide by a peptide linker. The term homingendonuclease is synonymous with the term meganuclease. The meganucleases of the present invention are substantially non-toxic when expressed in cells, do not adversely affect cell viability, and meganuclease cleavage activity is not significantly reduced when measured using the methods described herein.
В данной заявке термин одноцепочечная мегануклеаза относится к полипептиду, содержащему пару субъединиц нуклеазы, соединенных линкером. Одноцепочечная мегануклеаза может иметь следующую организацию: N-концевая субъединица - линкер - С-концевая субъединица. Две указанные субъединицы мегануклеазы, как правило, будут неидентичны по последовательности аминокислот и будут распознавать неидентичные последовательности ДНК. Таким образом, одноцепочечные мегануклеазы обычно расщепляют псевдопалиндромные или непалиндромные последовательности распознавания. Одноцепочечную мегануклеазу можно назвать одноцепочечным гетеродимером или одноцепочечной гетеродимерной мегануклеазой, хотя фактически она не димерная. Для ясности, если не указано иное, термин мегануклеаза может относиться к димерной или одноцепочечной мегануклеазе.In this application, the term single-stranded meganuclease refers to a polypeptide containing a pair of nuclease subunits connected by a linker. A single-stranded meganuclease may have the following organization: N-terminal subunit - linker - C-terminal subunit. These two meganuclease subunits will typically not be identical in amino acid sequence and will recognize non-identical DNA sequences. Thus, single-stranded meganucleases typically cleave pseudopalindromic or non-palindromic recognition sequences. A single-stranded meganuclease may be referred to as a single-stranded heterodimer or a single-stranded heterodimeric meganuclease, although it is not actually dimeric. For clarity, unless otherwise indicated, the term meganuclease may refer to a dimeric or single-stranded meganuclease.
В данной заявке термин линкер относится к экзогенной пептидной последовательности, которую используют для соединения двух субъединиц мегануклеазы в единый полипептид. Последовательность линкера может быть такой, которая встречается в природных белках, или может представлять собой ис- 16 042452 кусственную последовательность, которая не встречается ни в одном природном белке. Линкер может быть гибким и не иметь вторичной структуры или может быть склонным к образованию определенной трехмерной структуры при физиологических условиях. Линкер может включать, без ограничения, линкеры, входящие в объем патента США № 8445251 и патента США № 9434931. В некоторых вариантах реализации последовательность аминокислот линкера может содержать остатки 154-195 любой из последовательностей SEQ ID NO: 18-39.In this application, the term linker refers to an exogenous peptide sequence that is used to join two meganuclease subunits into a single polypeptide. The linker sequence may be one that occurs in natural proteins, or may be an artificial sequence that does not occur in any natural protein. The linker may be flexible and have no secondary structure, or may be prone to form a particular three-dimensional structure under physiological conditions. The linker may include, without limitation, linkers included in the scope of US patent No. 8445251 and US patent No. 9434931. In some embodiments, the amino acid sequence of the linker may contain residues 154-195 of any of the sequences of SEQ ID NO: 18-39.
В данной заявке термин рекомбинантный или сконструированный по отношению к белку означает содержащий измененную последовательность аминокислот в результате применения методик генной инженерии к нуклеиновым кислотам, которые кодируют указанный белок, и к клеткам или организмам, которые экспрессируют указанный белок. По отношению к нуклеиновой кислоте, термин рекомбинантный или сконструированный означает содержащий измененную последовательность нуклеиновой кислоты в результате применения методик генной инженерии. Методики генной инженерии включают, но не ограничены перечисленными: технологии ПЦР и клонирования ДНК; трансфекцию, трансформацию и другие технологии переноса генов; гомологичную рекомбинацию; сайт-направленный мутагенез и слияние генов. В соответствии с данным определением, белок с последовательностью аминокислот, идентичной встречающемуся в природе белку, но полученный путем клонирования и экспрессии в гетерологичном хозяине, не считают рекомбинантным.In this application, the term recombinant or engineered with respect to a protein means containing an altered amino acid sequence as a result of the application of genetic engineering techniques to nucleic acids that encode the specified protein, and to cells or organisms that express the specified protein. In relation to a nucleic acid, the term recombinant or engineered means containing an altered nucleic acid sequence as a result of the application of genetic engineering techniques. Genetic engineering techniques include, but are not limited to: PCR and DNA cloning technologies; transfection, transformation and other gene transfer technologies; homologous recombination; site-directed mutagenesis and gene fusion. According to this definition, a protein with an amino acid sequence identical to a naturally occurring protein, but obtained by cloning and expression in a heterologous host, is not considered recombinant.
В данной заявке термин дикий тип относится к наиболее часто встречающемуся в природе аллелю (т.е. полинуклеотидной последовательности) в популяции аллелей одного типа генов, при этом полипептид, кодируемый аллелем дикого типа, обладает исходными функциями. Термин дикий тип также относится к полипептиду, кодируемому аллелем дикого типа. Аллели (т.е. полинуклеотиды) и полипептиды дикого типа можно отличить от мутантных или вариантных аллелей и полипептидов, которые содержат одну или более мутаций и/или замен по сравнению с последовательностью(-ями) дикого типа. Тогда как аллель или полипептид дикого типа могут придать организму нормальный фенотип, мутантный или вариантный аллель или полипептид могут, в некоторых случаях, придать измененный фенотип. Нуклеазы дикого типа можно отличить от рекомбинантных или не встречающихся в природе нуклеаз. Термин дикий тип также может относиться к клетке, организму и/или субъекту, у которого есть аллель дикого типа конкретного гена, или к клетке, организму и/или субъекту, используемым с целью сравнения.In this application, the term wild type refers to the most naturally occurring allele (ie, polynucleotide sequence) in a population of alleles of a single gene type, and the polypeptide encoded by the wild type allele has the original functions. The term wild type also refers to a polypeptide encoded by a wild type allele. Alleles (ie, polynucleotides) and wild-type polypeptides can be distinguished from mutant or variant alleles and polypeptides that contain one or more mutations and/or substitutions compared to wild-type sequence(s). While a wild-type allele or polypeptide can confer a normal phenotype on an organism, a mutant or variant allele or polypeptide can, in some cases, confer an altered phenotype. Wild-type nucleases can be distinguished from recombinant or non-naturally occurring nucleases. The term wild type can also refer to a cell, organism and/or subject that has the wild type allele of a particular gene, or to a cell, organism and/or subject used for comparison purposes.
В данной заявке термин генетически модифицированный относится к клетке или организму, в котором, или в предшественнике которого, геномная последовательность ДНК была намеренно модифицирована рекомбинантной технологией. В данной заявке в объем термина генетически модифицированный входит термин трансгенный.In this application, the term genetically modified refers to a cell or organism in which, or in the precursor of which, the genomic DNA sequence has been intentionally modified by recombinant technology. In this application, the scope of the term genetically modified includes the term transgenic.
В данной заявке термин модификация по отношению к рекомбинантным белкам означает любую вставку, делецию или замену аминокислотного остатка в рекомбинантной последовательности относительно исходной последовательности (например, последовательности дикого типа или нативной последовательности).In this application, the term modification in relation to recombinant proteins means any insertion, deletion, or substitution of an amino acid residue in a recombinant sequence relative to the original sequence (eg, wild-type or native sequence).
В данной заявке термин последовательность распознавания относится к последовательности ДНК, которая связывается и расщепляется эндонуклеазой. В случае мегануклеазы, последовательность распознавания содержит пару инвертированных полусайтов из 9 пар оснований, которые разделены четырьмя парами оснований. В случае одноцепочечной мегануклеазы, N-концевой домен белка контактирует с первым полусайтом и С-концевой домен белка контактирует со вторым полусайтом. В результате расщепления мегануклеазой образуются 3'-выступы из четырех пар оснований. Выступы или липкие концы представляют собой короткие одноцепочечные фрагменты ДНК, которые могут образоваться в результате расщепления двухцепочечной последовательности ДНК эндонуклеазой. В случае мегануклеаз и одноцепочечных мегануклеаз, полученных из I-CreI, выступ содержит основания 10-13 последовательности распознавания из 22 пар оснований. В данной заявке термин целевой сайт или целевая последовательность относится к участку хромосомной ДНК клетки, содержащему распознаваемую нуклеазой последовательность.In this application, the term recognition sequence refers to a DNA sequence that is bound and cleaved by an endonuclease. In the case of a meganuclease, the recognition sequence contains a pair of inverted half-sites of 9 base pairs, which are separated by four base pairs. In the case of a single-stranded meganuclease, the N-terminal domain of the protein contacts the first half-site and the C-terminal domain of the protein contacts the second half-site. Meganuclease cleavage results in a 3' overhang of four base pairs. Overhangs or sticky ends are short single-stranded DNA fragments that can result from the cleavage of a double-stranded DNA sequence by an endonuclease. In the case of meganucleases and single-stranded meganucleases derived from I-CreI, the overhang contains bases 10-13 of the 22 base pair recognition sequence. In this application, the term target site or target sequence refers to a region of the chromosomal DNA of a cell containing a sequence recognized by a nuclease.
В данной заявке термин аффинность связывания ДНК или аффинность связывания означает склонность мегануклеазы к нековалентному соединению с исходной молекулой ДНК (например, последовательностью распозначания или случайной последовательностью). Аффинность связывания измеряют с использованием константы диссоциации Kd. В данной заявке нуклеаза обладает измененной аффинностью связывания, если Kd нуклеазы от исходной последовательности распознавания увеличивается или уменьшается на статистически значимую (р<0,05) величину по сравнению с исходной нуклеазой.In this application, the term DNA binding affinity or binding affinity refers to the propensity of a meganuclease to non-covalently bind to a parent DNA molecule (eg, recognition sequence or random sequence). Binding affinity is measured using the dissociation constant Kd. In this application, a nuclease has an altered binding affinity if the Kd of the nuclease from the original recognition sequence increases or decreases by a statistically significant (p<0.05) value compared to the original nuclease.
В данной заявке термин специфичность означает способность мегануклеазы распознавать и расщеплять молекулы двухцепочечной ДНК только по определенной последовательности пар оснований, которую называют последовательностью распозначания, или только по определенному набору последовательностей распознавания. У указанного набора последовательностей распознавания будут некоторые общие консервативные положения или мотивы последовательностей, но они могут быть вырождены в одном или более положениях. Высокоспецифичная мегануклеаза способна расщеплять только одну или лишь несколько последовательностей распознавания. Специфичность можно определить с помощью любого способа, известного в данной области. В данной заявке мегануклеаза обладает измененной специ- 17 042452 фичностью, если она связывает и расщепляет последовательность распознавания, которую не связывает и не расщепляет исходная мегануклеаза (например, дикого типа) при физиологических условиях, или если скорость расщепления последовательности распознавания повышается или снижается на биологически значимую величину (например, по меньшей мере в 2 раза или в 2-10 раз) по сравнению с исходной мегануклеазой.In this application, the term specificity means the ability of a meganuclease to recognize and cleave double-stranded DNA molecules only for a certain sequence of base pairs, which is called a recognition sequence, or only for a certain set of recognition sequences. The specified set of recognition sequences will have some common conservative positions or sequence motifs, but they may be degenerate in one or more positions. A highly specific meganuclease is capable of cleaving only one or only a few recognition sequences. Specificity can be determined using any method known in the art. In this application, a meganuclease has an altered specificity if it binds and cleaves a recognition sequence that the parent meganuclease (e.g., wild-type) does not bind or cleave under physiological conditions, or if the cleavage rate of the recognition sequence is increased or decreased by a biologically significant value (for example, at least 2 times or 2-10 times) compared with the original meganuclease.
В данной заявке термин гомологичная рекомбинация или ГР относится к природному клеточному процессу, в котором разрыв двухцепочечной ДНК подвергается репарации с использованием гомологичной последовательности ДНК в качестве матрицы для репарации (см., например, Cahill и др. (2006), Front. Biosci. 11:1958-1976). Гомологичная последовательность ДНК может представлять собой эндогенную хромосомную последовательность или экзогенную нуклеиновую кислоту, которую доставили в клетку.As used herein, the term homologous recombination or GR refers to the natural cellular process in which a double-stranded DNA break is repaired using a homologous DNA sequence as a repair template (see, for example, Cahill et al. (2006), Front. Biosci. 11 :1958-1976). The homologous DNA sequence may be an endogenous chromosomal sequence or an exogenous nucleic acid that has been delivered to the cell.
В данной заявке термин негомологичное соединение концов или НГСК относится к природному клеточному процессу, в котором разрыв двухцепочечной ДНК подвергается репарации путем непосредственного соединения двух негомологичных фрагментов ДНК (см., например, Cahill и др. (2006), Front. Biosci. 11:1958-1976). Репарация ДНК путем негомологичного соединения концов склонна к ошибкам и часто приводит к нематричной вставке или делеции последовательностей ДНК в сайте репарации. В некоторых случаях расщепление в целевой последовательности распознавания приводит к НГСК в целевом сайте распознавания. Вызванное нуклеазой расщепление целевого сайта в кодирующей последовательности гена с последующей репарацией ДНК посредством НГСК может ввести мутации в кодирующую последовательность, такие как мутации сдвига рамки считывания, которые нарушают функцию гена. Таким образом, сконструированные мегануклеазы можно применять для эффективного нокаута гена в популяции клеток. В данной заявке по отношению как к последовательности аминокислот, так и к последовательности нуклеиновых кислот, термины процент идентичности, идентичность последовательностей, процент подобия, подобие последовательностей и тому подобные термины относятся к мере степени подобия двух последовательностей на основании выравнивания последовательностей, которое максимизирует подобие между выровненными аминокислотными остатками или нуклеотидами, которая представляет собой функцию количества идентичных или сходных остатков или нуклеотидов, суммарного количества остатков или нуклеотидов и присутствия и длины гэпов в выравнивании последовательностей. Доступны различные алгоритмы и компьютерные программы для определения подобия последовательностей с использованием стандартных параметров. В данной заявке подобие последовательностей измеряют, применяя программу BLASTp для последовательностей аминокислот и программу BLASTn для последовательностей нуклеиновых кислот, обе из которых доступны на ресурсе National Center for Biotechnology Information (www.ncbi.nlm.nih.gov/) и описаны, например, в Altschul и др. (1990), J. Mol. Biol. 215:403-410; Gish и States (1993), Nature Genet. 3:266-272; Madden и др. (1996), Meth. Enzymol, 266:131-141; Altschul и др. (1997), Nucleic Acids Res. 25:33 89-3402); Zhang и др. (2000), J. Comput. Biol. 7(1-2):203-14. В данной заявке процент подобия двух последовательностей аминокислот представляет собой балльный показатель, основанный на следующих параметрах алгоритма BLASTp: длина слова=3; штраф за открытие гэпа=-11; штраф за продление гэпа=-1; и матрица весов=BLOSUM62. В данной заявке процент подобия двух последовательностей нуклеиновых кислот представляет собой балльный показатель, основанный на следующих параметрах алгоритма BLASTn: длина слова=11; штраф за открытие гэпа=-5; штраф за продление гэпа=-2; награда за совпадение=1; и штраф за несовпадение=-3. В данной заявке термин соответствующий в отношении модификаций двух белков или последовательностей аминокислот используют для обозначения того, что определенная модификация в первом белке представляет собой замену того же аминокислотного остатка, что и в модификации во втором белке, и что положение аминокислоты, модифицированной в первом белке, соответствует или выравнивается с положением аминокислоты, модифицированной во втором белке, когда два указанных белка подвергают стандартному выравниванию последовательностей (например, применяя программу BLASTp). Таким образом, модификация остатка X на аминокислоту А в первом белке будет соответствовать модификации остатка Y на аминокислоту А во втором белке, если остатки X и Y соответствуют друг другу в выравнивании последовательностей и несмотря на тот факт, что X и Y могут представлять собой различные числа.As used herein, the term non-homologous end joining or NHSC refers to a natural cellular process in which a double-stranded DNA break is repaired by directly joining two non-homologous DNA fragments (see, e.g., Cahill et al. (2006), Front. Biosci. 11:1958 -1976). DNA repair by non-homologous end joining is error prone and often results in non-template insertion or deletion of DNA sequences at the repair site. In some cases, cleavage at the target recognition sequence results in NGSC at the target recognition site. Nuclease-induced cleavage of a target site in a gene's coding sequence, followed by DNA repair by NHSC, can introduce mutations into the coding sequence, such as frameshift mutations, that impair gene function. Thus, engineered meganucleases can be used for efficient gene knockout in a population of cells. In this application, with respect to both amino acid sequence and nucleic acid sequence, the terms percent identity, sequence identity, percent similarity, sequence similarity, and the like refer to a measure of the degree of similarity between two sequences based on a sequence alignment that maximizes the similarity between aligned amino acid residues or nucleotides, which is a function of the number of identical or similar residues or nucleotides, the total number of residues or nucleotides, and the presence and length of gaps in the sequence alignment. Various algorithms and computer programs are available to determine sequence similarity using standard parameters. In this application, sequence similarity is measured using the BLASTp program for amino acid sequences and the BLASTn program for nucleic acid sequences, both of which are available from the National Center for Biotechnology Information (www.ncbi.nlm.nih.gov/) and are described, for example, in Altschul et al. (1990), J. Mol. Biol. 215:403-410; Gish and States (1993), Nature Genet. 3:266-272; Madden et al. (1996), Meth. Enzymol, 266:131-141; Altschul et al. (1997), Nucleic Acids Res. 25:33 89-3402); Zhang et al. (2000), J. Comput. Biol. 7(1-2):203-14. In this application, the percent similarity of two amino acid sequences is a score based on the following parameters of the BLASTp algorithm: word length=3; gap opening penalty=-11; gap extension penalty=-1; and weight matrix=BLOSUM62. In this application, the percent similarity of two nucleic acid sequences is a score based on the following parameters of the BLASTn algorithm: word length=11; gap opening penalty=-5; gap extension penalty=-2; match reward=1; and mismatch penalty=-3. In this application, the term appropriate in relation to modifications of two proteins or amino acid sequences is used to indicate that a certain modification in the first protein is a replacement of the same amino acid residue as in the modification in the second protein, and that the position of the amino acid modified in the first protein is matches or aligns with the position of the amino acid modified in the second protein when the two proteins are subjected to standard sequence alignment (eg, using the BLASTp program). Thus, modification of an X residue to amino acid A in the first protein will correspond to a modification of a Y residue to amino acid A in the second protein if the X and Y residues match each other in the sequence alignment and despite the fact that X and Y may be different numbers .
В данной заявке термин распознаваемый полусайт, полусайт последовательности распознавания или просто полусайт означает последовательность нуклеиновой кислоты в двухцепочечной молекуле ДНК, которая распознается мономером гомодимерной или гетеродимерной мегануклеазы или одной субъединицей одноцепочечной мегануклеазы.In this application, the term recognized half-site, half-site of the recognition sequence or simply half-site means a nucleic acid sequence in a double-stranded DNA molecule that is recognized by a monomer of a homodimeric or heterodimeric meganuclease or by one subunit of a single-stranded meganuclease.
В данной заявке термин гипервариабельный участок относится к локализованной последовательности внутри мономера или субъединицы мегануклеазы, которая содержит аминокислоты с относительно высокой вариабельностью. Гипервариабельный участок может содержать приблизительно 50-60 смежных остатков, приблизительно 53-57 смежных остатков или предпочтительно приблизительно 56 остатков. В некоторых вариантах реализации остатки гипервариабельного участка могут соответствовать положениям 24-79 или положениям 215-270 любой из последовательностей SEQ ID NO: 18-39. Гипервариабельный участок может содержать один или более остатков, которые контактируют с основаниямиAs used herein, the term hypervariable region refers to a localized sequence within a meganuclease monomer or subunit that contains amino acids with relatively high variability. A hypervariable region may contain about 50-60 contiguous residues, about 53-57 contiguous residues, or preferably about 56 residues. In some embodiments, hypervariable region residues may correspond to positions 24-79 or positions 215-270 of any of the sequences of SEQ ID NOs: 18-39. A hypervariable region may contain one or more residues that are in contact with bases.
- 18 042452- 18 042452
ДНК в последовательности распознавания, и его можно модифицировать, чтобы изменить предпочтения указанным мономером или субъединицей. Гипервариабельный участок также может содержать один или более остатков, которые связываются с остовом ДНК, когда мегануклеаза соединяется с распознаваемой последовательностью в двухцепочечной ДНК. Такие остатки можно модифицировать, чтобы изменить аффинность связывания мегануклеазы с остовом ДНК и с целевой последовательностью распознавания. В различных вариантах реализации настоящего изобретения гипервариабельный участок может содержать 1-20 остатков, которые проявляют вариабельность и которые можно модифицировать, чтобы повлиять на предпочтение оснований и/или аффинность связывания ДНК. В некоторых вариантах реализации вариабельные остатки внутри гипервариабельного участка соответствуют одному или более положениям 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 49, 50, 54, 64, 68, 70, 75 и 77 любой из последовательностей SEQ ID NO: 18-39. В других вариантах реализации вариабельные остатки внутри гипервариабельного участка соответствуют одному или более положениям 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 240, 241, 245, 255, 259, 261, 266 и 268 любой из последовательностей SEQ ID NO: 18-39. Термины конструкция рекомбинантной ДНК, рекомбинантная конструкция, кассета экспрессии, экспрессионная конструкция, химерная конструкция, конструкция и фрагмент рекомбинантной ДНК в данной заявке используют взаимозаменяемо, и они описывают фрагменты нуклеиновых кислот. Рекомбинантная конструкция содержит искусственную комбинацию фрагментов нуклеиновых кислот, включая, без ограничения, регуляторные и кодирующие последовательности, которые не встречаются вместе в природе. Например, конструкция рекомбинантной ДНК может содержать регуляторные последовательности и кодирующие последовательности, которые получены из различных источников, или регуляторные последовательности и кодирующие последовательности, полученные из того же источника, но и расположенные таким образом, который отличен от встречающегося в природе. Такую конструкцию можно использовать саму по себе или можно использовать в сочетании с вектором.DNA in the recognition sequence, and it can be modified to change the preference for the specified monomer or subunit. The hypervariable region may also contain one or more residues that are associated with the DNA backbone when the meganuclease is linked to a recognized sequence in the double stranded DNA. Such residues can be modified to change the binding affinity of the meganuclease to the DNA backbone and to the target recognition sequence. In various embodiments of the present invention, the hypervariable region may contain 1-20 residues that exhibit variability and that can be modified to affect base preference and/or DNA binding affinity. In some embodiments, the variable residues within the hypervariable region correspond to one or more of positions 24, 26, 28, 30, 32, 33, 38, 40, 42, 44, 46, 49, 50, 54, 64, 68, 70, 75, and 77 of any of the sequences of SEQ ID NOs: 18-39. In other embodiments, the variable residues within the hypervariable region correspond to one or more of positions 215, 217, 219, 221, 223, 224, 229, 231, 233, 235, 237, 240, 241, 245, 255, 259, 261, 266 and 268 of any of the sequences of SEQ ID NOs: 18-39. The terms recombinant DNA construct, recombinant construct, expression cassette, expression construct, chimeric construct, construct and recombinant DNA fragment are used interchangeably in this application and describe nucleic acid fragments. The recombinant construct contains an artificial combination of nucleic acid fragments, including, without limitation, regulatory and coding sequences that do not occur together in nature. For example, a recombinant DNA construct may contain regulatory sequences and coding sequences that are obtained from different sources, or regulatory sequences and coding sequences obtained from the same source but arranged in a manner that is different from that found in nature. Such a construct may be used on its own or may be used in combination with a vector.
В данной заявке вектор или рекомбинантный ДНК-вектор может представлять собой конструкцию, которая содержит систему репликации и последовательности, которые способны транскрибировать и транслировать кодирующую полипептид последовательность в данной клетке-хозяине. Если используют вектор, то выбор вектора зависит от способа, который будут использовать для трансформации клеток-хозяев, что хорошо известно специалистам в данной области. Векторы могут включать, без ограничения, плазмидные векторы и рекомбинантные ААВ-векторы, или любой другой вектор, известный в данной области, подходящий для доставки гена, кодирующего мегануклеазу согласно настоящему изобретению, в целевую клетку. Квалифицированный специалист хорошо осведомлен о генетических элементах, которые должны присутствовать в векторе, чтобы успешно трансформировать, осуществить селекцию и размножить клетки-хозяева, содержащие любой из изолированных нуклеотидов или последовательностей нуклеиновых кислот согласно настоящему изобретению.As used herein, a vector or recombinant DNA vector may be a construct that contains a replication system and sequences that are capable of transcribing and translating a polypeptide coding sequence in a given host cell. If a vector is used, then the choice of vector depends on the method that will be used to transform the host cells, as is well known to those skilled in the art. Vectors may include, without limitation, plasmid vectors and recombinant AAV vectors, or any other vector known in the art suitable for delivering a gene encoding a meganuclease of the present invention into a target cell. The skilled artisan is well aware of the genetic elements that must be present in a vector in order to successfully transform, select and expand host cells containing any of the isolated nucleotides or nucleic acid sequences of the present invention.
В данной заявке вектор также может относиться к вирусному вектору.In this application, a vector may also refer to a viral vector.
Вирусные векторы могут включать, без ограничения, ретровирусные векторы, лентивирусные векторы, аденовирусные векторы и векторы на основе аденоассоциированного вируса (ААВ).Viral vectors may include, without limitation, retroviral vectors, lentiviral vectors, adenovirus vectors, and adeno-associated virus (AAV) vectors.
В данной заявке полицистронная мРНК относится к отдельной информационной РНК, которая содержит две или более кодирующих последовательностей (т.е. цистронов) и кодирует более чем один белок. Полицистронная мРНК может содержать любой элемент, известный в данной области, позволяющий трансляцию двух или более генов с одной и той же молекулы мРНК, включая, но не ограничиваясь перечисленными: элемент IRES, элемент Т2А, элемент Р2А, элемент Е2А и элемент F2A.In this application, polycistronic mRNA refers to a single messenger RNA that contains two or more coding sequences (ie cistrons) and codes for more than one protein. The polycistronic mRNA may contain any element known in the art that allows translation of two or more genes from the same mRNA molecule, including but not limited to: the IRES element, the T2A element, the P2A element, the E2A element, and the F2A element.
В данной заявке контроль или контрольная клетка относится к клетке, которая является ориентиром для измерения изменений в генотипе или фенотипе генетически модифицированной клетки. Контрольная клетка может включать, например: (а) клетку дикого типа, т.е. клетку такого же генотипа, как и у исходного материала для генетического изменения, которое приводит к получению генетически модифицированной клетки; (b) клетку такого же генотипа, что и генетически модифицированная клетка, но которую трансформировали пустой конструкцией (т.е. конструкцией, которая не оказывает известного влияния на интересующий признак); или (с) клетку, генетически идентичную генетически модифицированной клетке, но которую не подвергали условиям, или стимулам, или дополнительным генетическим модификациям, которые бы вызвали экспрессию измененного генотипа или фенотипа. В данной заявке термин соответствующий в отношении модификаций двух белков или последовательностей аминокислот используют для обозначения того, что определенная модификация в первом белке представляет собой замену того же аминокислотного остатка, что и в модификации во втором белке, и что положение аминокислоты, модифицированной в первом белке, соответствует или выравнивается с положением аминокислоты, модифицированной во втором белке, когда два указанных белка подвергают стандартному выравниванию последовательностей (например, применяя программу BLASTp). Таким образом, модификация остатка X на аминокислоту А в первом белке будет соответствовать модификации остатка Y на аминокислоту А во втором белке, если остатки X и Y соответствуют друг другу в выравнивании последовательностей и несмотря на тот факт, что X и Y могут представлять собой различные числа.In this application, the control or control cell refers to a cell that is a benchmark for measuring changes in the genotype or phenotype of a genetically modified cell. The control cell may include, for example: (a) a wild-type cell, ie. a cell of the same genotype as the source material for the genetic change that results in the genetically modified cell; (b) a cell of the same genotype as the genetically modified cell, but which has been transformed with an empty construct (ie, a construct that has no known effect on the trait of interest); or (c) a cell that is genetically identical to the genetically modified cell, but that has not been subjected to conditions or stimuli or additional genetic modifications that would cause the expression of the altered genotype or phenotype. In this application, the term appropriate in relation to modifications of two proteins or amino acid sequences is used to indicate that a certain modification in the first protein is a replacement of the same amino acid residue as in the modification in the second protein, and that the position of the amino acid modified in the first protein is matches or aligns with the position of the amino acid modified in the second protein when the two proteins are subjected to standard sequence alignment (eg, using the BLASTp program). Thus, modification of an X residue to amino acid A in the first protein will correspond to a modification of a Y residue to amino acid A in the second protein if the X and Y residues match each other in the sequence alignment and despite the fact that X and Y may be different numbers .
В данной заявке термины лечение или лечение субъекта относятся к введению сконструированной мегануклеазы согласно настоящему изобретению или нуклеиновой кислоты, кодирующей сконстIn this application, the terms treatment or treatment of a subject refer to the administration of an engineered meganuclease of the present invention or a nucleic acid encoding a construct
- 19 042452 руированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению, субъекту, инфицированному ВГВ, с целью замедления скорости или прекращения пролиферации вируса ВГВ путем расщепления генома по меньшей мере одной частицы ВГВ. Такое лечение снижает или предотвращает трансфекцию и репликацию ВГВ у субъекта и либо частично, либо полностью облегчает один или более симптомов ВГВ у субъекта. Средства оценки ослабления симптомов инфекции ВГВ могут включать измерение функций печени путем определения уровней фермента аланинаминотрансферазы (АЛТ) или путем измерения конверсии сыворотки, а именно, исчезновения HbeAg. Кроме того, ослабление или уменьшение симптомов ВГВ можно определить путем исследования биоптатов печени и измерения уровня фиброза ткани с помощью способов, хорошо известных в данной области. Количество циркулирующих вирусных частиц можно определить, например, путем измерения уровней ДНК ВГВ, применяя ПЦР, или путем детектирования уровней HBsAg в крови. Термины лечение или лечение субъекта могут дополнительно относиться к введению клетки (например, гепатоцита), содержащей нуклеиновую кислоту, кодирующую сконструированную мегануклеазу, при этом указанную клетку доставляют в целевую ткань (например, печень), где она продуцирует сконструированную мегануклеазу в количестве, достаточном для лечения инфекции ВГВ у субъекта, тем самым приводя либо к частичному, либо к полному облегчению одного или более симптомов ВГВ. В некоторых аспектах сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению, кодирующую ее нуклеиновую кислоту или генетически модифицированную клетку согласно настоящему изобретению вводят в процессе лечения в виде фармацевтической композиции согласно настоящему изобретению.- 19 042452 ruianized meganuclease according to the present invention, a subject infected with HBV, in order to slow down the rate or stop the proliferation of the HBV virus by splitting the genome of at least one HBV particle. Such treatment reduces or prevents transfection and replication of HBV in the subject and either partially or completely alleviates one or more symptoms of HBV in the subject. Means of assessing symptomatic relief of HBV infection may include measuring liver function by measuring alanine aminotransferase (ALT) enzyme levels or by measuring serum conversion, ie HbeAg clearance. In addition, relief or reduction in HBV symptoms can be determined by examining liver biopsies and measuring the level of tissue fibrosis using methods well known in the art. The number of circulating viral particles can be determined, for example, by measuring levels of HBV DNA using PCR, or by detecting levels of HBsAg in the blood. The terms treatment or treatment of a subject may further refer to administering a cell (e.g., a hepatocyte) containing a nucleic acid encoding an engineered meganuclease, said cell being delivered to a target tissue (e.g., liver), where it produces the engineered meganuclease in an amount sufficient for treatment. HBV infection in a subject, thereby resulting in either partial or complete relief of one or more symptoms of HBV. In some aspects, an engineered meganuclease according to the present invention, a nucleic acid encoding it, or a genetically modified cell according to the present invention is administered during treatment in the form of a pharmaceutical composition according to the present invention.
Термин инфекция вирусом гепатита В относится к любому состоянию, связанному или возникшему в результате инфекции вирусом гепатита В, такому как хронические болезни/расстройства печени, воспаления, фиброзные состояния и пролиферативные расстройства, такие как виды рака печени. Хроническая устойчивая инфекция ВГВ может вызывать утомляемость, повреждение печени, цирроз печени и гепатоцеллюлярную карциному - первичный рак печени.The term hepatitis B virus infection refers to any condition associated with or resulting from hepatitis B virus infection, such as chronic liver diseases/disorders, inflammation, fibrotic conditions, and proliferative disorders such as liver cancers. Chronic resistant HBV infection can cause fatigue, liver damage, cirrhosis of the liver, and hepatocellular carcinoma, the primary cancer of the liver.
Термин пролиферирующий и пролиферация в данной заявке относятся к клеткам ВГВ, которые активно делятся и инфицируют клетки человека. Таким образом, уменьшение пролиферации относится к любому снижению пролиферации ВГВ, включая снижение по меньшей мере на 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 или 100%, по сравнению с подходящим контролем, в который не вводили указанную сконструированную мегануклеазу или нуклеиновую кислоту, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. Во всей данной заявке термин пролиферативное расстройство относится к любому заболеванию/расстройству, для которого характерна нежелательная или аберрантная пролиферация ткани. В данной заявке термин пролиферативное расстройство также относится к состояниям, при которых неконтролируемый и/или аномальный рост клеток может приводить к развитию нежелательного состояния или заболевания, которое может быть раковым или нераковым.The term proliferating and proliferation in this application refers to HBV cells that actively divide and infect human cells. Thus, reduction in proliferation refers to any reduction in HBV proliferation, including a reduction of at least 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95% or 100%, compared to a suitable control, which did not enter the specified engineered meganuclease or nucleic acid encoding the engineered meganuclease described in this application. Throughout this application, the term proliferative disorder refers to any disease/disorder characterized by unwanted or aberrant tissue proliferation. In this application, the term proliferative disorder also refers to conditions in which uncontrolled and/or abnormal cell growth may lead to the development of an undesirable condition or disease, which may or may not be cancerous.
Термин эффективное количество или терапевтически эффективное количество относится к количеству, достаточному, чтобы привести к полезному или желательному биологическому и/или клиническому результатам. Терапевтически эффективное количество будет изменяться в зависимости от состава или композиции мегануклеазы, конкретного заболевания и его тяжести и возраста, массы тела, физического состояния и восприимчивости к лечению субъекта, которого лечат. В конкретных вариантах реализации эффективное количество сконструированной мегануклеазы или фармацевтических композиций, описанных в данной заявке, снижает уровень или пролиферацию ВГВ или уменьшает по меньшей мере один симптом ВГВ у субъекта с инфекцией ВГВ.The term "effective amount" or "therapeutically effective amount" refers to an amount sufficient to produce beneficial or desirable biological and/or clinical results. A therapeutically effective amount will vary depending on the formulation or composition of the meganuclease, the particular disease and its severity, and the age, body weight, physical condition, and responsiveness to treatment of the subject being treated. In specific embodiments, an effective amount of the engineered meganuclease or pharmaceutical compositions described herein reduces the level or proliferation of HBV or reduces at least one symptom of HBV in a subject with an HBV infection.
Термин липидная наночастица относится к липидной композиции, обычно обладающей сферической структурой со средним диаметром от 10 до 1000 нанометров. В некоторых составах липидные наночастицы могут содержать по меньшей мере один катионный липид, по меньшей мере один некатионный липид и по меньшей мере один конъюгированный липид. Липидные наночастицы, известные в данной области, которые подходят для инкапсулирования нуклеиновых кислот, таких как мРНК, предложены для применения в настоящем изобретении.The term lipid nanoparticle refers to a lipid composition typically having a spherical structure with an average diameter of 10 to 1000 nanometers. In some formulations, the lipid nanoparticles may contain at least one cationic lipid, at least one non-cationic lipid, and at least one conjugated lipid. Lipid nanoparticles known in the art that are suitable for encapsulating nucleic acids such as mRNA are provided for use in the present invention.
В данной заявке предполагается, что перечисление числового диапазона для переменной выражает, что настоящее изобретение можно осуществить с переменной, равной любому из значений внутри данного диапазона. Таким образом, для переменной, которая по существу дискретна, указанная переменная может быть равна любому целому значению внутри указанного числового диапазона, включая конечные точки диапазона. Аналогично, для переменной, которая по существу непрерывна, указанная переменная может быть равна любому вещественному значению внутри указанного числового диапазона, включая конечные точки диапазона. В качестве примера, и без ограничения, переменная, которая описана как имеющая значения между 0 и 2, может принимать значения 0, 1 или 2, если указанная переменная по существу дискретна, и может принимать значения 0,0, 0,1, 0,01, 0,001 или любые другие вещественные значения и 12 если указанная переменная по существу непрерывна.In this application, it is contemplated that listing a numeric range for a variable expresses that the present invention can be practiced with a variable equal to any of the values within that range. Thus, for a variable that is essentially discrete, the specified variable can be equal to any integer value within the specified numeric range, including the endpoints of the range. Likewise, for a variable that is essentially continuous, the specified variable can be equal to any real value within the specified numeric range, including the endpoints of the range. By way of example, and without limitation, a variable that is described as having values between 0 and 2 may take on the values 0, 1, or 2 if said variable is substantially discrete, and may take on the values 0.0, 0.1, 0, 01, 0.001, or any other real value, and 12 if the specified variable is essentially continuous.
2.1. Принцип настоящего изобретения.2.1. The principle of the present invention.
Настоящее изобретение, отчасти, основано на гипотезе, что сконструированные мегануклеазы можThe present invention is based in part on the hypothesis that engineered meganucleases can
- 20 042452 но применять для снижения уровня ВГВ или замедления пролиферации ВГВ путем расщепления ОРС внутри генома ВГВ. В частности, мегануклеазы можно сконструировать таким образом, чтобы они распознавали и расщепляли последовательность распознавания, присутствующую внутри генома множества генотипов ВГВ. Таким образом, одну сконструированную мегануклеазу можно применять для снижения уровня или пролиферации ВГВ, или уменьшения симптомов инфекции ВГВ, множества генотипов вируса гепатита В. Таким образом, в объем настоящего изобретения входят сконструированные мегануклеазы, которые распознают и расщепляют последовательность распознавания внутри ОРС по меньшей мере 2 генотипов генома ВГВ. В объем настоящего изобретения также входят способы применения таких сконструированных мегануклеаз в фармацевтической композиции и в способах лечения инфекции ВГВ. Кроме того, в объем настоящего изобретения входят фармацевтические композиции, содержащие белки сконструированных мегануклеаз, или нуклеиновые кислоты, кодирующие сконструированные мегануклеазы, и применение таких композиций для лечения инфекции ВГВ.- 20 042452 but used to reduce the level of HBV or slow down the proliferation of HBV by splitting the ORF within the HBV genome. In particular, meganucleases can be engineered to recognize and cleave the recognition sequence present within the genome of multiple HBV genotypes. Thus, a single engineered meganuclease can be used to reduce the level or proliferation of HBV, or reduce the symptoms of HBV infection, of multiple hepatitis B virus genotypes. Thus, engineered meganucleases that recognize and cleave a recognition sequence within an ORF of at least 2 genotypes of the HBV genome. Also within the scope of the present invention are methods for using such engineered meganucleases in pharmaceutical compositions and in methods for treating HBV infection. Also within the scope of the present invention are pharmaceutical compositions containing engineered meganuclease proteins or nucleic acids encoding engineered meganucleases and the use of such compositions for the treatment of HBV infection.
2.2. Мегануклеазы для распознавания и расщепления последовательностей распознавания внутри генома ВГВ.2.2. Meganucleases for recognition and cleavage of recognition sequences within the HBV genome.
В данной области известно, что сайт-специфическую нуклеазу можно использовать для создания разрыва ДНК в геноме вируса и что такой разрыв ДНК может привести к постоянной модификации генома посредством НГСК, такой что вирион ВГВ больше не сможет делиться или инфицировать клетки человека. Таким образом, в одном варианте реализации настоящее изобретение можно осуществить, применяя сконструированные рекомбинантные мегануклеазы.It is known in the art that a site-specific nuclease can be used to create a DNA break in the genome of a virus and that such a DNA break can result in permanent modification of the genome by NHSC such that the HBV virion can no longer divide or infect human cells. Thus, in one embodiment, the present invention can be carried out using engineered recombinant meganucleases.
В предпочтительных вариантах реализации нуклеазы, применяемые для осуществления настоящего изобретения, представляют собой одноцепочечные мегануклеазы. Одноцепочечная мегануклеаза содержит N-концевую субъединицу и С-концевую субъединицу, соединенные линкерным пептидом. Каждый из двух указанных доменов распознает половину последовательности распознавания (т.е. распознаваемый полусайт), и сайт расщепления ДНК находится посередине последовательности распознавания рядом с границей между двумя субъединицами. Разрывы цепей ДНК смещены на четыре пары оснований, так что в результате расщепления ДНК мегануклеазой образуется пара 3'-одноцепочечных выступов из четырех оснований. В некоторых примерах сконструированные мегануклеазы согласно настоящему изобретению были сконструированы, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 1-2 (SEQ ID NO: 10). Последовательность распознавания ВГВ 1-2 расположена внутри ОРС белка Р, S, preS2/S и preS1/preS2 множества генотипов ВГВ. Последовательность распознавания ВГВ 1-2 можно найти по меньшей мере в геноме множества генотипов ВГВ, включая генотип А, В, С, Е, F и G (например, последовательности SEQ ID NO: 3-5 и 7-9, соответственно). Такие сконструированные мегануклеазы в данной заявке в совокупности называют мегануклеазами ВГВ 1-2. Примеры мегануклеаз ВГВ 1-2 предложены в последовательностях SEQ ID NO: 18-21.In preferred embodiments, the nucleases used to practice the present invention are single-stranded meganucleases. A single chain meganuclease contains an N-terminal subunit and a C-terminal subunit connected by a linker peptide. Each of these two domains recognizes half of the recognition sequence (ie, the recognized half site), and the DNA cleavage site is in the middle of the recognition sequence near the boundary between the two subunits. DNA strand breaks are displaced by four base pairs, so that DNA cleavage by meganuclease results in a four-base pair of 3'-single-stranded overhangs. In some examples, engineered meganucleases of the present invention were engineered to recognize and cleave the HBV 1-2 recognition sequence (SEQ ID NO: 10). The HBV 1-2 recognition sequence is located within the P, S, preS2/S and preS1/preS2 protein ORFs of multiple HBV genotypes. The HBV recognition sequence 1-2 can be found in at least the genome of a variety of HBV genotypes, including genotype A, B, C, E, F, and G (eg, sequences SEQ ID NOs: 3-5 and 7-9, respectively). Such engineered meganucleases are collectively referred to herein as HBV 1-2 meganucleases. Examples of HBV meganucleases 1-2 are provided in SEQ ID NOs: 18-21.
В дополнительных примерах сконструированные мегануклеазы согласно настоящему изобретению были сконструированы, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 5-6 (SEQ ID NO: 12). Последовательность распознавания ВГВ 5-6 расположена внутри ОРС белка Р, S, preS2/S и preS1/preS2 множества генотипов ВГВ. Последовательность распознавания ВГВ 5-6 можно найти по меньшей мере в геноме множества генотипов ВГВ, включая генотип А, В, С, D, Е и G (например, последовательности SEQ ID NO: 3-7 и 9, соответственно). Такие сконструированные мегануклеазы в данной заявке в совокупности называют мегануклеазами ВГВ 5-6. Примеры мегануклеаз ВГВ 5-6 предложены в последовательностях SEQ ID NO: 22-28.In additional examples, engineered meganucleases of the present invention were engineered to recognize and cleave the HBV recognition sequence 5-6 (SEQ ID NO: 12). The HBV 5-6 recognition sequence is located within the P, S, preS2/S and preS1/preS2 protein ORFs of multiple HBV genotypes. The HBV recognition sequence 5-6 can be found in at least the genome of a variety of HBV genotypes, including genotype A, B, C, D, E, and G (eg, SEQ ID NOs: 3-7 and 9, respectively). Such engineered meganucleases are collectively referred to herein as HBV 5-6 meganucleases. Examples of HBV meganucleases 5-6 are provided in SEQ ID NOs: 22-28.
В дополнительных примерах сконструированные мегануклеазы согласно настоящему изобретению были сконструированы, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 7-8 (SEQ ID NO: 14). Последовательность распознавания ВГВ 7-8 расположена внутри белка Р ОРС множества генотипов ВГВ. Последовательность распознавания ВГВ 7-8 можно найти по меньшей мере в геноме множества генотипов ВГВ, включая генотип А, В, С, D, F и G (например, последовательности SEQ ID NO: 3-6, 8 и 9, соответственно). Такие сконструированные мегануклеазы в данной заявке в совокупности называют мегануклеазами ВГВ 7-8. Примеры мегануклеаз ВГВ 7-8 предложены в последовательностях SEQ ID NO: 29-32. В дополнительных примерах сконструированные мегануклеазы согласно настоящему изобретению были сконструированы, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 11-12 (SEQ ID NO: 16). Последовательность распознавания ВГВ 11-12 расположена внутри белка Р ОРС множества генотипов ВГВ. Последовательность распознавания ВГВ 11-12 можно найти по меньшей мере в геноме множества генотипов ВГВ, включая генотип А, В, С, D, E, F и G (например, последовательности SEQ ID NO: 3-9, соответственно). Такие сконструированные мегануклеазы в данной заявке в совокупности называют мегануклеазами ВГВ 11-12. Примеры мегануклеаз ВГВ 11-12 предложены в последовательностях SEQ ID NO: 34 -40.In additional examples, engineered meganucleases of the present invention were engineered to recognize and cleave the HBV recognition sequence 7-8 (SEQ ID NO: 14). The HBV 7-8 recognition sequence is located within the P ORF protein of many HBV genotypes. The HBV recognition sequence 7-8 can be found in at least the genome of a variety of HBV genotypes, including genotype A, B, C, D, F, and G (eg, SEQ ID NOs: 3-6, 8, and 9, respectively). Such engineered meganucleases are collectively referred to herein as HBV 7-8 meganucleases. Examples of HBV meganucleases 7-8 are provided in SEQ ID NOs: 29-32. In additional examples, engineered meganucleases of the present invention were engineered to recognize and cleave the HBV recognition sequence 11-12 (SEQ ID NO: 16). The HBV recognition sequence 11-12 is located within the P ORF protein of many HBV genotypes. The HBV recognition sequence 11-12 can be found in at least the genome of a variety of HBV genotypes, including genotype A, B, C, D, E, F, and G (eg, sequences SEQ ID NOs: 3-9, respectively). Such engineered meganucleases are collectively referred to herein as HBV 11-12 meganucleases. Examples of HBV meganucleases 11-12 are provided in SEQ ID NOs: 34-40.
Сконструированные мегануклеазы согласно настоящему изобретению содержат первую субъединицу, содержащую первый гипервариабельный (HVR1) участок, и вторую субъединицу, содержащую второй гипервариабельный (HVR2) участок. Кроме того, первая субъединица связывается с первым распознаваемым полусайтом в последовательности распознавания (например, полусайтом ВГВ1, ВГВ5, ВГВ7 или ВГВ11), и вторая субъединица, связывается со вторым распознаваемым полусайтом в послеThe engineered meganucleases of the present invention comprise a first subunit containing a first hypervariable (HVR1) region and a second subunit containing a second hypervariable (HVR2) region. In addition, the first subunit binds to the first recognized half-site in the recognition sequence (e.g., the HBV1, HBV5, HBV7, or HBV11 half-site) and the second subunit binds to the second recognized half-site after
- 21 042452 довательности распознавания (например, полусайтом ВГВ2, ВГВ6, ВГВ8 или ВГВ12). В вариантах реализации, в которых сконструированная мегануклеаза представляет собой одноцепочечную мегануклеазу, первую и вторую субъединицы можно сориентировать таким образом, что первая субъединица, которая содержит участок HVR1 и связывает первый полусайт, расположена как N-концевая субъединица, и вторая субъединица, которая содержит участок HVR2 и связывает второй полусайт, расположена как Сконцевая субъединица. В альтернативных вариантах реализации первую и вторую субъединицы можно сориентировать таким образом, что первая субъединица, которая содержит участок HVR1 и связывает первый полусайт, расположена как С-концевая субъединица, и вторая субъединица, которая содержит участок HVR2 и связывает второй полусайт, расположена как N-концевая субъединица. Примеры мегануклеаз ВГВ 1-2 согласно настоящему изобретению предложены в табл. 1. Примеры мегануклеаз ВГВ 56 согласно настоящему изобретению предложены в табл. 2. Примеры мегануклеаз ВГВ 7-8 согласно настоящему изобретению предложены в табл. 3. Примеры мегануклеаз ВГВ 11-12 согласно настоящему изобретению предложены в табл. 4.- 21 042452 recognition distance (for example, half-site HBV2, HBV6, HBV8 or HBV12). In embodiments where the engineered meganuclease is a single-stranded meganuclease, the first and second subunits can be oriented such that the first subunit, which contains the HVR1 region and binds the first half site, is positioned as the N-terminal subunit, and the second subunit, which contains the HVR2 region and links the second half-site, located as the C-terminal subunit. In alternative implementations, the first and second subunits can be oriented such that the first subunit, which contains the HVR1 region and binds the first half site, is located as a C-terminal subunit, and the second subunit, which contains the HVR2 region and binds the second half site, is located as N- terminal subunit. Examples of HBV meganucleases 1-2 according to the present invention are proposed in table. 1. Examples of HBV 56 meganucleases according to the present invention are proposed in table. 2. Examples of HBV meganucleases 7-8 according to the present invention are proposed in table. 3. Examples of HBV meganucleases 11-12 according to the present invention are proposed in table. 4.
Таблица 1. Примеры сконструированных мегануклеаз, которые сконструированы, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 1-2 (SEQ ID NO: 10)Table 1. Examples of engineered meganucleases that are engineered to recognize and cleave the HBV 1-2 recognition sequence (SEQ ID NO: 10)
* % субъединицы ВГВ1 и % субъединицы ВГВ2 означают идентичность последовательностей аминокислот между участками субъединицы, связывающими ВГВ1 и связывающими ВГВ2, каждой мегануклеазы и участками субъединицы, связывающими ВГВ1 и связывающими ВГВ2, соответственно, мегануклеазы ВГВ 1-2х.2.* % HBV1 subunit and % HBV2 subunit denote amino acid sequence identity between HBV1-binding and HBV2-binding subunit regions of each meganuclease and HBV1-binding and HBV2-binding subunit regions, respectively, of HBV meganuclease 1-2x.2.
Таблица 2. Примеры сконструированных мегануклеаз, которые сконструированы, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 5-6 (SEQ ID NO: 12)Table 2. Examples of engineered meganucleases that are engineered to recognize and cleave the HBV 5-6 recognition sequence (SEQ ID NO: 12)
* % субъединицы ВГВ5 и % субъединицы ВГВ6 означают идентичность последовательностей аминокислот между участками субъединицы, связывающими ВГВ 5 и связывающими ВГВ6, каждой мегануклеазы и участками субъединицы, связывающими ВГВ5 и связывающими ВГВ6, соответственно, мегануклеазы ВГВ 5-6х.33.* % HBV5 subunit and % HBV6 subunit denote amino acid sequence identity between HBV5-binding and HBV6-binding subunit regions of each meganuclease and HBV5-binding and HBV6-binding subunit regions, respectively, of HBV meganuclease 5-6x.33.
Таблица 3. Примеры сконструированных мегануклеаз, которые сконструированы, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 7-8 (SEQ ID NO: 14)Table 3. Examples of engineered meganucleases that are engineered to recognize and cleave the HBV 7-8 recognition sequence (SEQ ID NO: 14)
* % субъединицы ВГВ7 и % субъединицы ВГВ8 означают идентичность последовательностей аминокислот между участками субъединицы, связывающими ВГВ7 и связывающими ВГВ8, каждой мегануклеазы и участками субъединицы, связывающими ВГВ7 и связывающими ВГВ8, соответственно, мегануклеазы ВГВ 7-8х.2.* % HBV7 subunit and % HBV8 subunit denote amino acid sequence identity between the HBV7-binding and HBV8-binding subunit regions of each meganuclease and the HBV7-binding and HBV8-binding subunit regions, respectively, of HBV meganuclease 7-8x.2.
- 22 042452- 22 042452
Таблица 4. Примеры сконструированных мегануклеаз, которые сконструированы, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 11-12 (SEQ ID NO: 16)Table 4. Examples of engineered meganucleases that are engineered to recognize and cleave the HBV recognition sequence 11-12 (SEQ ID NO: 16)
* % субъединицы ВГВ11 и % субъединицы ВГВ12 означают идентичность последовательностей аминокислот между участками субъединицы, связывающими ВГВ 11 и связывающими ВГВ12, каждой мегануклеазы и участками субъединицы, связывающими ВГВ11 и связывающими ВГВ12, соответственно, мегануклеазы ВГВ 11-12х.26.* % HBV11 subunit and % HBV12 subunit denote amino acid sequence identity between HBV11-binding and HBV12-binding subunit regions of each meganuclease and HBV11-binding and HBV12-binding subunit regions, respectively, of HBV 11-12x meganuclease.26.
2.3. Способы доставки и экспрессии эндонуклеаз.2.3. Methods for delivery and expression of endonucleases.
В данной заявке описаны способы лечения инфекции ВГВ или ГЦК у субъекта. Аналогичным образом, предложены способы уменьшения симптомов инфекции ВГВ и уменьшения количества ВГВ, уменьшения скорости пролиферации ВГВ или лечения ГЦК у субъекта, включающие введение фармацевтической композиции, содержащей фармацевтически приемлемый носитель и сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке (или нуклеиновую кислоту, кодирующую сконструированную мегануклеазу). В способах согласно настоящему изобретению сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке можно доставить и/или экспрессировать с ДНК/РНК в клетках-мишенях, что позволяет снабдить сконструированной мегануклеазой геном ВГВ. Сконструированные мегануклеазы, описанные в данной, заявке можно доставить в клетку в виде белка или, предпочтительно, в виде нуклеиновой кислоты, кодирующей сконструированную мегануклеазу. Такая нуклеиновая кислота может представлять собой ДНК (например, кольцевую или линеаризованную плазмидную ДНК или продукты ПЦР) или РНК (например, мРНК). В вариантах реализации, в которых последовательность, кодирующую сконструированную мегануклеазу, доставляют в виде ДНК, она должна быть функционально связана с промотором, чтобы вызвать транскрипцию гена нуклеазы. Промоторы млекопитающих, подходящие для настоящего изобретения, включают конститутивные промоторы, такие как ранний промотор цитомегаловируса (ЦМВ) (Thomsen и др. (1984), Proc Natl Acad Sci USA. 81(3):659-63) или ранний промотор SV40 (Benoist и Chambon (1981), Nature. 290(5804):304-10), а также индуцируемые промоторы, такие как индуцируемый тетрациклином промотор (Dingermann и др. (1992), Mol Cell Biol. 12(9):4038-45). Сконструированная мегануклеаза согласно настоящему изобретению также может быть функционально связана с синтетическим промотором. Синтетические промоторы могут включать, без ограничения, промотор JeT (WO 2002/012514). В конкретных вариантах реализации последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующая сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке, может быть функционально связана со специфичным для печени промотором. Примеры специфичных для печени промоторов включают, без ограничения, промотор альфа-1-антитрипсина человека и промотор аполипопротеина А-II.This application describes methods of treating an HBV or HCC infection in a subject. Similarly, methods are provided to reduce the symptoms of HBV infection and reduce the amount of HBV, reduce the rate of HBV proliferation, or treat HCC in a subject, comprising administering a pharmaceutical composition comprising a pharmaceutically acceptable carrier and an engineered meganuclease described herein (or a nucleic acid encoding an engineered meganuclease) . In the methods of the present invention, the engineered meganuclease described herein can be delivered and/or expressed from DNA/RNA in target cells, allowing the engineered meganuclease to be provided with the HBV gene. The engineered meganucleases described herein can be delivered to the cell as a protein or, preferably, as a nucleic acid encoding the engineered meganuclease. Such a nucleic acid may be DNA (eg, circular or linearized plasmid DNA or PCR products) or RNA (eg, mRNA). In embodiments in which the engineered meganuclease coding sequence is delivered as DNA, it must be operably linked to a promoter to cause transcription of the nuclease gene. Mammalian promoters suitable for the present invention include constitutive promoters such as the cytomegalovirus (CMV) early promoter (Thomsen et al. (1984), Proc Natl Acad Sci USA. 81(3):659-63) or the SV40 early promoter (Benoist and Chambon (1981), Nature. 290(5804):304-10) as well as inducible promoters such as the tetracycline inducible promoter (Dingermann et al. (1992) Mol Cell Biol. 12(9):4038-45) . The engineered meganuclease of the present invention can also be operably linked to a synthetic promoter. Synthetic promoters may include, without limitation, the JeT promoter (WO 2002/012514). In specific embodiments, the nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described herein may be operably linked to a liver-specific promoter. Examples of liver-specific promoters include, without limitation, the human alpha-1 antitrypsin promoter and the apolipoprotein A-II promoter.
В конкретных вариантах реализации последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую по меньшей мере одну сконструированную мегануклеазу, доставляют в составе конструкции рекомбинантной ДНК или кассеты экспрессии. Например, конструкция рекомбинантной ДНК может содержать кассету экспрессии (т.е. кассету), содержащую промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. В других вариантах реализации конструкция рекомбинантной ДНК содержит две или более кассет, при этом каждая кассета содержит промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке, и при этом каждая сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ, описанной в данной заявке. В конкретных вариантах реализации конструкция рекомбинантной ДНК может содержать две кассеты, три кассеты, четыре кассеты или более кассет. Например, кассета или комбинация кассет может кодировать любое количество или любую комбинацию мегануклеазы ВГВ 1-2, мегануклеазы ВГВ 5-6, мегануклеазы ВГВ 78 и мегануклеазы ВГВ 11-12. В некоторых вариантах реализации одна кассета может кодировать мегануклеазу ВГВ 1-2, мегануклеазу ВГВ 5-6, мегануклеазу ВГВ 7-8 и мегануклеазу ВГВ 11-12. В другом конкретном варианте реализации кассета или комбинация кассет может кодировать мегануклеазу ВГВ 56 и мегануклеазу ВГВ 11-12. В других вариантах реализации конструкция рекомбинантной ДНК содержит кассету, содержащую промотор и полицистронную последовательность нуклеиновой кислоты, при этом указанный промотор запускает экспрессию в целевой клетке полицистронной последовательности нуклеиновой кислоты с образованием полицистронной мРНК, описанной в данной заявке.In specific embodiments, a nucleic acid sequence encoding at least one engineered meganuclease is delivered as part of a recombinant DNA construct or expression cassette. For example, a recombinant DNA construct may comprise an expression cassette (ie, cassette) containing a promoter and a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described herein. In other embodiments, the recombinant DNA construct comprises two or more cassettes, where each cassette contains a promoter and a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described herein, and where each engineered meganuclease has specificity for a different HBV recognition sequence described herein. application. In specific embodiments, the recombinant DNA construct may comprise two cassettes, three cassettes, four cassettes, or more cassettes. For example, a cassette or combination of cassettes can encode any number or combination of HBV meganuclease 1-2, HBV meganuclease 5-6, HBV meganuclease 78, and HBV meganuclease 11-12. In some embodiments, a single cassette may encode HBV meganuclease 1-2, HBV meganuclease 5-6, HBV meganuclease 7-8, and HBV meganuclease 11-12. In another specific embodiment, the cassette or combination of cassettes may encode HBV 56 meganuclease and HBV 11-12 meganuclease. In other embodiments, the recombinant DNA construct comprises a cassette containing a promoter and a polycistronic nucleic acid sequence, said promoter driving expression in the target cell of the polycistronic nucleic acid sequence to form the polycistronic mRNA described herein.
В некоторых вариантах реализации в клетку доставляют мРНК, кодирующую сконструированную мегануклеазу, так как это снижает вероятность того, что ген, кодирующий сконструированную меганук- 23 042452 леазу, встроится в геном клетки. Такую мРНК, кодирующую сконструированную мегануклеазу, можно получить, применяя способы, известные в данной области, такие как транскрипция in vitro. В некоторых вариантах реализации мРНК кэппирована с применением 7-метилгуанозина. В некоторых вариантах реализации мРНК может быть полиаденилирована. В конкретных вариантах реализации мРНК, кодирующая сконструированную нуклеазу согласно настоящему изобретению, может представлять собой полицистронную мРНК, кодирующую две или более нуклеаз, которые одновременно экспрессируются в клетке. В некоторых вариантах реализации полицистронная мРНК может кодировать две или более мегануклеаз, описанных в данной заявке, которые нацелены на различные последовательности распознавания в геноме ВГВ, так что геном ВГВ разрезается во множестве сайтов. В некоторых вариантах реализации полицистронная мРНК может кодировать две или более мегануклеаз, описанных в данной заявке, и по меньшей мере один дополнительный белок, который вызывает терапевтически полезный эффект в клетке. Полицистронная мРНК согласно настоящему изобретению может содержать любой элемент, известный в данной области как позволяющий трансляцию двух или более генов с одной и той же молекулы мРНК, включая, но не ограничиваясь перечисленными: элемент IRES, элемент Т2А, элемент Р2А, элемент Е2А и элемент F2A. В конкретных вариантах реализации полицистронная мРНК представляет собой бицистронную мРНК, кодирующую две мегануклеазы, описанные в данной заявке, трицистронную мРНК, кодирующую три мегануклеазы, описанные в данной заявке, или тетрацистронную мРНК, кодирующую четыре мегануклеазы, описанные в данной заявке, при этом нуклеазы, кодируемые каждой мРНК, обладают специфичностью к различным последовательностям распознавания в геноме ВГВ. Например, полицистронная мРНК может кодировать любое количество или комбинацию мегануклеазы ВГВ 1-2, мегануклеазы ВГВ 5-6, мегануклеазы ВГВ 7 - 8 и мегануклеазы ВГВ 11-12. В некоторых вариантах реализации полицистронная мРНК может кодировать мегануклеазу ВГВ 1-2, мегануклеазу ВГВ 5-6, мегануклеазу ВГВ 7-8 и мегануклеазу ВГВ 11-12. В другом конкретном варианте реализации полицистронная мРНК может представлять собой бицистронную мРНК, кодирующую мегануклеазу ВГВ 5-6 и мегануклеазу ВГВ 11-12.In some embodiments, mRNA encoding the engineered meganuclease is delivered to the cell, as this reduces the likelihood that the gene encoding the engineered meganuclease will be inserted into the cell's genome. Such mRNA encoding an engineered meganuclease can be obtained using methods known in the art, such as in vitro transcription. In some embodiments, the mRNA is capped using 7-methylguanosine. In some embodiments, the mRNA may be polyadenylated. In specific embodiments, the mRNA encoding the engineered nuclease of the present invention may be a polycistronic mRNA encoding two or more nucleases that are simultaneously expressed in the cell. In some embodiments, the polycistronic mRNA may encode two or more of the meganucleases described herein that target different recognition sequences in the HBV genome such that the HBV genome is cut at multiple sites. In some embodiments, the polycistronic mRNA may encode two or more of the meganucleases described herein and at least one additional protein that elicits a therapeutically beneficial effect in a cell. The polycistronic mRNA of the present invention may contain any element known in the art to allow translation of two or more genes from the same mRNA molecule, including but not limited to: the IRES element, the T2A element, the P2A element, the E2A element, and the F2A element . In specific embodiments, the polycistronic mRNA is a bicistronic mRNA encoding two meganucleases described in this application, a tricistronic mRNA encoding three meganucleases described in this application, or a tetracistronic mRNA encoding four meganucleases described in this application, while the nucleases encoded each mRNA have specificity for different recognition sequences in the HBV genome. For example, a polycistronic mRNA can encode any number or combination of HBV meganuclease 1-2, HBV meganuclease 5-6, HBV meganuclease 7-8, and HBV meganuclease 11-12. In some embodiments, the polycistronic mRNA can encode for HBV meganuclease 1-2, HBV meganuclease 5-6, HBV meganuclease 7-8, and HBV meganuclease 11-12. In another specific embodiment, the polycistronic mRNA may be a bicistronic mRNA encoding HBV 5-6 meganuclease and HBV 11-12 meganuclease.
В другом конкретном варианте реализации нуклеиновую кислоту, кодирующую эндонуклеазу согласно настоящему изобретению, можно внедрить в клетку, применяя матрицу из одноцепочечной ДНК. Указанная одноцепочечная ДНК может дополнительно содержать 5' и/или 3' инвертированный концевой повтор (ITR) ААВ против хода транскрипции и/или по ходу транскрипции от последовательности, кодирующей сконструированную мегануклеазу. В других вариантах реализации одноцепочечная ДНК может дополнительно содержать 5' и/или 3' плечо гомологии против хода транскрипции и/или по ходу транскрипции от последовательности, кодирующей сконструированную мегануклеазу.In another specific embodiment, a nucleic acid encoding an endonuclease of the present invention can be introduced into a cell using a single-stranded DNA template. Said single stranded DNA may further comprise a 5' and/or 3' inverted terminal repeat (ITR) of AAB upstream and/or downstream of the engineered meganuclease coding sequence. In other embodiments, the single-stranded DNA may further comprise a 5' and/or 3' homology arm upstream and/or downstream from the engineered meganuclease coding sequence.
В другом конкретном варианте реализации гены, кодирующие эндонуклеазу согласно настоящему изобретению, можно внедрить в клетку, применяя матрицу из линеаризованной ДНК. В некоторых примерах плазмидную ДНК, кодирующую эндонуклеазу, можно расщепить с помощью одного или более ферментов рестрикции, так что кольцевая плазмидная ДНК линеаризуется перед внедрением в клетку.In another specific embodiment, the genes encoding the endonuclease of the present invention can be introduced into a cell using a linearized DNA template. In some examples, plasmid DNA encoding an endonuclease can be cleaved with one or more restriction enzymes such that the circular plasmid DNA is linearized before being introduced into a cell.
Очищенные белки нуклеазы можно доставить в клетки для расщепления геномной ДНК с помощью множества разнообразных механизмов, известных в данной области, включая механизмы, дополнительно подробно описанные ниже в данной заявке.Purified nuclease proteins can be delivered to cells for cleavage of genomic DNA using a wide variety of mechanisms known in the art, including mechanisms further detailed below in this application.
Целевая(-ые) ткань(-и) для доставки сконструированных мегануклеаз согласно настоящему изобретению включает(-ют), без ограничения: клетки печени, такие как гепатоцит или предпочтительно первичный гепатоцит, более предпочтительно гепатоцит человека или первичный гепатоцит человека, клетку HepG2.2.15 или HepG2-hNTCP. Как уже обсуждалось, мегануклеазы согласно настоящему изобретению можно доставить в виде очищенного белка или в виде РНК или ДНК, кодирующей мегануклеазу. В одном варианте реализации белки мегануклеазы, или мРНК- или ДНК-векторы, кодирующие эндонуклеазы, доставляют в клетки-мишени (например, в клетки печени) путем инъекции непосредственно в целевую ткань. В качестве альтернативы, белок, мРНК или ДНК эндонуклеазы можно доставить системно через кровоток. В некоторых вариантах реализации белки эндонуклеазы, или ДНК/мРНК, кодирующие эндонуклеазы, находятся в составе для системного введения или введения в целевые ткани в фармацевтически приемлемом носителе в соответствии с известными методиками. См., например, Remington, The Science and Practice of Pharmacy (21-е изд., 2005). При производстве фармацевтического состава согласно настоящему изобретению, белки/РНК/мРНК обычно смешивают с фармацевтически приемлемым носителем. Носитель, конечно, должен быть приемлемым в смысле совместимости со всеми остальными ингредиентами состава и должен быть не вредным для пациента. Носитель может быть твердым или жидким, или твердым и жидким, и может вместе с указанным соединением входить в однодозовый состав.Target tissue(s) for delivery of the engineered meganucleases of the present invention include(s) without limitation: liver cells such as a hepatocyte or preferably a primary hepatocyte, more preferably a human hepatocyte or a primary human hepatocyte, a HepG2.2.15 cell or HepG2-hNTCP. As already discussed, the meganucleases of the present invention can be delivered as a purified protein or as RNA or DNA encoding the meganuclease. In one embodiment, meganuclease proteins, or mRNA or DNA vectors encoding endonucleases, are delivered to target cells (eg, liver cells) by injection directly into the target tissue. Alternatively, the endonuclease protein, mRNA or DNA can be delivered systemically through the bloodstream. In some embodiments, endonuclease proteins, or DNA/mRNA encoding endonucleases, are formulated for systemic administration or administration to target tissues in a pharmaceutically acceptable carrier in accordance with known techniques. See, for example, Remington, The Science and Practice of Pharmacy (21st ed., 2005). In the manufacture of a pharmaceutical composition according to the present invention, proteins/RNA/mRNA are usually mixed with a pharmaceutically acceptable carrier. The carrier must, of course, be acceptable in the sense of being compatible with all other ingredients of the formulation and must not be harmful to the patient. The carrier may be solid or liquid, or solid and liquid, and may be included in a single dose formulation with said compound.
В некоторых вариантах реализации белки эндонуклеазы или ДНК/мРНК, кодирующую эндонуклеазу, соединяют с проникающим в клетку пептидом или нацеливающим лигандом, чтобы способствовать поглощению клеткой. Примеры проникающих в клетку пептидов, известных в данной области, включают полиаргинин (Jearawiriyapaisarn, и др. (2008) Mol Ther. 16:1624-9), пептид ТАТ из вируса ВИЧ (Hudecz и др. (2005), Med. Res. Rev. 25:679-736), MPG (Simeoni, и др. (2003) Nucleic Acids Res. 31:27172724), Pep-1 (Deshayes и др. (2004) Biochemistry 43:7698-7706) и HSV-1 VP-22 (Deshayes и др. (2005) CellIn some embodiments, endonuclease proteins or DNA/mRNA encoding an endonuclease are coupled to a cell-penetrating peptide or targeting ligand to promote cellular uptake. Examples of cell-penetrating peptides known in the art include polyarginine (Jearawiriyapaisarn, et al. (2008) Mol Ther. 16:1624-9), the TAT peptide from the HIV virus (Hudecz et al. (2005), Med. Res. Rev. 25:679-736), MPG (Simeoni, et al. (2003) Nucleic Acids Res. 31:27172724), Pep-1 (Deshayes et al. (2004) Biochemistry 43:7698-7706) and HSV-1 VP-22 (Deshayes et al. (2005) Cell
- 24 042452- 24 042452
Mol Life Sci. 62:1839-49). В альтернативном варианте реализации белки эндонуклеазы, или ДНК/мРНК, кодирующую эндонуклеазу, соединяют ковалентно или нековалентно с антителом, которое распознает специфичный рецептор клеточной поверхности, экспрессированный на клетках-мишенях, так что белок/ДНК/мРНК эндонуклеазы связывается с ним и проникает внутрь клеток-мишеней. В качестве альтернативы, белок/ДНК/мРНК эндонуклеазы можно соединить ковалентно или нековалентно с природным лигандом (или частью природного лиганда) для такого рецептора клеточной поверхности. (McCall, и др. (2014) Tissue Barriers. 2(4):e944449; Dinda, и др. (2013) Curr Pharm Biotechnol. 14:1264-74; Kang, и др. (2014) Curr Pharm Biotechnol. 15(3):220-30; Qian и др. (2014) Expert Opin Drug Metab Toxicol. 10(11):1491-508).Mol Life Sci. 62:1839-49). In an alternative embodiment, endonuclease proteins, or DNA/mRNA encoding an endonuclease, are linked covalently or non-covalently to an antibody that recognizes a specific cell surface receptor expressed on target cells such that the endonuclease protein/DNA/mRNA binds to it and enters the cells. -targets. Alternatively, the endonuclease protein/DNA/mRNA can be coupled covalently or non-covalently to a natural ligand (or part of a natural ligand) for such a cell surface receptor. (McCall, et al. (2014) Tissue Barriers. 2(4):e944449; Dinda, et al. (2013) Curr Pharm Biotechnol. 14:1264-74; Kang, et al. (2014) Curr Pharm Biotechnol. 15 (3):220-30; Qian et al. (2014) Expert Opin Drug Metab Toxicol 10(11):1491-508).
В некоторых вариантах реализации белки эндонуклеазы, или ДНК/мРНК, кодирующие эндонуклеазы, заключают (инкапсулируют) в биоразлагаемые гидрогели для инъекции или имплантации внутрь желательной области печени (например, вблизи от эндотелиальных клеток синусоидных капилляров печени или гематопоэтических эндотелиальных клеток, или клеток-предшественников, которые дифференцируются в них). Гидрогели могут обеспечить продолжительное и регулируемое высвобождение терапевтической нагрузки в желательную область целевой ткани без необходимости частых инъекций, и чувствительные к стимулам материалы (например, чувствительные к температуре и рН гидрогели) можно разработать таким образом, чтобы они высвобождали нагрузку в ответ на сигналы окружающей среды или действующие извне сигналы (Kang Derwent и др. (2008) Trans Am Ophthalmol Soc. 106:206-214). В некоторых вариантах реализации белки эндонуклеазы, или ДНК/мРНК, кодирующие эндонуклеазы, соединяют ковалентно или, предпочтительно, нековалентно с наночастицей или инкапсулируют внутри такой наночастицы, применяя способы, известные в данной области (Sharma, и др. (2014) Biomed Res Int. 2014). Наночастица представляет собой наноразмерную систему доставки, линейный масштаб которой составляет <1 мкм, предпочтительно <100 нм. Такие наночастицы можно разработать, используя сердцевину, состоящую из металла, липида, полимера или биологической макромолекулы, и множество копий белков, мРНК или ДНК эндонуклеазы можно присоединить или инкапсулировать в указанную сердцевину наночастицы. Это увеличивает число копий белка/мРНК/ДНК, которые доставляют в каждую клетку и, следовательно, увеличивает внутриклеточную экспрессию каждой эндонуклеазы, чтобы максимизировать вероятность того, что целевые последовательности распознавания будут разрезаны. Поверхность такой наночастицы можно дополнительно модифицировать полимерами или липидами (например, хитозаном, катионными полимерами или катионными липидами) с получением наночастицы с сердцевиной и оболочкой, поверхность которой содержит дополнительные функциональные группы для улучшения доставки в клетку и поглощения нагрузки (Jian и др. (2012) Biomaterials. 33(30):7621-30). Наночастицы можно дополнительно успешно соединить с нацеливающими молекулами, чтобы направить наночастицу на подходящий тип клеток и/или повысить вероятность поглощения клеткой. Примеры таких нацеливающих молекул включают антитела, специфичные к рецепторам на поверхности клеток, и природные лиганды (или части природных лигандов) для рецепторов на поверхности клеток.In some embodiments, endonuclease proteins, or DNA/mRNA encoding endonucleases, are embedded (encapsulated) in biodegradable hydrogels for injection or implantation within a desired region of the liver (e.g., near hepatic sinusoidal capillary endothelial cells or hematopoietic endothelial or progenitor cells, which are differentiated in them). Hydrogels can provide a sustained and controlled release of a therapeutic load to the desired target tissue area without the need for frequent injections, and stimulus-sensitive materials (e.g., temperature and pH sensitive hydrogels) can be designed to release a load in response to environmental cues or external signals (Kang Derwent et al. (2008) Trans Am Ophthalmol Soc. 106:206-214). In some embodiments, endonuclease proteins, or DNA/mRNA encoding endonucleases, are covalently or preferably non-covalently attached to, or encapsulated within, a nanoparticle using methods known in the art (Sharma, et al. (2014) Biomed Res Int. 2014). The nanoparticle is a nanoscale delivery system, the linear scale of which is <1 μm, preferably <100 nm. Such nanoparticles can be designed using a core composed of a metal, lipid, polymer, or biological macromolecule, and multiple copies of proteins, mRNA, or endonuclease DNA can be attached to or encapsulated in said nanoparticle core. This increases the number of protein/mRNA/DNA copies that are delivered to each cell and therefore increases the intracellular expression of each endonuclease to maximize the likelihood that target recognition sequences will be cut. The surface of such a nanoparticle can be further modified with polymers or lipids (e.g., chitosan, cationic polymers, or cationic lipids) to produce a core-shell nanoparticle whose surface contains additional functional groups to improve cell delivery and load absorption (Jian et al. (2012) Biomaterials 33(30):7621-30). The nanoparticles can additionally be successfully coupled with targeting molecules to target the nanoparticle to the appropriate cell type and/or increase the likelihood of uptake by the cell. Examples of such targeting molecules include antibodies specific for cell surface receptors and natural ligands (or portions of natural ligands) for cell surface receptors.
В некоторых вариантах реализации белки эндонуклеазы или ДНК/мРНК, кодирующие эндонуклеазы, инкапсулированы в липосомы или находятся в комплексе с катионными липидами (например, с реагентом для трансфекции липофектамином, Life Technologies Corp., Карлсбад, Калифорния; Zuris и др. (2015) Nat Biotechnol. 33:73-80; Mishra и др. (2011) J Drug Deliv. 2011:863734). Липосома и липоплексные составы могут защитить нагрузку от разрушения, увеличить накопление и задерживание в целевой области и способствовать поглощению клетками и эффективности доставки посредством слияния с клеточными мембранами и/или разрыва клеточных мембран клеток-мишеней.In some embodiments, endonuclease proteins or DNA/mRNA encoding endonucleases are encapsulated in liposomes or complexed with cationic lipids (e.g., Lipofectamine transfection reagent, Life Technologies Corp., Carlsbad, CA; Zuris et al. (2015) Nat Biotechnol 33:73-80; Mishra et al. (2011) J Drug Deliv 2011:863734). The liposome and lipoplex formulations can protect the load from degradation, increase uptake and retention in the target area, and promote cellular uptake and delivery efficiency through fusion with and/or rupture of cell membranes of target cells.
В некоторых вариантах реализации белки эндонуклеазы, или ДНК/мРНК, кодирующие эндонуклеазы, инкапсулированы в полимерные каркасы (например, сополимер молочной и гликолевой кислот (ПЛГА)) или образуют комплексы с катионными полимерами (например, полиэтиленимином (ПЭИ), поли-L-лизином (ПЛЛ)) (Tamboli и др. (2011) Ther Deliv. 2(4):523-536). Полимерные носители могут быть разработаны таким образом, чтобы они позволяли регулируемые скорости высвобождения лекарственных средств посредством контроля разрушения полимера и диффузии лекарственного средства, и высокие эффективности инкапсулирования лекарственного средства могут обеспечить защиту терапевтической нагрузки до момента внутриклеточной доставки в желательную популяцию целевых клеток. В некоторых вариантах реализации белки эндонуклеазы, или ДНК/мРНК, кодирующие сконструированные мегануклеазы, комбинируют с амфифильными молекулами, которые самособираются в мицеллы (Tong и др. (2007) J Gene Med. 9(11):956-66). Полимерные мицеллы могут содержать мицеллярную оболочку, образованную вместе с гидрофильным полимером (например, полиэтиленгликолем), который может предотвратить агрегацию, экранировать зарядовые взаимодействия и уменьшить неспецифические взаимодействия.In some embodiments, endonuclease proteins, or DNA/mRNA encoding endonucleases, are encapsulated in polymeric scaffolds (e.g., lactic acid glycolic acid copolymer (PLGA)) or complexed with cationic polymers (e.g., polyethyleneimine (PEI), poly-L-lysine (PLL)) (Tamboli et al. (2011) Ther Deliv. 2(4):523-536). Polymer carriers can be designed to allow controlled drug release rates by controlling polymer degradation and drug diffusion, and high drug encapsulation efficiencies can provide protection of the therapeutic load until intracellular delivery to the desired target cell population. In some embodiments, endonuclease proteins, or DNA/mRNA encoding engineered meganucleases, are combined with amphiphilic molecules that self-assemble into micelles (Tong et al. (2007) J Gene Med. 9(11):956-66). The polymer micelles may contain a micellar shell formed together with a hydrophilic polymer (eg, polyethylene glycol) which can prevent aggregation, shield charge interactions, and reduce non-specific interactions.
В некоторых вариантах реализации белки эндонуклеазы, или ДНК/мРНК, кодирующие эндонуклеазу, находятся в форме эмульсии или наноэмульсии (т.е. со средним диаметром частиц <1 нм) для введения и/или доставки в целевую клетку. Термин эмульсия относится, без ограничения, к любым дисперсиям или каплям типа масло в воде, типа вода в масле, типа вода в масле в воде или типа масло в воде в масле, содержащим липидные структуры, которые могут образоваться под действием гидрофобных сил,In some embodiments, the endonuclease proteins, or DNA/mRNA encoding the endonuclease, are in the form of an emulsion or nanoemulsion (ie, <1 nm mean particle diameter) for administration and/or delivery to a target cell. The term emulsion refers, without limitation, to any oil-in-water, water-in-oil, water-in-oil-in-water, or oil-in-water-in-oil dispersions or droplets containing lipid structures that can be formed by hydrophobic forces,
- 25 042452 которые уводят неполярные остатки (например, длинные углеводородные цепи) от воды, а полярные головки - к воде, когда несмешиваемую с водой фазу смешивают с водной фазой. Данные другие липидные структуры включают, но не ограничиваются перечисленными: моноламеллярные, олиголамеллярные и мультиламеллярные липидные везикулы, мицеллы и ламеллярные фазы. Эмульсии состоят из водной фазы и липофильной фазы (обычно содержащей масло и органический растворитель). Эмульсии также часто содержат одно или более поверхностно-активных веществ. Наноэмульсионные составы хорошо известны, например, описанные в заявках на патент США № 2002/0045667 и 2004/0043041 и патентах США № 6015832, 6506803, 6635676 и 6559189, каждый из которых полностью включен в данную заявку посредством ссылки.- 25 042452 which lead non-polar residues (eg long hydrocarbon chains) away from the water and polar heads towards the water when the water-immiscible phase is mixed with the aqueous phase. These other lipid structures include, but are not limited to, monolamellar, oligolamellar, and multilamellar lipid vesicles, micelles, and lamellar phases. Emulsions consist of an aqueous phase and a lipophilic phase (usually containing an oil and an organic solvent). Emulsions also often contain one or more surfactants. Nanoemulsion formulations are well known, such as those described in US Patent Applications Nos. 2002/0045667 and 2004/0043041 and US Pat.
В некоторых вариантах реализации белки эндонуклеазы, или ДНК/мРНК, кодирующие эндонуклеазы, ковалентно присоединены или нековалентно связаны с многофункциональными полимерными конъюгатами, дендримерами ДНК и полимерными дендримерами (Mastorakos и др. (2015) Nanoscale. 7(9):3845-56; Cheng и др. (2008) J Pharm Sci. 97(1):123-43). Образование дендримера может контролировать емкость и размер нагрузки и может обеспечить высокую емкость нагрузки лекарственного средства. Более того, можно воздействовать на выставление множества поверхностных групп для повышения стабильности, уменьшения неспецифических взаимодействий и повышения специфического нацеливания на клетку и высвобождения лекарственного средства.In some embodiments, endonuclease proteins, or DNA/mRNA encoding endonucleases, are covalently attached or non-covalently linked to multifunctional polymeric conjugates, DNA dendrimers, and polymeric dendrimers (Mastorakos et al. (2015) Nanoscale. 7(9):3845-56; Cheng et al (2008) J Pharm Sci 97(1):123-43). The formation of a dendrimer can control the capacity and size of the load and can provide high drug loading capacity. Moreover, multiple surface group display can be manipulated to improve stability, reduce non-specific interactions, and increase specific cell targeting and drug release.
В некоторых вариантах реализации гены, кодирующие эндонуклеазу, доставляют, применяя вирусный вектор. Такие векторы известны в данной области и включают ретровирусные векторы, лентивирусные векторы, аденовирусные векторы и векторы на основе аденоассоциированного вируса (ААВ) (рассмотренные в Vannucci, и др. (2013 New Microbiol. 36:1-22). В некоторых вариантах реализации вирусные векторы вводят путем инъекции непосредственно в целевые ткани (например, в ткань печени). В альтернативных вариантах реализации вирусные векторы доставляют системно через кровоток. В данной области известно, что различные ААВ-векторы имеют тенденцию к локализации в различных тканях. В целевых тканях печени была показана эффективная трансдукция гепатоцитов, например, вирусом ААВ серотипов 2, 8 и 9 (Sands (2011) Methods Mol. Biol. 807:141-157). ААВ-векторы также могут быть самокомплементарны, так что для них не требуется синтез второй цепи ДНК в клетке-хозяине (McCarty, и др. (2001) Gene Ther. 8:1248-54).In some embodiments, the genes encoding the endonuclease are delivered using a viral vector. Such vectors are known in the art and include retroviral vectors, lentiviral vectors, adenoviral vectors, and adeno-associated virus (AAV) vectors (discussed in Vannucci, et al. (2013 New Microbiol. 36:1-22). In some embodiments, viral vectors are administered by injection directly into target tissues (e.g., liver tissue) In alternative embodiments, viral vectors are delivered systemically via the bloodstream It is known in the art that different AAV vectors tend to localize in different tissues In target liver tissues, efficient transduction of hepatocytes has been shown, for example, by AAV serotypes 2, 8, and 9 (Sands (2011) Methods Mol. Biol. 807:141-157) AAV vectors can also be self-complementary, so that they do not require second-strand DNA synthesis in the host cell (McCarty, et al. (2001) Gene Ther. 8:1248-54).
В одном варианте реализации вирусный вектор, который применяют для доставки гена эндонуклеазы, представляет собой самоограничивающийся вирусный вектор. У самоограничивающегося вирусного вектора может быть ограниченное время сохранения в клетке или организме благодаря присутствию последовательности распознавания для сконструированной мегануклеазы внутри вектора. Таким образом, можно сконструировать самоограничивающийся вирусный вектор, чтобы он кодировал промотор, эндонуклеазу, описанную в данной заявке, и сайт распознавания эндонуклеазой внутри ITR. Самоограничивающийся вирусный вектор доставляет ген эндонуклеазы в клетку, ткань или организм, так что эндонуклеаза экспрессируется и способна разрезать геном клетки в эндогенной последовательности распознавания внутри генома. Доставленная эндонуклеаза также найдет целевой сайт внутри самого самоограничивающегося вирусного вектора и разрежет вектор в целевом сайте. После разреза 5'- и 3'-концы вирусного генома будут обнажены и разрушатся экзонуклеазами, таким образом уничтожив вирус и прекратив продукцию эндонуклеазы. Если гены эндонуклеазы доставляют в виде ДНК (например, плазмиды) и/или посредством вирусного вектора (например, ААВ), то они должны быть функционально связаны с промотором. В некоторых вариантах реализации это может быть вирусный промотор, такой как эндогенные промоторы из вирусного вектора (например, LTR из лентивирусного вектора) или хорошо известные ранние промоторы цитомегаловируса или вируса SV40. В предпочтительном варианте реализации гены мегануклеаз функционально связаны с промотором, который запускает экспрессию генов преимущественно в клетках-мишенях. Примеры специфичных для печени промоторов включают, без ограничения, промотор альфа-1-антитрипсина человека и промотор аполипопротеина А-II.In one embodiment, the viral vector that is used to deliver the endonuclease gene is a self-limiting viral vector. A self-limiting viral vector may have limited persistence in a cell or organism due to the presence of a recognition sequence for the engineered meganuclease within the vector. Thus, a self-limiting viral vector can be designed to encode a promoter, an endonuclease as described herein, and an endonuclease recognition site within the ITR. The self-limiting viral vector delivers an endonuclease gene into a cell, tissue, or organism such that the endonuclease is expressed and is able to cut the cell's genome at an endogenous recognition sequence within the genome. The delivered endonuclease will also find the target site within the self-limiting viral vector itself and cut the vector at the target site. After cutting, the 5' and 3' ends of the viral genome will be exposed and degraded by exonucleases, thus destroying the virus and stopping the production of the endonuclease. If the endonuclease genes are delivered as DNA (eg, plasmids) and/or via a viral vector (eg, AAB), then they must be operably linked to a promoter. In some embodiments, this may be a viral promoter, such as endogenous promoters from a viral vector (eg, LTR from a lentiviral vector) or well-known cytomegalovirus or SV40 virus early promoters. In a preferred embodiment, the meganuclease genes are operably linked to a promoter that drives gene expression preferentially in target cells. Examples of liver-specific promoters include, without limitation, the human alpha-1 antitrypsin promoter and the apolipoprotein A-II promoter.
В конкретных вариантах реализации вирусный вектор содержит кассету, содержащую промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке. Указанный вирусный вектор также может содержать две или более кассет, при этом каждая кассета содержит промотор и последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке, и при этом каждая сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ, описанной в данной заявке. В некоторых вариантах реализации вирусный вектор содержит одну кассету, содержащую промотор и полицистронную последовательность нуклеиновой кислоты, при этом указанный промотор запускает экспрессию полицистронной последовательности нуклеиновой кислоты с образованием полицистронной мРНК, такой как полицистронная мРНК, кодирующая сконструированную мегануклеазу, описанную в данной заявке, в целевой клетке.In specific embodiments, the viral vector contains a cassette containing a promoter and a nucleic acid sequence encoding the engineered meganuclease described in this application. The specified viral vector may also contain two or more cassettes, with each cassette containing a promoter and a nucleic acid sequence encoding an engineered meganuclease described in this application, and each engineered meganuclease has specificity for a different HBV recognition sequence described in this application. In some embodiments, the viral vector contains a single cassette containing a promoter and a polycistronic nucleic acid sequence, said promoter driving the expression of the polycistronic nucleic acid sequence to form a polycistronic mRNA, such as a polycistronic mRNA encoding the engineered meganuclease described herein, in the target cell. .
Предложены способы и композиции для доставки мегануклеазы, описанной в данной заявке, в печень субъекта, инфицированного ВГВ. В одном варианте реализации нативные гепатоциты, которые были удалены из млекопитающего, можно трансдуцировать вектором, который кодирует сконструированную мегануклеазу. В качестве альтернативы, нативные гепатоциты из инфицированного ВГВ субъектаMethods and compositions are provided for delivering the meganuclease described herein to the liver of a subject infected with HBV. In one embodiment, native hepatocytes that have been removed from a mammal can be transduced with a vector that encodes an engineered meganuclease. Alternatively, native hepatocytes from an HBV-infected subject
- 26 042452 можно трансдуцировать ex vivo аденовирусным вектором, который кодирует сконструированную мегануклеазу и/или молекулу, которая стимулирует регенерацию печени, такую как гепатотоксин. Предпочтительно гепатотоксин представляет собой активатор плазминогена урокиназного типа (uPA), и его модифицировали, чтобы ингибировать его секрецию из гепатоцита после экспрессии вирусным вектором. В другом варианте реализации указанный вектор кодирует активатор плазминогена тканевого типа (tPA), который может стимулировать регенерацию гепатоцитов de novo. Трансдуцированные гепатоциты, которые были удалены из млекопитающего, затем можно возвратить в млекопитающего, в котором созданы условия, которые благоприятны для экспрессии сконструированной мегануклеазы. Как правило, трансдуцированные гепатоциты можно возвратить в пациента путем инфузии через селезенку или портальную сосудистую сеть, и можно осуществить однократное или многократное введение в течение периода от 1 до 5 или более дней. В in vivo аспекте способов согласно настоящему изобретению конструируют ретровирусный, псевдотипный или ассоциированный с аденовирусом вектор, который кодирует сконструированную мегануклеазу, и вводят его субъекту. Введение вектора, кодирующего сконструированную мегануклеазу, можно осуществлять вместе с введением аденовирусного вектора, который кодирует не способный к секреции гепатотоксин или кодирует tPA, который стимулирует регенерацию гепатоцитов, не действуя как гепатотоксин.- 26 042452 can be transduced ex vivo with an adenoviral vector that encodes an engineered meganuclease and/or a molecule that stimulates liver regeneration, such as hepatotoxin. Preferably, the hepatotoxin is a urokinase-type plasminogen activator (uPA) and has been modified to inhibit its secretion from the hepatocyte upon expression by a viral vector. In another embodiment, said vector encodes a tissue-type plasminogen activator (tPA) that can stimulate de novo regeneration of hepatocytes. Transduced hepatocytes that have been removed from the mammal can then be returned to the mammal, which has conditions that are favorable for expression of the engineered meganuclease. Typically, the transduced hepatocytes can be returned to the patient by infusion through the spleen or portal vasculature, and single or multiple administrations can be made over a period of 1 to 5 or more days. In the in vivo aspect of the methods of the present invention, a retroviral, pseudotype, or adenovirus-associated vector is constructed that encodes the engineered meganuclease and administered to a subject. The introduction of a vector encoding an engineered meganuclease can be carried out together with the introduction of an adenoviral vector that encodes a non-secretory hepatotoxin or encodes a tPA that stimulates hepatocyte regeneration without acting as a hepatotoxin.
Подходящие дозы будут зависеть, среди прочих факторов, от особенностей каждого выбранного ААВ-вектора (например, серотипа и т.д.), от пути введения, от субъекта, которого лечат (т.е. возраста, массы тела, пола и общего состояния субъекта), и способа введения. Таким образом, подходящая дозировка может изменяться от пациента к пациенту. Подходящее эффективное количество может легко определить специалист в данной области. Режим введения доз может представлять собой график введения одной дозы или график введения множества доз. Более того, субъекту можно вводить так много доз, сколько необходимо. Специалист в данной области может легко определить подходящее количество доз. Может потребоваться изменить дозировку, чтобы учесть альтернативный путь введения или уравновесить терапевтическую пользу и какие-либо побочные действия.Appropriate doses will depend, among other factors, on the characteristics of each selected AAV vector (e.g., serotype, etc.), on the route of administration, on the subject being treated (i.e., age, body weight, sex, and general condition subject), and route of administration. Thus, a suitable dosage may vary from patient to patient. A suitable effective amount can be readily determined by one skilled in the art. The dosing schedule may be a single dose schedule or a multiple dose schedule. Moreover, as many doses as needed can be administered to a subject. A person skilled in the art can easily determine the appropriate number of doses. It may be necessary to change the dosage to take into account an alternative route of administration or to balance the therapeutic benefit and any side effects.
2.4. Фармацевтические композиции.2.4. pharmaceutical compositions.
В некоторых вариантах реализации согласно настоящему изобретению предложена фармацевтическая композиция, содержащая фармацевтически приемлемый носитель и сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению, или фармацевтически приемлемый носитель и выделенный полинуклеотид, содержащей нуклеиновую кислоту, кодирующую сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению. В других вариантах реализации согласно настоящему изобретению предложена фармацевтическая композиция, содержащая фармацевтически приемлемый носитель и клетку согласно настоящему изобретению, которую можно доставить в целевую ткань, где указанная клетка экспрессирует сконструированную мегануклеазу, как описано в данной заявке. Фармацевтические композиции согласно настоящему изобретению могут быть полезны для лечения субъекта, страдающего ВГВ, снижения уровня или пролиферации ВГВ, уменьшения по меньшей мере одного симптома ВГВ или лечения ГЦК.In some embodiments, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising a pharmaceutically acceptable carrier and an engineered meganuclease of the present invention, or a pharmaceutically acceptable carrier and an isolated polynucleotide comprising a nucleic acid encoding an engineered meganuclease of the present invention. In other embodiments, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising a pharmaceutically acceptable carrier and a cell of the present invention that can be delivered to a target tissue, wherein said cell expresses an engineered meganuclease as described herein. Pharmaceutical compositions of the present invention may be useful for treating a subject suffering from HBV, reducing the level or proliferation of HBV, reducing at least one symptom of HBV, or treating HCC.
Фармацевтические композиции можно разработать или выбрать в соответствии с генотипом целевого штамма ВГВ. Как было подробно описано в данной заявке, мегануклеазы согласно настоящему изобретению были сконструированы, чтобы распознавать и расщеплять последовательности распознавания в конкретных генотипах ВГВ. Например, мегануклеазы ВГВ 1-2 (например, последовательности SEQ ID NO: 18 - 21), распознают и расщепляют последовательность распознавания ВГВ 1-2, которая находится в геноме по меньшей мере генотипов ВГВ А, В, С, Е, F и G (например, последовательности SEQ ID NO: 35 и 7-9, соответственно). Кроме того, последовательности распознавания указанных сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке, можно найти в изолятах генотипов ВГВ А, В, С, D, E, F и G, которые не идентичны на 100% последовательностям соответствующих примеров генотипов, представленных в последовательностях SEQ ID NO: 3-9. В данной заявке последовательности изолятов ВГВ могут быть по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 91%, по меньшей мере на 92%, по меньшей мере на 93%, по меньшей мере на 94%, по меньшей мере на 95%, по меньшей мере на 96%, по меньшей мере на 97%, по меньшей мере на 98%, по меньшей мере на 99% или более идентичны соответствующему примеру генотипа, представленному в любой из последовательностей SEQ ID NO: 3-9. В некоторых вариантах реализации фармацевтические композиции, описанные в данной заявке, можно вводить субъекту, содержащему любой генотип ВГВ, содержащий последовательность распознавания, представленную в SEQ ID NO: 10, 12, 14 или 16.Pharmaceutical compositions can be designed or selected according to the genotype of the target HBV strain. As described in detail in this application, the meganucleases of the present invention were designed to recognize and cleave recognition sequences in specific HBV genotypes. For example, HBV 1-2 meganucleases (e.g., sequences of SEQ ID NOs: 18-21) recognize and cleave the HBV recognition sequence 1-2, which is found in the genome of at least HBV genotypes A, B, C, E, F, and G. (for example, the sequences of SEQ ID NO: 35 and 7-9, respectively). In addition, the recognition sequences of these engineered meganucleases described in this application can be found in isolates of HBV genotypes A, B, C, D, E, F and G, which are not 100% identical to the sequences of the corresponding examples of genotypes presented in the SEQ ID sequences. NO: 3-9. In this application, the sequences of HBV isolates can be at least 90%, at least 91%, at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, at least 99% or more identical to the corresponding genotype example shown in any of SEQ ID NOs: 3-9. In some embodiments, the pharmaceutical compositions described herein may be administered to a subject containing any HBV genotype containing the recognition sequence shown in SEQ ID NO: 10, 12, 14, or 16.
Такие фармацевтические композиции можно получить в соответствии с известными методиками. См., например, Remington, The Science and Practice of Pharmacy (21-е изд., 2005). При производстве фармацевтического состава согласно настоящему изобретению полипептиды эндонуклеаз (или ДНК/РНК, кодирующие их) обычно смешивают с фармацевтически приемлемым носителем и полученную в результате этого композицию вводят субъекту. Носитель, разумеется, должен быть приемлемым в смысле совместимости с любыми другими ингредиентами в составе и должен быть не вреден субъекту. В некоторых вариантах реализации фармацевтические композиции согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать один или более дополнительных агентов или биологических молекул, полезных для лечения заболевания у субъекта. Аналогичным образом, дополнительный(-е) агент(ы) и/или биолоSuch pharmaceutical compositions can be obtained in accordance with known methods. See, for example, Remington, The Science and Practice of Pharmacy (21st ed., 2005). In the manufacture of a pharmaceutical composition according to the present invention, the endonuclease polypeptides (or DNA/RNA encoding them) are usually mixed with a pharmaceutically acceptable carrier and the resulting composition is administered to the subject. The carrier must, of course, be acceptable in the sense of being compatible with any other ingredients in the formulation and must not be harmful to the subject. In some embodiments, the pharmaceutical compositions of the present invention may further comprise one or more additional agents or biological molecules useful in the treatment of a disease in a subject. Likewise, additional agent(s) and/or biological
- 27 042452 гическую(-ие) молекулу(-ы) можно вводить совместно в виде отдельной композиции.- 27 042452 geic(s) molecule(s) can be administered together as a separate composition.
В конкретных вариантах реализации фармацевтические композиции согласно настоящему изобретению могут содержать комбинации указанных сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке (или нуклеиновых кислот, кодирующих сконструированные мегануклеазы), при этом каждая сконструированная мегануклеаза обладает специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ, так что одна фармацевтическая композиция полезна для лечения широкого спектра генотипов и/или изолятов генотипов ВГВ у субъекта. Аналогичным образом, в других вариантах реализации фармацевтические композиции согласно настоящему изобретению могут содержать полицистронные мРНК (или конструкции рекомбинантных ДНК, или вирусные векторы, содержащие кассеты, которые, когда они экспрессируются, продуцируют полицистронные мРНК), которые кодируют множество сконструированных мегануклеаз, описанных в данной заявке, обладающих специфичностью к различным последовательностям распознавания ВГВ. Такие фармацевтические композиции также полезны для лечения широкого спектра генотипов и/или изолятов генотипов ВГВ у субъекта. В любом случае, такие фармацевтические композиции могут быть полезны в качестве монотерапии, когда конкретный генотип или изолят ВГВ у субъекта известен или неизвестен.In specific embodiments, the pharmaceutical compositions of the present invention may contain combinations of the engineered meganucleases described herein (or nucleic acids encoding the engineered meganucleases), each engineered meganuclease having specificity for a different HBV recognition sequence such that a single pharmaceutical composition is useful for treating a wide range of HBV genotypes and/or isolates of genotypes in a subject. Similarly, in other embodiments, pharmaceutical compositions of the present invention may contain polycistronic mRNAs (or recombinant DNA constructs or viral vectors containing cassettes that, when expressed, produce polycistronic mRNAs) that encode for a variety of engineered meganucleases described herein. , which are specific to different HBV recognition sequences. Such pharmaceutical compositions are also useful for treating a wide range of HBV genotypes and/or isolates of genotypes in a subject. In any case, such pharmaceutical compositions may be useful as monotherapy when the particular HBV genotype or isolate in the subject is known or unknown.
Например, фармацевтические композиции, содержащие множество различных рекомбинантных мегануклеаз, описанных в данной заявке, или содержащие нуклеиновые молекулы, кодирующие множество различных рекомбинантных мегануклеаз, описанных в данной заявке, можно вводить пациенту, инфицированному множеством генотипов ВГВ или инфицированному неизвестными генотипами ВГВ. Соответственно, предоставление фармацевтических композиций с множеством различных рекомбинантных мегануклеаз или содержащих нуклеиновые молекулы, кодирующие множество различных рекомбинантных мегануклеаз, дает возможность гибкого выбора для лечения и контроля инфекции ВГВ, когда ресурсы не позволяют точное генотипирование ВГВ и когда желательны быстрые способы лечения широкого спектра.For example, pharmaceutical compositions containing many different recombinant meganucleases described in this application, or containing nucleic molecules encoding many different recombinant meganucleases described in this application, can be administered to a patient infected with multiple HBV genotypes or infected with unknown HBV genotypes. Accordingly, the provision of pharmaceutical compositions with a variety of different recombinant meganucleases, or containing nucleic molecules encoding a variety of different recombinant meganucleases, allows for flexible choice for the treatment and control of HBV infection when resources do not allow accurate HBV genotyping and when rapid, broad-spectrum treatments are desired.
В конкретных вариантах реализации настоящего изобретения фармацевтическая композиция может содержать одну или более мРНК, описанных в данной заявке, инкапсулированных внутри липидных наночастиц, которые описаны в других местах в данной заявке. В конкретных вариантах реализации липидные наночастицы могут содержать две или более мРНК, описанных в данной заявке, каждая из которых кодирует сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению, обладающую специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ, описанной в данной заявке. В конкретных вариантах реализации липидные наночастицы могут содержать две, три или четыре мРНК, описанных в данной заявке, каждая из которых кодирует сконструированную мегануклеазу согласно настоящему изобретению, обладающую специфичностью к отличной последовательности распознавания ВГВ. В других вариантах реализации липидные наночастицы могут содержать одну или более полицистронных мРНК, описанных в данной заявке, при этом каждая полицистронная мРНК кодирует две или более сконструированных мегануклеаз согласно настоящему изобретению, обладающих специфичностью к различным последовательностям распознавания ВГВ, описанным в данной заявке. В конкретных вариантах реализации липидные наночастицы могут содержать полицистронную мРНК, кодирующую две, три или четыре сконструированные мегануклеазы, описанные в данной заявке. В других конкретных вариантах реализации липидные наночастицы могут содержать две или более полицистронных мРНК, описанных в данной заявке, каждая из которых кодирует две или более сконструированных мегануклеаз согласно настоящему изобретению. Некоторые липидные наночастицы, предназначенные для применения в настоящем изобретении, содержат по меньшей мере один катионный липид, по меньшей мере один некатионный липид и по меньшей мере один конъюгированный липид. В более конкретных примерах липидные наночастицы могут содержать от приблизительно 50 мольных % до приблизительно 85 мольных % катионного липида, от приблизительно 13 мольных % до приблизительно 49,5 мольных % некатионного липида и от приблизительно 0,5 мольных % до приблизительно 10 мольных % липидного конъюгата и быть получены таким образом, чтобы у них была неламеллярная (т.е. небислойная) структура. В других конкретных примерах липидные наночастицы могут содержать от приблизительно 40 мольных % до приблизительно 85 мольных % катионного липида, от приблизительно 13 мольных % до приблизительно 49,5 мольных % некатионного липида и от приблизительно 0,5 мольных % до приблизительно 10 мольных % липидного конъюгата и быть получены таким образом, чтобы у них была неламеллярная (т.е. небислойная) структура.In specific embodiments of the present invention, the pharmaceutical composition may contain one or more mRNA described in this application, encapsulated within lipid nanoparticles, which are described elsewhere in this application. In particular embodiments, the lipid nanoparticles may comprise two or more mRNAs described herein, each of which encodes an engineered meganuclease of the present invention having specificity for the distinct HBV recognition sequence described herein. In specific embodiments, the lipid nanoparticles may contain two, three, or four mRNAs described herein, each of which encodes an engineered meganuclease of the present invention having specificity for a different HBV recognition sequence. In other embodiments, the lipid nanoparticles may contain one or more polycistronic mRNAs described herein, with each polycistronic mRNA encoding two or more engineered meganucleases of the present invention having specificity for the various HBV recognition sequences described herein. In specific embodiments, the lipid nanoparticles may contain a polycistronic mRNA encoding two, three, or four of the engineered meganucleases described herein. In other specific embodiments, the implementation of lipid nanoparticles may contain two or more polycistronic mRNA described in this application, each of which encodes two or more designed meganucleases according to the present invention. Some lipid nanoparticles for use in the present invention contain at least one cationic lipid, at least one non-cationic lipid, and at least one conjugated lipid. In more specific examples, the lipid nanoparticles may contain from about 50 mole % to about 85 mole % cationic lipid, from about 13 mole % to about 49.5 mole % non-cationic lipid, and from about 0.5 mole % to about 10 mole % lipid conjugate. and be made in such a way that they have a non-lamellar (i.e., non-bilayer) structure. In other specific examples, the lipid nanoparticles may contain from about 40 mole % to about 85 mole % cationic lipid, from about 13 mole % to about 49.5 mole % non-cationic lipid, and from about 0.5 mole % to about 10 mole % lipid conjugate. and be made in such a way that they have a non-lamellar (i.e., non-bilayer) structure.
Катионные липиды могут включать, например, один или более из следующих: пальмитоил-олеоилнораргинин (PONA), MPDACA, GUADACA, (6Z, 9Z, 28Z, 31Z)-гептатриаконта-6, 9, 28, 31-тетраен-19ил-4-(диметиламино)бутаноат) (МС3), LenMC3, CP-LenMC3, y-LenMC3, CP-y-LenMC3, МС3МС, МС2МС, эфир МС3, эфир МС4, амид МС3, Pan-МС3, Рап-МС4 и Рап-МС5, 1,2-дилинолеилокси-N,Nдиметиламинопропан (DLinDMA), 1,2-дилиноленилокси-N,N-диметиламинопропан (DLenDMA), 2,2дилинолеил-4-(2-диметиламиноэтил)-[1,3]-диоксолан (DLin-K-C2-DMA; XTC2), 2,2-дилинолеил-4-(3диметиламинопропил)-[1,3]-диоксолан (DLin-K-С3-DMA), 2,2-дилинолеил-4-(4-диметиламинобутил)[1,3]-диоксолан (DLin-K-C4-DMA), 2,2-дилинолеил-5-диметиламинометил-[1,3]-диоксан (DLin-K6DMA), 2,2-дилинолеил-4-N-метилпепиразино-[1,3]-диоксолан (DLin-K-MPZ), 2,2-дилинолеил-4- 28 042452 диметиламинометил-[1,3] -диоксолан (DLin-K-DMA), 1,2-дилинолеилкарбамоилокси-3 диметиламинопропан (DLin-C-DAP), 1,2-дилинолеилокси-3-(диметиламино)ацетоксипропан (DLinDAC), 1,2-дилинолеилокси-3-морфолинопропан (DLin-MA), 1,2-дилинолеоил-3-диметиламинопропан (DLinDAP), 1,2-дилинолеилтио-3-диметиламинопропан (DLin-S-DMA), 1-линолеоил-2-линолеилокси-3диметиламинопропан (DLin-2-DMAP), хлористую соль 1,2-дилинолеилокси-3-триметиламинопропан (DLin-TMA.Cl), хлористую соль 1,2-дилинолеоил-3-триметиламинопропана (DLin-TAP.Cl), 1,2дилинолеилокси-3-(N-метилпиперазино)пропан (DLin-MPZ), 3-(М,М-дилинолеиламино)-1,2-пропандиол (DLinAP), 3-(N,N-дuолеuлαмuно)-1,2-проnαндuол (DOAP), 1,2-дилинолеилоkсо-3-(2-N,Nдиметиламино)этоксипропан (DLin-EG-DMA), N,N-диодеид-N,N-диметидхдорид аммония (DODAC), 1,2-диолеилокси-N,N-диметиламинопропан (DODMA), 1,2-дистеаридокси-N,N -диметиламинопропан (DSDMA), N-(1-(2,3-диолеилокси)пропил)-N,N,N-триметиламмония хлорид (DOTMA), N,N-дистеаридN,N-диметиламмония бромид (DDAB), N-(1-(2,3-диодеоидокси)пропид)-N,N,N-триметидаммония хлорид (DOTAP), 3-(N-(N',N'-диметиламиноэтан)-карбамоил)холестерин (DC-Choi), N-(1,2димиристилоксипроп-3-ил)-N,N-диметил-N-гидроксиэтиламмония бромид (DMRIE), 2,3-диолеилокси-N[2(спермин-карбоксамидо)этил]-N,N-диметил-1-пропанаммония трифторацетат (DOSPA), диоктадециламидоглицил спермин (DOGS), 3-диметиламино-2-(холест-5-ен-3-бета-оксибутан-4-окси)-1-(цис,цис-9,12октадекадиенокси)пропан (CLinDMA), 2-[5'-(холест-5-ен-3-бета-окси)-3'-осапентокси)-3-диметил-1(цис,цис-9', 1-2'-октадекадиенокси)пропан (CpLinDMA), N,N-диметил-3,4-диолеилоксибензиламин (DMOBA), 1,2-N,N'-диолеилкарбамил-3-диметиламинопропан (DOcarbDAP), 1,2-N,N'дилинолеилкарбамил-3-диметиламинопропан (DLincarbDAP) или их смеси. Катионный липид также может представлять собой DLinDMA, DLin-K-C2-DMA (XTC2), МС3, LenMC3, CP-LenMC3, y-LenMC3, CP-y-LenMC3, МС3МС, МС2МС, эфир МС3, эфир МС4, амид МС3, Pan-МС3, Pan-MC4, Pan MC5 или их смеси.Cationic lipids may include, for example, one or more of the following: palmitoyl-oleoyl-norarginine (PONA), MPDACA, GUADACA, (6Z, 9Z, 28Z, 31Z)-heptatriaconta-6, 9, 28, 31-tetraen-19yl-4- (dimethylamino)butanoate) (MC3), LenMC3, CP-LenMC3, y-LenMC3, CP-y-LenMC3, MC3MC, MC2MC, MC3 ether, MC4 ether, MC3 amide, Pan-MC3, Rap-MC4 and Rap-MC5, 1,2-dilinoleyloxy-N,Ndimethylaminopropane (DLinDMA), 1,2-dilinoleyloxy-N,N-dimethylaminopropane (DLenDMA), 2,2dilinoleyl-4-(2-dimethylaminoethyl)-[1,3]-dioxolane (DLin- K-C2-DMA; XTC2), 2,2-dilinoleyl-4-(3dimethylaminopropyl)-[1,3]-dioxolane (DLin-K-C3-DMA), 2,2-dilinoleyl-4-(4-dimethylaminobutyl )[1,3]-dioxolane (DLin-K-C4-DMA), 2,2-dilinoleyl-5-dimethylaminomethyl-[1,3]-dioxane (DLin-K6DMA), 2,2-dilinoleyl-4-N -methylpepyrazino-[1,3]-dioxolane (DLin-K-MPZ), 2,2-dilinoleyl-4- 28 042452 dimethylaminomethyl-[1,3]-dioxolane (DLin-K-DMA), 1,2-dilinoleylcarbamoyloxy -3 dimethylaminopropane (DLin-C-DAP), 1,2-dilinoleyloxy-3-(dimethylamino)acetoxypropane (DLinDAC), 1,2-dilinoleyl hydroxy-3-morpholinopropane (DLin-MA), 1,2-dilinoleoyl-3-dimethylaminopropane (DLinDAP), 1,2-dilinoleylthio-3-dimethylaminopropane (DLin-S-DMA), 1-linoleoyl-2-linoleyloxy-3dimethylaminopropane (DLin-2-DMAP), 1,2-dilinoleyloxy-3-trimethylaminopropane chloride salt (DLin-TMA.Cl), 1,2-dilinoleoyl-3-trimethylaminopropane chloride salt (DLin-TAP.Cl), 1,2 dilinoleyloxy- 3-(N-methylpiperazino)propane (DLin-MPZ), 3-(M,M-dilinoleylamino)-1,2-propanediol (DLinAP), 3-(N,N-duoleulαmino)-1,2-pronαnduol (DOAP ), 1,2-dilinoleyloxo-3-(2-N,Ndimethylamino)ethoxypropane (DLin-EG-DMA), N,N-diodeide-N,N-dimethide ammonium chloride (DODAC), 1,2-dioleyloxy-N, N-dimethylaminopropane (DODMA), 1,2-distearidoxy-N,N-dimethylaminopropane (DSDMA), N-(1-(2,3-dioleyloxy)propyl)-N,N,N-trimethylammonium chloride (DOTMA), N ,N-distearideN,N-dimethylammonium bromide (DDAB), N-(1-(2,3-diodeoidoxy)propide)-N,N,N-trimethidammonium chloride (DOTAP), 3-(N-(N',N '-dimethylaminoethane)-carbamoyl)cholesterol (DC-Choi), N-(1,2dimyristyloxyprop-3-yl)-N,N-dimethyl-N-hydrox andethylammonium bromide (DMRIE), 2,3-dioleyloxy-N[2(spermine-carboxamido)ethyl]-N,N-dimethyl-1-propaneammonium trifluoroacetate (DOSPA), dioctadecylamidoglycyl spermine (DOGS), 3-dimethylamino-2-( cholest-5-en-3-beta-hydroxybutane-4-oxy)-1-(cis,cis-9,12octadecadienoxy)propane (CLinDMA), 2-[5'-(cholest-5-en-3-beta- hydroxy)-3'-osapentoxy)-3-dimethyl-1(cis,cis-9', 1-2'-octadecadienoxy)propane (CpLinDMA), N,N-dimethyl-3,4-dioleyloxybenzylamine (DMOBA), 1 ,2-N,N'-dioleylcarbamyl-3-dimethylaminopropane (DOcarbDAP), 1,2-N,N'dilinoleylcarbamyl-3-dimethylaminopropane (DLincarbDAP) or mixtures thereof. The cationic lipid may also be DLinDMA, DLin-K-C2-DMA (XTC2), MC3, LenMC3, CP-LenMC3, y-LenMC3, CP-y-LenMC3, MC3MC, MC2MC, ether MC3, ether MC4, amide MC3, Pan-MC3, Pan-MC4, Pan MC5 or mixtures thereof.
В различных вариантах реализации катионный липид может составлять от приблизительно 50 мольных % до приблизительно 90 мольных %, от приблизительно 50 мольных % до приблизительно 85 мольных %, от приблизительно 50 мольных % до приблизительно 80 мольных %, от приблизительно 50 мольных % до приблизительно 75 мольных %, от приблизительно 50 мольных % до приблизительно 70 мольных %, от приблизительно 50 мольных % до приблизительно 65 мольных % или от приблизительно 50 мольных % до приблизительно 60 мольных % общего количества липидов, присутствующих в указанной частице.In various embodiments, the cationic lipid can be from about 50 mole % to about 90 mole %, from about 50 mole % to about 85 mole %, from about 50 mole % to about 80 mole %, from about 50 mole % to about 75 mole % %, from about 50 mole% to about 70 mole%, from about 50 mole% to about 65 mole%, or from about 50 mole% to about 60 mole% of the total amount of lipids present in the specified particle.
В других вариантах реализации катионный липид может составлять от приблизительно 40 мольных % до приблизительно 90 мольных %, от приблизительно 40 мольных % до приблизительно 85 мольных %, от приблизительно 40 мольных % до приблизительно 80 мольных %, от приблизительно 40 мольных % до приблизительно 75 мольных %, от приблизительно 40 мольных % до приблизительно 70 мольных %, от приблизительно 40 мольных % до приблизительно 65 мольных % или от приблизительно 40 мольных % до приблизительно 60 мольных % общего количества липидов, присутствующих в указанной частице.In other embodiments, the cationic lipid may be from about 40 mole % to about 90 mole %, from about 40 mole % to about 85 mole %, from about 40 mole % to about 80 mole %, from about 40 mole % to about 75 mole % %, from about 40 mole% to about 70 mole%, from about 40 mole% to about 65 mole%, or from about 40 mole% to about 60 mole% of the total amount of lipids present in the specified particle.
Некатионный липид может включать, например, один или более анионных липидов и/или нейтральных липидов. В предпочтительных вариантах реализации некатионный липид включает один из следующих нейтральных липидных компонентов: (1) холестерин или его производное; (2) фосфолипид или (3) смесь фосфолипида и холестерина, или их производное. Примеры производных холестерина включают, но не ограничены перечисленными: холестанол, холестанон, холестенон, копростанол, холестерил-2'-гидроксиэтиловый эфир, холестерил-4'-гидроксибутиловый эфир и их смеси. Фосфолипид может представлять собой нейтральный липид включая, но не ограничиваясь перечисленными: дипальмитоилфосфатидилхолин (DPPC), дистеароилфосфатидилхолин (DSPC), диолеоилфосфатидилэтаноламин (DOPE), пальмитоилолеоилфосфатидилхолин (РОРС), пальмитоилолеоилфосфатидилэтаноламин (POPE), пальмитоилолеоилолфосфатидилглицерин (POPG), дипальмитоилфосфатидилэтаноламин (DPPE), димиристоилфосфатидилэтаноламин (DMPE), дистеароилфосфатидилэтаноламин (DSPE), монометилфосфатидилэтаноламин, диметилфосфатидилэтаноламин, диелаидоил-фосфатидилэтаноламин (DEPE), стеароилолеоилфосфатидилэтаноламин (SOPE), яичный фосфатидилхолин (ЕРС) и их смеси. В некоторых предпочтительных вариантах реализации фосфолипид представляет собой DPPC, DSPC или их смеси. В некоторых вариантах реализации некатионный липид (например, один или более из фосфолипидов и/или холестерин) может составлять от приблизительно 10 мольных % до приблизительно 60 мольных %, от приблизительно 15 мольных % до приблизительно 60 мольных %, от приблизительно 20 мольных % до приблизительно 60 мольных %, от приблизительно 25 мольных % до приблизительно 60 мольных %, от приблизительно 30 мольных % до приблизительно 60 мольных %, от приблизительно 10 мольных % до приблизительно 55 мольных %, от приблизительно 15 мольных % до приблизительно 55 мольных %, от приблизительно 20 мольных % до приблизительно 55 мольных %, от приблизительно 25 мольных % до приблизительно 55 мольных %, от приблизительно 30 мольных % до приблизительно 55 мольных %, от приблизительно 13 мольных % до приблизительно 50 мольных %, от приблизительно 15 мольных % до приблизительно 50 мольных % или от приблизительно 20 мольных % до приблизительноThe non-cationic lipid may include, for example, one or more anionic lipids and/or neutral lipids. In preferred embodiments, the non-cationic lipid comprises one of the following neutral lipid components: (1) cholesterol or a derivative thereof; (2) a phospholipid; or (3) a mixture of a phospholipid and cholesterol, or a derivative thereof. Examples of cholesterol derivatives include, but are not limited to, cholestanol, cholestanone, cholestenon, coprostanol, cholesteryl 2'-hydroxyethyl ether, cholesteryl 4'-hydroxybutyl ether, and mixtures thereof. The phospholipid may be a neutral lipid including, but not limited to: dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), distearoylphosphatidylcholine (DSPC), dioleoylphosphatidylethanolamine (DOPE), palmitoyloleoylphosphatidylcholine (POPC), palmitoyloleoylphosphatidylethanolamine (POPE), palmitoyloleoylphosphatidylglycerol (POPG), dipalmitoylphosphatidylethanolamine (DPPE) DMPE), distearoylphosphatidylethanolamine (DSPE), monomethylphosphatidylethanolamine, dimethylphosphatidylethanolamine, dielaidoylphosphatidylethanolamine (DEPE), stearoyloleoylphosphatidylethanolamine (SOPE), egg phosphatidylcholine (EPC), and mixtures thereof. In some preferred embodiments, the phospholipid is DPPC, DSPC, or mixtures thereof. In some embodiments, the non-cationic lipid (e.g., one or more of the phospholipids and/or cholesterol) can be from about 10 mole % to about 60 mole %, from about 15 mole % to about 60 mole %, from about 20 mole % to about 60 mole %, from about 25 mole % to about 60 mole %, from about 30 mole % to about 60 mole %, from about 10 mole % to about 55 mole %, from about 15 mole % to about 55 mole %, from about 20 mole% to about 55 mole%, about 25 mole% to about 55 mole%, about 30 mole% to about 55 mole%, about 13 mole% to about 50 mole%, about 15 mole% to about 50 mole % or from about 20 mole % to about
- 29 042452 мольных % общего количества липидов, присутствующих в указанной частице. Если некатионный липид представляет собой смесь фосфолипида и холестерина или производного холестерина, то указанная смесь может содержать до приблизительно 40, 50 или 60 мольных % общего количества липидов, присутствующих в указанной частице.- 29 042452 mole % of the total amount of lipids present in the specified particle. If the non-cationic lipid is a mixture of a phospholipid and cholesterol or a cholesterol derivative, then said mixture may contain up to about 40, 50, or 60 mole % of the total lipid present in said particle.
Конъюгированный липид, который ингибирует агрегацию частиц, может включать, например, один или более из следующих липидов: конъюгат полиэтиленгликоль (ПЭГ)-липид, конъюгат полиамид(АТТА)-липид, конъюгаты катионный полимер-липид (КПЛ) или их смеси. В одном предпочтительном варианте реализации частицы нуклеиновая кислота-липид включают либо конъюгат ПЭГ-липид, либо конъюгат АТТА-липид. В некоторых вариантах реализации конъюгат ПЭГ-липид или конъюгат АТТАлипид применяют вместе с КПЛ. Конъюгированный липид, который ингибирует агрегацию частиц, может включать ПЭГ-липид, включая, например, ПЭГ-диацилглицерин (ДАТ), ПЭГ-диалкилоксипропил (DAA), ПЭГ-фосфолипид, ПЭГ-церамид (Цер) или их смеси. Конъюгат ПЭГ-DAA может представлять собой ПЭГ-дилаурилоксипропил (С12), ПЭГ-димиристилоксипропил (С14), ПЭГдипальмитилоксипропил (С16), ПЭГ-дистеарилоксипропил (С18) или их смеси.The conjugated lipid that inhibits particle aggregation may include, for example, one or more of the following lipids: polyethylene glycol (PEG)-lipid conjugate, polyamide (ATTA)-lipid conjugate, cationic polymer-lipid (CPL) conjugates, or mixtures thereof. In one preferred embodiment, the nucleic acid-lipid particles comprise either a PEG-lipid conjugate or an ATTA-lipid conjugate. In some embodiments, a PEG-lipid conjugate or an ATTAlipid conjugate is used in conjunction with the CPL. The conjugated lipid that inhibits particle aggregation may include a PEG lipid, including, for example, PEG diacylglycerol (DAT), PEG dialkyloxypropyl (DAA), PEG phospholipid, PEG ceramide (Cer), or mixtures thereof. The PEG-DAA conjugate may be PEG-dilauryloxypropyl (C12), PEG-dimyristyloxypropyl (C14), PEGdipalmityloxypropyl (C16), PEG-distearyloxypropyl (C18) or mixtures thereof.
Дополнительные конъюгаты ПЭГ-липиды, подходящие для применения в настоящем изобретении, включают, но не ограничиваются м-ПЭГ-2000-1,2-ди-О-αлкил-sn3-карбомоилглицеридом (ПЭГ-CDOMG). Синтез ПЭГ-C-DOMG описан в заявке РСТ № PCT/US08/88676. Еще дополнительные конъюгаты ПЭГ-липид, подходящие для применения в настоящем изобретении, включают, без ограничения: 1[8'-(1,2-димиристоил-3-пропанокси)-карбоксамидо-3',6'-диоксаоктанил]карбамоил-ш-метилполиэтиленгликоль (2KPEG-DMG). Синтез 2KPEG-DMG описан в патенте США номер 7404969.Additional PEG-lipid conjugates suitable for use in the present invention include, but are not limited to, m-PEG-2000-1,2-di-O-αkyl-sn3-carbomoylglyceride (PEG-CDOMG). The synthesis of PEG-C-DOMG is described in PCT Application No. PCT/US08/88676. Still further PEG-lipid conjugates suitable for use in the present invention include, without limitation: methyl polyethylene glycol (2KPEG-DMG). The synthesis of 2KPEG-DMG is described in US Pat. No. 7,404,969.
В некоторых случаях конъюгированный липид, который ингибирует агрегацию частиц (например, конъюгат ПЭГ-липид), может составлять от приблизительно 0,1 мольных % до приблизительно 2 мольных %, от приблизительно 0,5 мольных % до приблизительно 2 мольных %, от приблизительно 1 мольных % до приблизительно 2 мольных %, от приблизительно 0,6 мольных % до приблизительно 1,9 мольных %, от приблизительно 0,7 мольных % до приблизительно 1,8 мольных %, от приблизительно 0,8 мольных % до приблизительно 1,7 мольных %, от приблизительно 1 мольных % до приблизительно 1,8 мольных %, от приблизительно 1,2 мольных % до приблизительно 1,8 мольных %, от приблизительно 1,2 мольных % до приблизительно 1,7 мольных %, от приблизительно 1,3 мольных % до приблизительно 1,6 мольных %, от приблизительно 1,4 мольных % до приблизительно 1,5 мольных % или приблизительно 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 или 2 мольных % (или любую их дробную часть или диапазон) от общего количества липидов, присутствующих в указанной частице. Обычно, в таких случаях средняя молекулярная масса молекулы ПЭГ составляет приблизительно 2000 дальтон. В других случаях конъюгированный липид, который ингибирует агрегацию частиц (например, конъюгат ПЭГ-липид), может составлять от приблизительно 5,0 мольных % до приблизительно 10 мольных %, от приблизительно 5 мольных % до приблизительно 9 мольных %, от приблизительно 5 мольных % до приблизительно 8 мольных %, от приблизительно 6 мольных % до приблизительно 9 мольных %, от приблизительно 6 мольных % до приблизительно 8 мольных % или приблизительно 5 мольных %, 6 мольных %, 7 мольных %, 8 мольных %, 9 мольных % или 10 мольных % (или любую их дробную часть или диапазон) от общего количества липидов, присутствующих в указанной частице. Обычно, в таких случаях средняя молекулярная масса молекулы ПЭГ составляет приблизительно 750 дальтон.In some instances, a conjugated lipid that inhibits particle aggregation (e.g., a PEG-lipid conjugate) may be from about 0.1 mole % to about 2 mole %, from about 0.5 mole % to about 2 mole %, from about 1 mole % to about 2 mole %, from about 0.6 mole % to about 1.9 mole %, from about 0.7 mole % to about 1.8 mole %, from about 0.8 mole % to about 1.7 mole%, from about 1 mole% to about 1.8 mole%, from about 1.2 mole% to about 1.8 mole%, from about 1.2 mole% to about 1.7 mole%, from about 1, 3 mole% to about 1.6 mole%, about 1.4 mole% to about 1.5 mole%, or about 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1 .6, 1.7, 1.8, 1.9, or 2 mole % (or any fraction or range thereof) of total lipids present in the given particle. Typically, in such cases, the average molecular weight of the PEG molecule is approximately 2000 daltons. In other instances, a conjugated lipid that inhibits particle aggregation (e.g., a PEG-lipid conjugate) may be from about 5.0 mole % to about 10 mole %, from about 5 mole % to about 9 mole %, from about 5 mole % to about 8 mole%, from about 6 mole% to about 9 mole%, from about 6 mole% to about 8 mole%, or about 5 mole%, 6 mole%, 7 mole%, 8 mole%, 9 mole%, or 10 mole % (or any fractional part or range thereof) of the total lipids present in said particle. Typically, in such cases, the average molecular weight of the PEG molecule is approximately 750 daltons.
В других вариантах реализации композиция может содержать амфотерные липосомы, которые содержат по меньшей мере один носитель с положительным зарядом и по меньшей мере один носитель с отрицательным зарядом, который отличается от носителя с положительным зарядом, изоэлектрическая точка указанных липосом находится между 4 и 8. Данная цель достигается благодаря тому факту, что липосомы получены с рН-зависимым, изменяющимся зарядом.In other embodiments, the composition may contain amphoteric liposomes that contain at least one positively charged carrier and at least one negatively charged carrier that is different from the positively charged carrier, the isoelectric point of said liposomes is between 4 and 8. This purpose achieved due to the fact that the liposomes are prepared with a pH-dependent, changing charge.
Липосомальные структуры с желательными свойствами образуются, например, когда количество образующих мембрану или основанных на мембранах носителей с катионным зарядом превышает количество носителей с анионным зарядом при низком рН, и данное соотношение меняется на противоположное при более высоком рН. Это происходит всегда, когда значение рКа ионизируемых компонентов составляет от 4 до 9. По мере того как рН среды уменьшается, все носители с катионным зарядом становятся более заряженными и все носители с анионным зарядом теряют свой заряд. Катионные соединения, пригодные для амфотерных липосом, включают такие катионные соединения, которые были описаны выше в данной заявке. Без ограничения, сильно катионные соединения могут включать, например: DC-Choi 3-P-[N-(N',N'-диметилметан)карбамоил]холестерин, TC-Chol 3-P-[N-(N',N',N'триметиламиноэтан)карбамоил]холестерин, BGSC бис-гуанидиний-спермидин-холестерин, BGTC (бисгуанидиний-трен-холестерин), DOTAP (1,2-диолеоилоксипропил)-N,N,N-триметиламмония хлорид, DOSPER (1,3-диолеоилокси-2-(6-карбоксиспермил)-пропиламид, DOTMA (1,2-диолеоилоксипропил)N,N,N-триметиламрония хлорид) (Липофектин®), DORIE ((1,2-диолеоилоксипропил)-3диметилгидроксиэтиламмония бромид), DOSC (1,2-диолеоил-3-сукцинил-sn-глицерилхолиновый сложный эфир), DOGSDSO (1,2-диолеоил-sn-глицеро-3-сукцинил-2-гидроксиэтилдисульфидорнитин), DDAB (диметилдиоктадециламмония бромид), DOGS ((C18)2GlySper3+) N,N-диоктадециламидогликоль- 30 042452 спермин (Трансфектам®) (C18)2Gly+ (Ν,Ν-диоктадециламидоглицин), СТАВ (цетилтриметиламмония бромид), СруС (цетилпиридиния хлорид), DOEPC (1,2-диолеоил-sn-глицеро-3-этилфосфохолин) или другие О-алкилфосфатидилхолин или этаноламины, амиды из лизина, аргинина или орнитина и фосфатидилэтаноламин.Liposomal structures with desirable properties are formed, for example, when the amount of membrane-forming or membrane-based carriers with a cationic charge exceeds the number of carriers with an anionic charge at low pH, and this ratio is reversed at higher pH. This happens whenever the pKa value of the ionizable components is between 4 and 9. As the pH of the medium decreases, all cationic charged carriers become more charged and all anionic charged carriers lose their charge. Cationic compounds suitable for amphoteric liposomes include those cationic compounds that have been described above in this application. Without limitation, highly cationic compounds may include, for example: DC-Choi 3-P-[N-(N',N'-dimethylmethane)carbamoyl]cholesterol, TC-Chol 3-P-[N-(N',N' ,N'trimethylaminoethane)carbamoyl]cholesterol, BGSC bis-guanidinium-spermidine-cholesterol, BGTC (bisguanidinium-tren-cholesterol), DOTAP (1,2-dioleoyloxypropyl)-N,N,N-trimethylammonium chloride, DOSPER (1,3 -dioleoyloxy-2-(6-carboxyspermyl)-propylamide, DOTMA (1,2-dioleoyloxypropyl)N,N,N-trimethylamronium chloride) (Lipofectin®), DORIE ((1,2-dioleoyloxypropyl)-3dimethylhydroxyethylammonium bromide), DOSC (1,2-dioleoyl-3-succinyl-sn-glycerylcholine ester), DOGSDSO (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-succinyl-2-hydroxyethyldisulfidornithine), DDAB (dimethyldioctadecylammonium bromide), DOGS ((C18) 2GlySper3+) N,N-dioctadecylamidoglycol- 30 042452 spermine (Transfectam®) (C18)2Gly+ (N,N-dioctadecylamidoglycine), CTAB (cetyltrimethylammonium bromide), CpyC (cetylpyridinium chloride), DOEPC (1,2-dioleoyl-sn-glycero -3-ethylphosphocholine) or other O-alkylphosphatidylcholine or e tanolamines, amides from lysine, arginine or ornithine, and phosphatidylethanolamine.
Примеры слабокатионных соединений включают, без ограничения: His-Chol (гистаминилхолестерина гемисукцинат), Mo-Chol (морфолин-N-этиламинохолестерина гемисукцинат) или гистидинил-РЕ.Examples of weakly cationic compounds include, without limitation: His-Chol (histaminelcholesterol hemisuccinate), Mo-Chol (morpholine-N-ethylaminocholesterol hemisuccinate), or histidinyl-PE.
Примеры нейтральных соединений включают, без ограничения: холестерин, церамиды, фосфатидилхолины, фосфатидилэтаноламины, тетраэфирные липиды или диацилглицерины.Examples of neutral compounds include, without limitation: cholesterol, ceramides, phosphatidylcholines, phosphatidylethanolamines, tetraether lipids, or diacylglycerols.
Анионные соединения, пригодные для амфотерных липосом, включают такие некатионные соединения, которые были ранее описаны в данной заявке. Без ограничения, примеры слабоанионных соединений могут включать: CHEMS (холестерина гемисукцинат), алкилкарбоновые кислоты с 8-25 атомами углерода или диацилглицерина гемисукцинат. Дополнительные слабоанионные соединения могут включать амиды аспарагиновой кислоты или глутаминовой кислоты и РЕ, а также PS и его амиды с глицином, аланином, глутамином, аспарагином, серином, цистеином, треонином, тирозином, глутаминовой кислотой, аспарагиновой кислотой или другими аминокислотами или аминодикарбоновыми кислотами. Согласно тому же принципу, эфиры гидроксикарбоновых кислот или гидроксидикарбоновых кислот и PS также представляют собой слабоанионные соединения.Anionic compounds suitable for amphoteric liposomes include those non-cationic compounds that have been previously described in this application. Without limitation, examples of weakly anionic compounds may include: CHEMS (cholesterol hemisuccinate), alkyl carboxylic acids with 8-25 carbon atoms, or diacylglycerol hemisuccinate. Additional weakly anionic compounds may include aspartic acid or glutamic acid amides and PE, as well as PS and its amides with glycine, alanine, glutamine, asparagine, serine, cysteine, threonine, tyrosine, glutamic acid, aspartic acid, or other amino acids or amino dicarboxylic acids. According to the same principle, esters of hydroxycarboxylic acids or hydroxydicarboxylic acids and PS are also weakly anionic compounds.
В некоторых вариантах реализации амфотерные липосомы могут содержать конъюгированный липид, такой как описанные выше в данной заявке. Конкретные примеры полезных конъюгированных липидов включают, без ограничения, модифицированные ПЭГ фосфатидилэтаноламин и фосфатидную кислоту, конъюгаты ПЭГ-церамид (например, ПЭГ-СегС14 или ПЭГ-СегС20), модифицированные ПЭГ диалкиламины и модифицированные ПЭГ 1,2-диацилоксипропан-3-амины. Особенно предпочтительны модифицированные ПЭГ диацилглицерины и диалкилглицерины. В некоторых вариантах реализации нейтральные липиды могут составлять от приблизительно 10 мольных % до приблизительно 60 мольных %, от приблизительно 15 мольных % до приблизительно 60 мольных %, от приблизительно 20 мольных % до приблизительно 60 мольных %, от приблизительно 25 мольных % до приблизительно 60 мольных %, от приблизительно 30 мольных % до приблизительно 60 мольных %, от приблизительно 10 мольных % до приблизительно 55 мольных %, от приблизительно 15 мольных % до приблизительно 55 мольных %, от приблизительно 20 мольных % до приблизительно 55 мольных %, от приблизительно 25 мольных % до приблизительно 55 мольных %, от приблизительно 30 мольных % до приблизительно 55 мольных %, от приблизительно 13 мольных % до приблизительно 50 мольных %, от приблизительно 15 мольных % до приблизительно 50 мольных % или от приблизительно 20 мольных % до приблизительно 50 мольных % от общего количества липидов, присутствующих в указанной частице.In some embodiments, amphoteric liposomes may contain a conjugated lipid, such as those described above in this application. Specific examples of useful conjugated lipids include, without limitation, PEG-modified phosphatidylethanolamine and phosphatidic acid, PEG-ceramide conjugates (e.g., PEG-CerC14 or PEG-CerC20), PEG-modified dialkylamines, and PEG-modified 1,2-diacyloxypropan-3-amines. PEG-modified diacylglycerols and dialkylglycerols are particularly preferred. In some embodiments, neutral lipids can comprise from about 10 mole % to about 60 mole %, from about 15 mole % to about 60 mole %, from about 20 mole % to about 60 mole %, from about 25 mole % to about 60 mole % %, from about 30 mole % to about 60 mole %, from about 10 mole % to about 55 mole %, from about 15 mole % to about 55 mole %, from about 20 mole % to about 55 mole %, from about 25 mole % % to about 55 mole %, from about 30 mole % to about 55 mole %, from about 13 mole % to about 50 mole %, from about 15 mole % to about 50 mole %, or from about 20 mole % to about 50 mole % from the total amount of lipids present in the specified particle.
В некоторых случаях конъюгированный липид, который ингибирует агрегацию частиц (например, конъюгат ПЭГ-липид), может составлять от приблизительно 0,1 мольных % до приблизительно 2 мольных %, от приблизительно 0,5 мольных % до приблизительно 2 мольных %, от приблизительно 1 мольных % до приблизительно 2 мольных %, от приблизительно 0,6 мольных % до приблизительно 1,9 мольных %, от приблизительно 0,7 мольных % до приблизительно 1,8 мольных %, от приблизительно 0,8 мольных % до приблизительно 1,7 мольных %, от приблизительно 1 мольных % до приблизительно 1,8 мольных %, от приблизительно 1,2 мольных % до приблизительно 1,8 мольных %, от приблизительно 1,2 мольных % до приблизительно 1,7 мольных %, от приблизительно 1,3 мольных % до приблизительно 1,6 мольных %, от приблизительно 1,4 мольных % до приблизительно 1,5 мольных % или приблизительно 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 или 2 мольных % (или любую их дробную часть или диапазон) от общего количества липидов, присутствующих в указанной частице. Обычно, в таких случаях средняя молекулярная масса молекулы ПЭГ составляет приблизительно 2000 дальтон. В других случаях конъюгированный липид, который ингибирует агрегацию частиц (например, конъюгат ПЭГ-липид), может составлять от приблизительно 5,0 мольных % до приблизительно 10 мольных %, от приблизительно 5 мольных % до приблизительно 9 мольных %, от приблизительно 5 мольных % до приблизительно 8 мольных %, от приблизительно 6 мольных % до приблизительно 9 мольных %, от приблизительно 6 мольных % до приблизительно 8 мольных % или приблизительно 5 мольных %, 6 мольных %, 7 мольных %, 8 мольных %, 9 мольных % или 10 мольных % (или любую их дробную часть или диапазон) от общего количества липидов, присутствующих в указанной частице. Обычно, в таких случаях средняя молекулярная масса молекулы ПЭГ составляет приблизительно 750 дальтон.In some instances, a conjugated lipid that inhibits particle aggregation (e.g., a PEG-lipid conjugate) may be from about 0.1 mole % to about 2 mole %, from about 0.5 mole % to about 2 mole %, from about 1 mole % to about 2 mole %, from about 0.6 mole % to about 1.9 mole %, from about 0.7 mole % to about 1.8 mole %, from about 0.8 mole % to about 1.7 mole%, from about 1 mole% to about 1.8 mole%, from about 1.2 mole% to about 1.8 mole%, from about 1.2 mole% to about 1.7 mole%, from about 1, 3 mole% to about 1.6 mole%, about 1.4 mole% to about 1.5 mole%, or about 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1 .6, 1.7, 1.8, 1.9, or 2 mole % (or any fraction or range thereof) of total lipids present in the given particle. Typically, in such cases, the average molecular weight of the PEG molecule is approximately 2000 daltons. In other instances, a conjugated lipid that inhibits particle aggregation (e.g., a PEG-lipid conjugate) may be from about 5.0 mole % to about 10 mole %, from about 5 mole % to about 9 mole %, from about 5 mole % to about 8 mole%, from about 6 mole% to about 9 mole%, from about 6 mole% to about 8 mole%, or about 5 mole%, 6 mole%, 7 mole%, 8 mole%, 9 mole%, or 10 mole % (or any fractional part or range thereof) of the total lipids present in said particle. Typically, in such cases, the average molecular weight of the PEG molecule is approximately 750 daltons.
Учитывая общее количество нейтральных и конъюгированных липидов, оставшийся баланс амфотерной липосомы может составлять смесь катионных соединений и анионных соединений, составленную в различных соотношениях. Соотношение катионных к анионным липидам можно выбрать, чтобы добиться желательных свойств инкапсулирования нуклеиновой кислоты, дзэта-потенциала, pKa или другого физико-химического свойства, которое по меньшей мере отчасти зависит от присутствия заряженных липидных компонентов.Given the total amount of neutral and conjugated lipids, the remaining balance of the amphoteric liposome may be a mixture of cationic compounds and anionic compounds, composed in various ratios. The ratio of cationic to anionic lipids can be selected to achieve the desired nucleic acid encapsulation properties, zeta potential, pKa, or other physicochemical property that is at least in part dependent on the presence of charged lipid components.
В некоторых вариантах реализации у указанных липидных наночастиц такой состав, который специфично повышает доставку и всасывание в печени и, в частности, внутри гепатоцитов.In some embodiments, said lipid nanoparticles have a composition that specifically enhances delivery and absorption in the liver and, in particular, within hepatocytes.
2.5. Способы получения рекомбинантных ААВ-векторов.2.5. Methods for obtaining recombinant AAV vectors.
- 31 042452- 31 042452
В некоторых вариантах реализации согласно настоящему изобретению предложены рекомбинантные ААВ-векторы для применения в способах согласно настоящему изобретению. Рекомбинантные ААВ-векторы обычно получают в линиях клеток млекопитающих, таких как HEK-293. Так как гены вируса cap и rep удаляют из указанного вектора, чтобы предотвратить его саморепликацию и чтобы освободить место для терапевтического гена(-ов), который(-е) необходимо доставить (например, гена эндонуклеазы), необходимо это сделать in trans в пакующей линии клеток. Кроме того, необходимо предоставить вспомогательные (например, аденовирусные) компоненты, необходимые для поддержания репликации (Cots D, Bosch A, Chillon M (2013) Curr. Gene Ther. 13(5): 370-81). Часто рекомбинантные ААВвекторы получают, применяя тройную трансфекцию, при которой линию клеток трансфицируют первой плазмидой, кодирующей вспомогательные компоненты, второй плазмидой, содержащей гены cap и rep, и третьей плазмидой, содержащей вирусные ITR, между которыми находится последовательность ДНК, которую нужно упаковать в вирус. Вирусные частицы, содержащие геном (ITR и находящийся(-еся) между ними интересующий(-е) ген(ы)), заключенный в капсид, затем выделяют из клеток с помощью циклов замораживания-размораживания, обработки ультразвуком, детергентом или других средств, известных в данной области. Частицы затем очищают, применяя центрифугирование в градиенте плотности хлорида цезия или аффинную хроматографию, а затем доставляют интересующий(-е) ген(ы) в клетки, ткани или организм, такой как пациент-человек.In some embodiments of the present invention, recombinant AAV vectors are provided for use in the methods of the present invention. Recombinant AAV vectors are usually produced in mammalian cell lines such as HEK-293. Since the viral cap and rep genes are removed from the vector to prevent it from self-replicating and to make room for the therapeutic gene(s) to be delivered (e.g. the endonuclease gene), this must be done in trans in the packaging line. cells. In addition, ancillary (eg, adenoviral) components needed to support replication must be provided (Cots D, Bosch A, Chillon M (2013) Curr. Gene Ther. 13(5): 370-81). Often, recombinant AAV vectors are generated using a triple transfection in which a cell line is transfected with a first plasmid encoding accessory components, a second plasmid containing the cap and rep genes, and a third plasmid containing the viral ITRs, between which is the DNA sequence to be packaged into the virus. Viral particles containing the genome (ITR and intervening gene(s) of interest) enclosed in a capsid are then isolated from cells by freeze-thaw cycles, sonication, detergent, or other means known to in this area. The particles are then purified using cesium chloride density gradient centrifugation or affinity chromatography, and then the gene(s) of interest are delivered to cells, tissues, or an organism, such as a human patient.
Так как рекомбинантные частицы ААВ обычно получают (производят) в клетках, необходимо предпринять меры предосторожности при осуществлении настоящего изобретения, чтобы удостовериться в том, что сайт-специфическая эндонуклеаза не экспрессируется в пакующих клетках. Так как вирусные геномы согласно настоящему изобретению содержат распознаваемую эндонуклеазой последовательность, любая эндонуклеаза, экспрессированная в линии пакующих клеток, будет способна расщепить вирусный геном до того, как он может быть упакован в вирусные частицы. Это приведет к снижению эффективности упаковки и/или к упаковке фрагментированных геномов. Можно использовать несколько подходов для предотвращения экспрессии эндонуклеазы в пакующих клетках, включая описанные далее.Since recombinant AAV particles are usually produced (produced) in cells, precautions must be taken in the practice of the present invention to ensure that the site-specific endonuclease is not expressed in the packaging cells. Since the viral genomes of the present invention contain an endonuclease-recognizable sequence, any endonuclease expressed in a packaging cell line will be able to cleave the viral genome before it can be packaged into viral particles. This will lead to reduced packaging efficiency and/or packaging of fragmented genomes. Several approaches can be used to prevent endonuclease expression in packaging cells, including those described below.
Эндонуклеазу можно поместить под контроль тканеспецифического промотора, который неактивен в пакующих клетках. Например, если вирусный вектор разработанный для доставки гена(-ов) эндонуклеазы в мышечную ткань, то можно применять специфический для мышц промотор. Примеры специфических для мышц промоторов включают С5-12 (Liu, и др. (2004) Hum Gene Ther. 15:783-92), специфический для мышц промотор креатинкиназы (MCK) (Yuasa, и др. (2002) Gene Ther. 9:1576-88) или промотор гладких мышц 22 (SM22) (Haase, и др. (2013) ВМС Biotechnol. 13:49-54). Примеры специфических для ЦНС (нейронов) промоторов включают промоторы NSE, синапсина и МеСР2 (Lentz, и др. (2012) Neurobiol Dis. 48:179-88). Примеры специфических для печени промоторов включают промоторы альбумина (такие как Palb), а1-антитрипсина человека (такой как Pal AT) и гемопексина (такой как Phpx) (Kramer, MG и др., (2003) Mol. Therapy 7:375-85). Примеры специфических для глаз промоторов включают промотор опсина и промотор K12, специфический для эпителия роговицы (Martin KRG, Klein RL, и Quigley НА (2002) Methods (28): 267-75) (Tong Y, и др., (2007) J Gene Med, 9:956-66). Данные промоторы или другие тканеспецифические промоторы, известные в данной области, не являются высокоактивными в клетках HEK-293 и, следовательно, не будут ожидать, что они дадут значительные уровни экспрессии гена эндонуклеазы в пакующих клетках, когда их встроят в вирусные векторы согласно настоящему изобретению. Аналогично, предполагается использование других линий клеток с вирусными векторами согласно настоящему изобретению с применением несовместимых тканеспецифических промоторов (т.е. хорошо известной линии клеток HeLa (эпителиальных клеток человек) и использование специфического для печени промотора гемопексина). Другие примеры тканеспецифических промоторов включают промоторы: синовиальных сарком PDZD4 (мозжечок), С6 (печень), ASB5 (мышца), PPP1R12B (сердце), SLC5A12 (почка), регуляции холестерина АРОМ (печень), ADPRHL1 (сердце) и моногенных синдромов врожденных пороков TP73L (мышца). (Jacox E, и др., (2010) PLoS One, том 5(8):е12274). В качестве альтернативы вектор можно упаковать в клетках из отличного вида, в которых эндонуклеаза маловероятно может экспрессироваться. Например, вирусные частицы можно получить в клетках микробов, насекомых или растений, применяя промоторы млекопитающих, такие как хорошо известные ранние промоторы цитомегаловируса или вируса SV40, которые неактивны в не относящихся к млекопитающим пакующих клетках. В предпочтительном варианте реализации вирусные частицы получают в клетках насекомого, применяя бакуловирусную систему, как описано у Gao, и др. (Gao, H., и др. (2007) J. Biotechnol. 131 (2): 138-43). Эндонуклеаза под контролем промотора млекопитающего маловероятно будет экспрессироваться в данных клетках (Airenne, KJ, и др. (2013) Mol. Ther. 21(4):739-49). Более того, клетки насекомого используют отличные мотивы сплайсинга мРНК от таковых в клетках млекопитающих. Следовательно, в кодирующую последовательность эндонуклеазы можно включить интрон млекопитающего, такой как интрон гормона роста человека (HGH) или интрон большого Т-антигена SV40. Так как данные интроны не способны эффективно сплайсироваться из транскриптов пре-мРНК в клетках насекомого, клетки насекомого не будут экспрессировать функциональную эндонуклеазу и будут упаковывать полноразмерный геном. Напротив, клетки млекопитающих, в которые доставят полученные рекомбинантные частицы ААВ, будут правильно сплайсировать пре-мРНК и будут экспрессировать функциональный белок эндонуклеазы.The endonuclease can be placed under the control of a tissue-specific promoter that is inactive in packaging cells. For example, if the viral vector is designed to deliver the endonuclease gene(s) to muscle tissue, then a muscle-specific promoter can be used. Examples of muscle-specific promoters include C5-12 (Liu, et al. (2004) Hum Gene Ther. 15:783-92), muscle-specific creatine kinase (MCK) promoter (Yuasa, et al. (2002) Gene Ther. 9 :1576-88) or smooth muscle promoter 22 (SM22) (Haase, et al. (2013) BMC Biotechnol. 13:49-54). Examples of CNS (neuronal) specific promoters include the NSE, synapsin, and MeCP2 promoters (Lentz, et al. (2012) Neurobiol Dis. 48:179-88). Examples of liver-specific promoters include those for albumin (such as Palb), human a1-antitrypsin (such as Pal AT) and hemopexin (such as Phpx) (Kramer, MG et al., (2003) Mol. Therapy 7:375-85 ). Examples of eye-specific promoters include the opsin promoter and the corneal epithelium-specific K12 promoter (Martin KRG, Klein RL, and Quigley HA (2002) Methods (28): 267-75) (Tong Y, et al., (2007) J Gene Med 9:956-66). These promoters, or other tissue-specific promoters known in the art, are not highly active in HEK-293 cells and therefore would not be expected to give significant levels of endonuclease gene expression in packaging cells when inserted into the viral vectors of the present invention. Similarly, the use of other cell lines with viral vectors of the present invention using incompatible tissue-specific promoters (ie, the well-known HeLa (human epithelial cell) cell line and use of the liver-specific hemopexin promoter) is contemplated. Other examples of tissue-specific promoters include: synovial sarcomas PDZD4 (cerebellum), C6 (liver), ASB5 (muscle), PPP1R12B (heart), SLC5A12 (kidney), cholesterol regulation AROM (liver), ADPRHL1 (heart), and monogenic congenital malformation syndromes TP73L (muscle). (Jacox E, et al., (2010) PLoS One vol 5(8):e12274). Alternatively, the vector can be packaged in cells from a distinct species in which the endonuclease is unlikely to be expressed. For example, viral particles can be produced in microbial, insect, or plant cells using mammalian promoters, such as the well-known cytomegalovirus or SV40 early promoters, which are inactive in non-mammalian packaging cells. In a preferred embodiment, viral particles are generated in insect cells using a baculovirus system as described by Gao, et al. (Gao, H., et al. (2007) J. Biotechnol. 131 (2): 138-43). An endonuclease under the control of a mammalian promoter is unlikely to be expressed in these cells (Airenne, KJ, et al. (2013) Mol. Ther. 21(4):739-49). Moreover, insect cells use different mRNA splicing motifs from those in mammalian cells. Therefore, a mammalian intron, such as the human growth hormone (HGH) intron or the SV40 large T antigen intron, can be included in the endonuclease coding sequence. Since these introns are not able to efficiently splice from pre-mRNA transcripts in insect cells, insect cells will not express a functional endonuclease and will package a full-length genome. Conversely, mammalian cells delivered with the resulting recombinant AAV particles will properly splice the pre-mRNA and express a functional endonuclease protein.
- 32 042452- 32 042452
Haifeng Chen описал применение интронов HGH и большого Т-антигена SV40 для уменьшения экспрессии токсичных белков барназы и фрагмента А дифтерийного токсина в пакующих клетках насекомого, позволяя получение рекомбинантных ААВ-векторов, несущих гены данных токсинов (Chen, Н (2012) Mol Ther Nucleic Acids. 1(11): е57). Ген эндонуклеазы может быть так функционально связан с индуцируемым промотором, что для экспрессии эндонуклеазы будет необходим низкомолекулярный индуктор. Примеры индуцируемых промоторов включают систему Tet-On (Clontech; Chen Н., и др., (2015) ВМС Biotechnol. 15(1):4)) и систему RheoSwitch (Intrexon; Sowa G., и др., (2011) Spine, 36(10): Е623-8). В обеих системах, а также аналогичных системах, известных в данной области, используют индуцируемые лигандом факторы транскрипции (варианты репрессора Tet и рецепторы экдизона, соответственно), которые активируют транскрипцию в ответ на низкомолекулярный активатор (доксициклин или экдизон, соответственно). Реализация настоящего изобретения с применением таких индуцируемых лигандом активаторов транскрипции включает: 1) помещение гена эндонуклеазы под контроль промотора, который реагирует на соответствующий фактор транскрипции, указанный ген эндонуклеазы содержит сайт(ы) связывания для указанного фактора транскрипции; и 2) включение гена, кодирующего указанный фактор транскрипции, в упакованный вирусный геном. Последний этап необходим, так как эндонуклеаза не будет экспрессироваться в целевых клетках или тканях после доставки рекомбинантного ААВ, если в те же клетки также не ввести активатор транскрипции. Активатор транскрипции затем вызывает экспрессию гена эндонуклеазы только в клетках или тканях, которые обработали соответствующим низкомолекулярным активатором. Данный подход предпочтителен, так как он позволяет регулировать экспрессию гена эндонуклеазы пространственно-временным образом путем выбора, когда и в какие ткани доставить низкомолекулярный индуктор. Тем не менее, необходимость включить индуктор в вирусный геном, у которого значительно ограничена емкость, составляет недостаток данного подхода.Haifeng Chen described the use of HGH introns and the SV40 large T antigen to reduce the expression of toxic barnase proteins and diphtheria toxin fragment A in insect packaging cells, allowing the production of recombinant AAB vectors carrying genes for these toxins (Chen, H (2012) Mol Ther Nucleic Acids .1(11): e57). An endonuclease gene can be operably linked to an inducible promoter such that a small molecular weight inducer is required for expression of the endonuclease. Examples of inducible promoters include the Tet-On system (Clontech; Chen H., et al., (2015) BMC Biotechnol. 15(1):4)) and the RheoSwitch system (Intrexon; Sowa G., et al., (2011) Spine, 36(10): E623-8). Both systems, as well as similar systems known in the art, use ligand-inducible transcription factors (Tet repressor variants and ecdysone receptors, respectively) that activate transcription in response to a small molecule activator (doxycycline or ecdysone, respectively). The implementation of the present invention using such ligand-inducible transcription activators includes: 1) placing the endonuclease gene under the control of a promoter that is responsive to the appropriate transcription factor, said endonuclease gene contains the binding site(s) for said transcription factor; and 2) incorporating a gene encoding said transcription factor into the packaged viral genome. The last step is necessary because the endonuclease will not be expressed in target cells or tissues after delivery of recombinant AAV unless a transcription activator is also introduced into the same cells. The transcription activator then induces expression of the endonuclease gene only in cells or tissues that have been treated with the appropriate small molecule activator. This approach is preferable, since it allows spatiotemporal regulation of endonuclease gene expression by choosing when and to which tissues to deliver the low molecular weight inducer. However, the need to include the inducer in the viral genome, which is significantly limited in capacity, is a disadvantage of this approach.
В другом предпочтительном варианте реализации рекомбинантные частицы ААВ получают в линии клеток млекопитающего, которая экспрессирует репрессор транскрипции, который предотвращает экспрессию эндонуклеазы. Репрессоры транскрипции известны в данной области и включают репрессор Tet, репрессор Lac, репрессор Cro и репрессор Lambda. Многие ядерные рецепторы гормонов, такие как рецепторы экдизона, также действуют как репрессоры транскрипции в отсутствие распознаваемого лиганда-гормона. Для реализации настоящего изобретения пакующие клетки трансфицируют/трансдуцируют вектором, кодирующим репрессор транскрипции, и ген эндонуклеазы в вирусном геноме (пакующем векторе) функционально связан с промотором, который модифицирован таким образом, чтобы он содержал сайты связывания с репрессором, так чтобы репрессор выключал промотор. Ген, кодирующий репрессор транскрипции, можно поместить в различные положения. Его можно кодировать на отдельном векторе; его можно включить в пакующий вектор снаружи от последовательностей ITR; его можно включить в вектор cap/rep или в аденовирусный вспомогательный вектор; или, в наиболее предпочтительном случае, его можно стабильно встроить в геном пакующей клетки, так чтобы он конститутивно экспрессировался. Способы модификации широкораспространенных промоторов млекопитающих таким образом, чтобы они содержали сайты для репрессора транскрипции, известны в данной области. Например, Chang и Roninson модифицировали сильные конститутивные промоторы ЦМВ и RSV таким образом, чтобы они содержали операторы для репрессора Lac, и показали, что экспрессия гена с модифицированных промоторов была сильно снижена в клетках, экспрессирующих репрессор (Chang BD, и Roninson IB (1996) Gene 183:137-42). Применение не относящегося к человеку репрессора транскрипции позволяет гарантировать то, что транскрипция гена эндонуклеазы будет репрессирована только в пакующих клетках, экспрессирующих репрессор, но не в целевых клетках или тканях, трансдуцированных полученным в результате этого рекомбинантным ААВ-вектором.In another preferred embodiment, recombinant AAV particles are produced in a mammalian cell line that expresses a transcriptional repressor that prevents endonuclease expression. Transcriptional repressors are known in the art and include the Tet repressor, the Lac repressor, the Cro repressor, and the Lambda repressor. Many nuclear hormone receptors, such as ecdysone receptors, also act as transcriptional repressors in the absence of a recognizable hormone ligand. To implement the present invention, packaging cells are transfected/transduced with a vector encoding a transcriptional repressor and an endonuclease gene in the viral genome (packaging vector) is operably linked to a promoter that is modified to contain repressor binding sites such that the repressor turns off the promoter. A gene encoding a transcriptional repressor can be placed in various positions. It can be encoded on a separate vector; it can be included in the packing vector outside of the ITR sequences; it can be included in a cap/rep vector or in an adenoviral helper vector; or, most preferably, it can be stably inserted into the genome of the packaging cell so that it is constitutively expressed. Methods for modifying widely distributed mammalian promoters to contain transcriptional repressor sites are known in the art. For example, Chang and Roninson modified the strong constitutive promoters of CMV and RSV to contain operators for the Lac repressor and showed that gene expression from the modified promoters was greatly reduced in cells expressing the repressor (Chang BD, and Roninson IB (1996) Gene 183:137-42). The use of a non-human transcriptional repressor ensures that transcription of the endonuclease gene is only repressed in packaging cells expressing the repressor, and not in target cells or tissues transduced with the resulting recombinant AAV vector.
2.6. Варианты сконструированных мегануклеаз.2.6. Variants of engineered meganucleases.
В варианты реализации настоящего изобретения входят сконструированные мегануклеазы, описанные в данной заявке, и их варианты. В дополнительные варианты реализации настоящего изобретения входят выделенные полинуклеотиды, включающие последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую эндонуклеазы, описанные в данной заявке, и варианты таких полинуклеотидов.Embodiments of the present invention include the engineered meganucleases described herein and variants thereof. Additional embodiments of the present invention include isolated polynucleotides comprising a nucleic acid sequence encoding the endonucleases described herein and variants of such polynucleotides.
В данной заявке подразумевают, что термин варианты означает по существу сходные последовательности. Подразумевают, что вариант полипептида означает полипептид, полученный из нативного полипептида путем делеции или вставки одной или более аминокислот в один или более внутренних сайтов в нативном белке и/или замены одной или более аминокислот в одном или более сайтах в нативном полипептиде. В данной заявке нативный полинуклеотид или полипептид включает исходную последовательность, из которой получены указанные варианты. Варианты полипептид, входящие в варианты реализации, являются биологически активными. То есть, они продолжают обладать желательной биологической активностью нативного белка; т.е. способностью распознавать и расщеплять последовательность распознавания внутри ОРС генома по меньшей мере двух генотипов вируса гепатита В, например, последовательность распознавания ВГВ 1-2 (SEQ ID NO: 10), последовательность распознавания ВГВ 56 (SEQ ID NO: 12), последовательность распознавания ВГВ 7-8 (SEQ ID NO: 14) или последовательность распознавания ВГВ 11-12 (SEQ ID NO: 16). Такие варианты можно получить в результате, например, проведенной человеком обработки. Последовательности биологически активных вариантов нативногоIn this application, the term variants is intended to mean substantially similar sequences. A variant polypeptide is meant to mean a polypeptide derived from a native polypeptide by deletion or insertion of one or more amino acids at one or more internal sites in the native protein and/or substitution of one or more amino acids at one or more sites in the native polypeptide. In this application, the native polynucleotide or polypeptide includes the original sequence from which these variants are derived. The polypeptide variants included in the embodiments are biologically active. That is, they continue to have the desired biological activity of the native protein; those. the ability to recognize and cleave a recognition sequence within the genome ORF of at least two hepatitis B virus genotypes, e.g., HBV recognition sequence 1-2 (SEQ ID NO: 10), HBV recognition sequence 56 (SEQ ID NO: 12), HBV recognition sequence 7 -8 (SEQ ID NO: 14) or HBV recognition sequence 11-12 (SEQ ID NO: 16). Such variants can be obtained as a result of, for example, human processing. The sequences of biologically active variants of the native
- 33 042452 полипептида согласно вариантам реализации (например, последовательности SEQ ID NO: 18-39) или биологически активных вариантов субъединиц, связывающих распознаваемый полусайт, описанных в данной заявке, будут по меньшей мере приблизительно на 40%, приблизительно на 45%, приблизительно на 50%, приблизительно на 55%, приблизительно на 60%, приблизительно на 65%, приблизительно на 70%, приблизительно на 75%, приблизительно на 80%, приблизительно на 85%, приблизительно на 90%, приблизительно на 91%, приблизительно на 92%, приблизительно на 93%, приблизительно на 94%, приблизительно на 95%, приблизительно на 96%, приблизительно на 97%, приблизительно на 98% или приблизительно на 99% идентичны последовательности аминокислот нативного полипептида или нативной субъединицы, что можно определить с помощью программ и параметров для выравнивания последовательностей, описанных в других местах в данной заявке. Биологически активный вариант полипептида или субъединицы согласно вариантам реализации могут отличаться от указанного полипептида или субъединицы всего лишь приблизительно 1-40 аминокислотными остатками, всего лишь приблизительно 1-20, всего лишь приблизительно 1-10, всего лишь приблизительно 5, всего лишь 4, 3, 2 или даже 1 аминокислотным остатком.- 33 042452 polypeptide according to embodiments (for example, the sequence of SEQ ID NO: 18-39) or biologically active subunit variants that bind the recognized half-site described in this application will be at least about 40%, about 45%, about 50%, approximately 55%, approximately 60%, approximately 65%, approximately 70%, approximately 75%, approximately 80%, approximately 85%, approximately 90%, approximately 91%, approximately 92%, about 93%, about 94%, about 95%, about 96%, about 97%, about 98%, or about 99% amino acid sequence identity of the native polypeptide or native subunit, as determined by using programs and parameters for aligning sequences described elsewhere in this application. A biologically active variant polypeptide or subunit according to embodiments may differ from said polypeptide or subunit by as little as about 1-40 amino acid residues, as little as about 1-20, as little as about 1-10, as little as about 5, as little as 4, 3, 2 or even 1 amino acid residue.
Полипептиды согласно вариантам реализации можно изменить различными способами, включая замены, делеции, укорачивания и вставки аминокислот. Способы таких манипуляций в целом известны в данной области. Например, варианты последовательности аминокислот можно получить путем мутирования ДНК. Способы мутагенеза и изменений полинуклеотидов хорошо известны в данной области. См., например, Kunkel (1985) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:488-492; Kunkel и др. (1987) Methods in Enzymol. 154:367-382; патент США номер 4873192; Walker и Gaastra, ред. (1983) Techniques in Molecular Biology (MacMillan Publishing Company, Нью-Йорк) и ссылки, цитированные в указанных противопоставленных материалах. Руководство по подходящим заменам аминокислот, которые не влияют на биологическую активность интересующего белка, можно найти в модели Dayhoff и др. (1978) Atlas of Protein Sequence and Structure (Natl. Biomed. Res. Found., Вашингтон, округ Колумбия), включенной в данную заявку посредством ссылки. Консервативные замены, такие как замена одной аминокислоты на другую, обладающую сходными свойствами, могут быть оптимальными.The polypeptides of the embodiments can be altered in a variety of ways, including amino acid substitutions, deletions, truncations, and insertions. Methods for such manipulations are generally known in the art. For example, amino acid sequence variants can be obtained by mutating DNA. Methods for mutagenesis and alteration of polynucleotides are well known in the art. See, for example, Kunkel (1985) Proc. Natl. Acad. sci. USA 82:488-492; Kunkel et al. (1987) Methods in Enzymol. 154:367-382; US patent number 4873192; Walker and Gaastra, eds. (1983) Techniques in Molecular Biology (MacMillan Publishing Company, New York) and references cited in references cited. Guidance on suitable amino acid substitutions that do not affect the biological activity of the protein of interest can be found in the model by Dayhoff et al. (1978) Atlas of Protein Sequence and Structure (Natl. Biomed. Res. Found., Washington, DC), included in this application by reference. Conservative substitutions, such as replacing one amino acid with another having similar properties, may be optimal.
В некоторых вариантах реализации сконструированные мегануклеазы согласно настоящему изобретению могут содержать варианты участков HVR1 и HVR2, описанных в данной заявке. Исходные участки HVR могут включать, например, остатки 24-79 или остатки 215-270 приведенных в качестве примера сконструированных мегануклеаз. Таким образом, варианты HVR могут включать последовательность аминокислот, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95% или более идентичную последовательности аминокислот, соответствующей остаткам 24-79 или остаткам 215-270 указанных сконструированных мегануклеаз, приведенных в качестве примера в данной заявке, так что указанные варианты участков HVR сохраняют биологическую активность сконструированной мегануклеазы (т.е. связывание и расщепление последовательности распознавания). Кроме того, в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения вариант участка HVR1 или вариант участка HVR2 может включать остатки, соответствующие аминокислотным остаткам, находящимся в определенных положениях внутри исходного HVR. В данном контексте соответствующий означает, что аминокислотный остаток в варианте HVR представляет собой тот же аминокислотный остаток (т.е. отдельный идентичный остаток), который присутствует в исходной последовательности HVR в том же относительном положении (т.е. относительно остальных аминокислот в исходной последовательности). В качестве примера, если исходная последовательность HVR содержит остаток серина в положении 26, то вариант HVR, который содержит остаток, соответствующий остатку 26, будет также содержать серии в положении, которое сравнивают с исходным положением 26. Ранее было идентифицировано значительное количество модификаций аминокислот в домене распознавания ДНК мегануклеазы I-CreI дикого типа (например, патент США 8021867), которые, отдельно или в комбинации, приводят к получению сконструированных мегануклеаз со специфичностями, измененными в отдельных основаниях внутри полусайта последовательности распознавания ДНК, так что у полученных путем рационального дизайна мегануклеаз специфичности полусайтов отличны от таковых у фермента дикого типа. В табл. 5 представлены потенциальные замены, которые можно осуществить в сконструированном мономере или субъединице мегануклеазы, чтобы повысить специфичность на основе основания, присутствующего в каждом положении (с -1 по -9) полусайта распознавания.In some embodiments, engineered meganucleases of the present invention may contain variants of the HVR1 and HVR2 regions described herein. HVR parent regions may include, for example, residues 24-79 or residues 215-270 of exemplary engineered meganucleases. Thus, HVR variants may include an amino acid sequence that is at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95% or more identical to the amino acid sequence corresponding to residues 24-79 or residues 215-270 of said engineered meganucleases exemplified in this application, such that said HVR region variants retain the biological activity of the engineered meganuclease (ie, binding and cleavage of the recognition sequence). In addition, in some embodiments of the present invention, a variant HVR1 region or a variant HVR2 region may include residues corresponding to amino acid residues located at certain positions within the original HVR. In this context, relevant means that the amino acid residue in the HVR variant is the same amino acid residue (i.e., a single identical residue) that is present in the original HVR sequence in the same relative position (i.e., relative to the rest of the amino acids in the original sequence). ). As an example, if the original HVR sequence contains a serine residue at position 26, then the HVR variant that contains the residue corresponding to residue 26 will also contain the serine at the position that is compared to the original position 26. A significant number of amino acid modifications have previously been identified in the domain DNA recognition of wild-type I-CreI meganuclease (e.g., US Pat. No. 8,021,867) which, alone or in combination, result in engineered meganucleases with specificities altered at single bases within the half-site of the DNA recognition sequence such that rationally designed meganucleases have specificities half-sites are different from those of the wild-type enzyme. In table. 5 shows potential substitutions that can be made in the engineered meganuclease monomer or subunit to increase specificity based on the base present at each position (-1 to -9) of the recognition half site.
- 34 042452- 34 042452
Таблица 5Table 5
Выделенные жирным шрифтом остатки представляют собой контактирующие остатки дикого типа и не являются модификациями, описанными в данной заявке. Звездочка указывает на то, что остаток контактирует с основанием на антисмысловой цепи.Residues in bold are wild-type contact residues and are not modifications described in this application. The asterisk indicates that the residue is in contact with a base on the antisense strand.
- 35 042452- 35 042452
Для полинуклеотидов, вариант включает делецию и/или вставку одного или более нуклеотидов один или более сайтов внутри нативного полинуклеотида. Специалисту в данной области будет известно, что варианты нуклеиновых кислот согласно вариантам реализации будут сконструированы так, чтобы сохранить открытую рамку считывания. Для полинуклеотидов, консервативные варианты включают такие последовательности, которые, вследствие вырожденности генетического кода, кодируют последовательность аминокислот одного из полипептидов согласно вариантам реализации. Варианты полинуклеотидов включают полученные синтетическим путем полинуклеотиды, такие как полученные, например, с применением сайт-направленного мутагенеза, но которые еще кодируют сконструированную мегануклеазу согласно вариантам реализации. Как правило, последовательности вариантов конкретного полинуклеотида согласно вариантам реализации будут по меньшей мере приблизительно на 40%, приблизительно на 45%, приблизительно на 50%, приблизительно на 55%, приблизительно на 60%, приблизительно на 65%, приблизительно на 70%, приблизительно на 75%, приблизительно на 80%, приблизительно на 85%, приблизительно на 90%, приблизительно на 91%, приблизительно на 92%, приблизительно на 93%, приблизительно на 94%, приблизительно на 95%, приблизительно на 96%, приблизительно на 97%, приблизительно на 98%, приблизительно на 99% или более идентичны данному конкретному полинуклеотиду, что определяют с помощью программ и параметров для выравнивания последовательностей, описанных в других местах в данной заявке. Варианты конкретного полинуклеотида согласно вариантам реализации (т.е. исходного полинуклеотида) также можно оценить путем сравнения процента идентичности последовательностей между полипептидом, кодируемым вариантом полинуклеотида, и полипептидом, кодируемым исходным полинуклеотидом. Не ожидается, что делеции, вставки и замены белковых последовательностей, входящих в объем настоящего описания, вызывают радикальные изменения в свойствах указанного полипептида. Тем не менее, в случаях, когда сложно заранее спрогнозировать точный эффект замены, делеции или вставки, для специалиста в данной области будет очевидно, что данный эффект будут оценивать путем скрининга способности полипептида предпочтительно распознавать и расщеплять последовательность распознавания внутри ОРС генома по меньшей мере двух генотипов вируса гепатита В.For polynucleotides, the variant includes the deletion and/or insertion of one or more nucleotides at one or more sites within the native polynucleotide. One skilled in the art will recognize that the nucleic acid variants of the embodiments will be designed to retain an open reading frame. For polynucleotides, conservative variants include those sequences that, due to the degeneracy of the genetic code, encode the amino acid sequence of one of the polypeptides of the embodiments. Polynucleotide variants include synthetically produced polynucleotides such as those obtained, for example, using site-directed mutagenesis, but which still encode an engineered meganuclease according to the embodiments. Typically, the sequences of variants of a particular polynucleotide according to embodiments will be at least about 40%, about 45%, about 50%, about 55%, about 60%, about 65%, about 70%, about 75%, approximately 80%, approximately 85%, approximately 90%, approximately 91%, approximately 92%, approximately 93%, approximately 94%, approximately 95%, approximately 96%, approximately 97%, about 98%, about 99% or more identical to this particular polynucleotide, as determined by the programs and parameters for aligning sequences described elsewhere in this application. Variants of a particular polynucleotide according to embodiments (ie, the parent polynucleotide) can also be assessed by comparing the percent sequence identity between the polypeptide encoded by the polynucleotide variant and the polypeptide encoded by the parent polynucleotide. It is not expected that deletions, insertions and substitutions of protein sequences included in the scope of the present description, cause radical changes in the properties of the specified polypeptide. However, in cases where it is difficult to predict in advance the exact effect of a substitution, deletion, or insertion, it will be apparent to one skilled in the art that the effect will be assessed by screening for the ability of the polypeptide to preferentially recognize and cleave the recognition sequence within the ORF of the genome of at least two genotypes. hepatitis b virus.
ПримерыExamples
Настоящее изобретение далее проиллюстрировано следующими примерами, которые не должны истолковываться как ограничивающие. Специалисты в данной области идентифицируют или смогут установить, используя не более чем проведение обычного исследования, множество эквивалентов конкретным веществам и процедурам, описанным в данной заявке. Предполагается, что такие эквиваленты входят в объем формулы изобретения, которая приведена ниже после примеров.The present invention is further illustrated by the following examples, which should not be construed as limiting. Those skilled in the art will identify, or be able to ascertain using no more than routine research, many equivalents to the specific substances and procedures described in this application. Such equivalents are intended to be included within the scope of the claims, which appear after the examples below.
Пример 1.Example 1
Характеристики мегануклеаз, которые распознают и расщепляют последовательности распознавания ВГВ.Characteristics of meganucleases that recognize and cleave HBV recognition sequences.
Мегануклеазы, которые распознают и расщепляют последовательность распознавания ВГВ 1-2.Meganucleases that recognize and cleave the HBV 1-2 recognition sequence.
Сконструированные мегануклеазы (последовательности SEQ ID NO: 18-21), совокупно названные в данной заявке мегануклеазами ВГВ 1-2, сконструировали, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 1-2 (SEQ ID NO: 10), которая расположена внутри ОРС белка Р, S, preS2/S и preS1/preS2 множества генотипов ВГВ, включая генотип А, В, С, Е, F и G (например, последовательности SEQ ID NO: 3-5 и 7-9, соответственно). Каждая сконструированная мегануклеаза ВГВ 1-2 содержит N-концевой сигнал локализации нуклеазы, полученный из SV40, первую субъединицу мегануклеазы, линкерную последовательность и вторую субъединицу мегануклеазы. Первая субъединица в каждой мегануклеазе ВГВ 1-2 связывается с распознаваемым полусайтом ВГВ1 с последовательностью SEQ ID NO: 10, тогда как вторая субъединица связывается с распознаваемым полусайтом ВГВ2 (см. фиг. 2).The engineered meganucleases (SEQ ID NOs: 18-21), collectively referred to herein as HBV 1-2 meganucleases, were engineered to recognize and cleave the HBV 1-2 recognition sequence (SEQ ID NO: 10) that is located within the ORF of the P protein , S, preS2/S, and preS1/preS2 of multiple HBV genotypes, including genotype A, B, C, E, F, and G (eg, SEQ ID NOs: 3-5 and 7-9, respectively). Each engineered HBV 1-2 meganuclease contains an N-terminal nuclease localization signal derived from SV40, a first meganuclease subunit, a linker sequence, and a second meganuclease subunit. The first subunit in each HBV 1-2 meganuclease binds to the HBV1 recognition half-site of SEQ ID NO: 10, while the second subunit binds to the HBV2 recognition half-site (see FIG. 2).
Каждая из связывающих ВГВ1 субъединиц и связывающих ВГВ2 субъединиц содержит гипервариабельный участок из 56 пар оснований, обозначенный HVR1 и HVR2, соответственно. Связывающие ВГВ1 субъединицы высоко консервативны за пределами участка HVR1. Аналогично, связывающие ВГВ2 субъединицы также высоко консервативны за пределами участка HVR2. Связывающие ВГВ1 участки с последовательностями SEQ ID NO: 18-21 представлены в последовательностях SEQ ID NO: 40 43, соответственно. Каждая из последовательностей SEQ ID NO: 40-43 по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 40, которая представляет собой связывающий ВГВ1 участок мегануклеазы ВГВ 1-2х.2 (SEQ ID NO: 18). Связывающие ВГВ2 участки с последовательностями SEQ ID NO: 18-21 представлены в последовательностях SEQ ID NO: 44-47, соответственно. Каждая из последовательностей SEQ ID NO: 44-47 по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 44, которая представляет собой связывающий ВГВ2 участок мегануклеазы ВГВ 1-2х.2 (SEQ ID NO: 18).The HBV1 binding subunits and the HBV2 binding subunits each contain a 56 bp hypervariable region, designated HVR1 and HVR2, respectively. The HBV1 binding subunits are highly conserved beyond the HVR1 region. Similarly, the HBV2 binding subunits are also highly conserved beyond the HVR2 region. HBV1 binding sites with SEQ ID NOs: 18-21 are shown in SEQ ID NOs: 40-43, respectively. Each of SEQ ID NOs: 40-43 is at least 90% identical to SEQ ID NO: 40, which is the HBV1 binding site of HBV meganuclease 1-2x.2 (SEQ ID NO: 18). HBV2 binding sites with SEQ ID NOs: 18-21 are shown in SEQ ID NOs: 44-47, respectively. Each of SEQ ID NOs: 44-47 is at least 90% identical to SEQ ID NO: 44, which is the HBV2 binding site of HBV meganuclease 1-2x.2 (SEQ ID NO: 18).
Мегануклеазы, которые распознают и расщепляют последовательность распознавания ВГВ 5-6.Meganucleases that recognize and cleave the HBV 5-6 recognition sequence.
Сконструированные мегануклеазы (последовательности SEQ ID NO: 22-28), совокупно названные в данной заявке мегануклеазами ВГВ 5-6, сконструировали, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 5-6 (SEQ ID NO: 12), которая расположена внутри ОРС белка Р, S, preS2/S и preS1/preS2 множества генотипов ВГВ, включая генотип А, В, С, D, Е и G (например, последо- 36 042452 вательности SEQ ID NO: 3-7 и 9, соответственно). Каждая сконструированная мегануклеаза ВГВ 5-6 содержит N-концевой сигнал локализации нуклеазы, полученный из SV40, первую субъединицу мегануклеазы, линкерную последовательность и вторую субъединицу мегануклеазы. Первая субъединица в каждой мегануклеазе ВГВ 5-6 связывается с распознаваемым полусайтом ВГВ 5 с последовательностью SEQThe engineered meganucleases (SEQ ID NOs: 22-28), collectively referred to herein as HBV 5-6 meganucleases, were engineered to recognize and cleave the HBV 5-6 recognition sequence (SEQ ID NO: 12) that is located within the ORF of the P protein , S, preS2/S, and preS1/preS2 of multiple HBV genotypes, including genotype A, B, C, D, E, and G (eg, SEQ ID NOs: 3-7 and 9, respectively). Each engineered HBV 5-6 meganuclease contains an N-terminal nuclease localization signal derived from SV40, a first meganuclease subunit, a linker sequence, and a second meganuclease subunit. The first subunit in each HBV 5-6 meganuclease binds to a recognized HBV 5 half-site with the sequence SEQ
ID NO: 12, тогда как вторая субъединица связывается с распознаваемым полусайтом ВГВ6 (см. фиг. 2).ID NO: 12, while the second subunit binds to the recognized HBV6 half-site (see FIG. 2).
Каждая из связывающих ВГВ5 субъединиц и связывающих ВГВ6 субъединиц содержит гипервариабельный участок из 56 пар оснований, обозначенный HVR1 и HVR2, соответственно. Связывающие ВГВ5 субъединицы высоко консервативны за пределами участка HVR1. Аналогично, связывающие ВГВ6 субъединицы также высоко консервативны за пределами участка HVR2. Связывающие ВГВ5 участки с последовательностями SEQ ID NO: 22-28 представлены в последовательностях SEQ ID NO: 48-54, соответственно. Каждая из последовательностей SEQ ID NO: 48-54 по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 49, которая представляет собой связывающий ВГВ5 участок мегануклеазы ВГВ 5-6х.33 (SEQ ID NO: 22). Связывающие ВГВ6 участки с последовательностями SEQ ID NO: 22-28 представлены в последовательностях SEQ ID NO: 55-61, соответственно. Каждая из последовательностей SEQ ID NO: 55-61 по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 55, которая представляет собой связывающий ВГВ5 участок мегануклеазы ВГВ 5-6х.33 (SEQ ID NO: 22).The HBV5 binding subunits and the HBV6 binding subunits each contain a 56 bp hypervariable region designated HVR1 and HVR2, respectively. HBV5 binding subunits are highly conserved beyond the HVR1 region. Similarly, the HBV6 binding subunits are also highly conserved beyond the HVR2 region. HBV5 binding sites with SEQ ID NOs: 22-28 are shown in SEQ ID NOs: 48-54, respectively. Each of SEQ ID NOs: 48-54 is at least 90% identical to SEQ ID NO: 49, which is the HBV5 binding site of HBV meganuclease 5-6x.33 (SEQ ID NO: 22). HBV6 binding sites with SEQ ID NOs: 22-28 are shown in SEQ ID NOs: 55-61, respectively. Each of SEQ ID NOs: 55-61 is at least 90% identical to SEQ ID NO: 55, which is the HBV5 binding site of HBV meganuclease 5-6x.33 (SEQ ID NO: 22).
Мегануклеазы, которые распознают и расщепляют последовательность распознавания ВГВ 7-8.Meganucleases that recognize and cleave the HBV 7-8 recognition sequence.
Сконструированные мегануклеазы (последовательности SEQ ID NO: 29-32), совокупно названные в данной заявке мегануклеазами ВГВ 7-8, сконструировали, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 7-8 (SEQ ID NO: 14), которая расположена внутри ОРС белка Р множества генотипов ВГВ, включая генотип А, В, С, D, F и G (например, последовательности SEQ ID NO: 3-6, 8, и 9, соответственно). Каждая сконструированная мегануклеаза ВГВ 7-8 содержит N-концевой сигнал локализации нуклеазы, полученный из SV40, первую субъединицу мегануклеазы, линкерную последовательность и вторую субъединицу мегануклеазы. Первая субъединица в каждой мегануклеазе ВГВ 7-8 связывается с распознаваемым полусайтом ВГВ7 с последовательностью SEQ ID NO: 14, тогда как вторая субъединица связывается с распознаваемым полусайтом ВГВ8 (см. фиг. 2). Каждая из связывающих ВГВ7 субъединиц и связывающих ВГВ8 субъединиц содержит гипервариабельный участок из 56 пар оснований, обозначенный HVR1 и HVR2, соответственно. Связывающие ВГВ7 субъединицы высоко консервативны за пределами участка HVR1. Аналогично, связывающие ВГВ8 субъединицы также высоко консервативны за пределами участка HVR2. Связывающие ВГВ7 участки с последовательностями SEQ ID NO: 29-32 представлены в последовательностях SEQ ID NO: 62-65, соответственно. Каждая из последовательностей SEQ ID NO: 62-65 по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 62, которая представляет собой связывающий ВГВ7 участок мегануклеазы ВГВ 7 - 8х.2 (SEQ ID NO: 29). Связывающие ВГВ8 участки с последовательностями SEQ ID NO: 29-32 представлены в последовательностях SEQ ID NO: 66-69, соответственно. Каждая из последовательностей SEQ ID NO: 66-69 по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 66, которая представляет собой связывающий ВГВ8 участок мегануклеазы ВГВ 7-8х.2 (SEQ ID NO: 29).The engineered meganucleases (SEQ ID NOs: 29-32), collectively referred to herein as HBV 7-8 meganucleases, were engineered to recognize and cleave the HBV 7-8 recognition sequence (SEQ ID NO: 14) which is located within the ORF of the P protein multiple HBV genotypes, including genotype A, B, C, D, F, and G (eg, SEQ ID NOs: 3-6, 8, and 9, respectively). Each engineered HBV 7-8 meganuclease contains an N-terminal nuclease localization signal derived from SV40, a first meganuclease subunit, a linker sequence, and a second meganuclease subunit. The first subunit in each HBV 7-8 meganuclease binds to the HBV7 recognition half-site of SEQ ID NO: 14, while the second subunit binds to the HBV8 recognition half-site (see FIG. 2). The HBV7 binding subunits and the HBV8 binding subunits each contain a 56 bp hypervariable region designated HVR1 and HVR2, respectively. HBV7 binding subunits are highly conserved beyond the HVR1 region. Similarly, the HBV8 binding subunits are also highly conserved beyond the HVR2 region. HBV7 binding sites with SEQ ID NOs: 29-32 are shown in SEQ ID NOs: 62-65, respectively. Each of SEQ ID NOs: 62-65 is at least 90% identical to SEQ ID NO: 62, which is the HBV7 binding site of HBV meganuclease 7-8x.2 (SEQ ID NO: 29). HBV8 binding sites with SEQ ID NOs: 29-32 are shown in SEQ ID NOs: 66-69, respectively. Each of SEQ ID NOs: 66-69 is at least 90% identical to SEQ ID NO: 66, which is the HBV8 binding site of HBV meganuclease 7-8x.2 (SEQ ID NO: 29).
Мегануклеазы, которые распознают и расщепляют последовательность распознавания ВГВ 11-12.Meganucleases that recognize and cleave the recognition sequence of HBV 11-12.
Сконструированные мегануклеазы (последовательности SEQ ID NO: 33-39), совокупно названные в данной заявке мегануклеазами ВГВ 11-12, сконструировали, чтобы распознавать и расщеплять последовательность распознавания ВГВ 11-12 (SEQ ID NO: 16), которая расположена внутри ОРС белка Р множества генотипов ВГВ, включая генотип А, В, С, D, E, F и G (например, последовательности SEQ ID NO: 3-9, соответственно). Каждая сконструированная мегануклеаза ВГВ 11-12 содержит N-концевой сигнал локализации нуклеазы, полученный из SV40, первую субъединицу мегануклеазы, линкерную последовательность и вторую субъединицу мегануклеазы. Первая субъединица в каждой мегануклеазе ВГВ 11-12 связывается с распознаваемым полусайтом ВГВ11 с последовательностью SEQ ID NO: 16, тогда как вторая субъединица связывается с распознаваемым полусайтом ВГВ 12 (см. фиг. 2). Каждая из связывающих ВГВ 11 субъединиц и связывающих ВГВ 12 субъединиц содержит гипервариабельный участок из 56 пар оснований, обозначенный HVR1 и HVR2, соответственно. Связывающие ВГВ 11 субъединицы высоко консервативны за пределами участка HVR1. Аналогично, связывающие ВГВ 12 субъединицы также высоко консервативны за пределами участка HVR2. Связывающие ВГВ 11 участки с последовательностями SEQ ID NO: 33-39 представлены в последовательностях SEQ ID NO: 70-76, соответственно. Каждая из последовательностей SEQ ID NO: 70-76 по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 70, которая представляет собой связывающий ВГВ11 участок мегануклеазы ВГВ 11-12х.26 (SEQ ID NO: 33). Связывающие ВГВ 12 участки с последовательностями SEQ ID NO: 33-39 представлены в последовательностях SEQ ID NO: 77-83, соответственно. Каждая из последовательностей SEQ ID NO: 77-83 по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 77, которая представляет собой связывающий ВГВ 12 участок мегануклеазы ВГВ 11-12х.26 (SEQ ID NO:33).The engineered meganucleases (SEQ ID NOs: 33-39), collectively referred to herein as HBV 11-12 meganucleases, were engineered to recognize and cleave the HBV recognition sequence 11-12 (SEQ ID NO: 16) which is located within the ORF of the P protein multiple HBV genotypes including genotype A, B, C, D, E, F, and G (eg, SEQ ID NOs: 3-9, respectively). Each engineered HBV 11-12 meganuclease contains an N-terminal nuclease localization signal derived from SV40, a first meganuclease subunit, a linker sequence, and a second meganuclease subunit. The first subunit in each HBV 11-12 meganuclease binds to the HBV11 recognition half-site of SEQ ID NO: 16, while the second subunit binds to the HBV 12 recognition half-site (see FIG. 2). The HBV 11 binding subunits and the HBV 12 binding subunits each contain a 56 bp hypervariable region, designated HVR1 and HVR2, respectively. The HBV 11 binding subunits are highly conserved beyond the HVR1 region. Similarly, the HBV 12 binding subunits are also highly conserved beyond the HVR2 region. HBV 11 binding sites with SEQ ID NOs: 33-39 are shown in SEQ ID NOs: 70-76, respectively. Each of SEQ ID NOs: 70-76 is at least 90% identical to SEQ ID NO: 70, which is the HBV11 binding site of HBV meganuclease 11-12x.26 (SEQ ID NO: 33). HBV 12 binding sites with sequences of SEQ ID NOs: 33-39 are shown in sequences of SEQ ID NOs: 77-83, respectively. Each of SEQ ID NOs: 77-83 is at least 90% identical to SEQ ID NO: 77, which is the HBV 12 binding site of HBV meganuclease 11-12x.26 (SEQ ID NO:33).
Расщепление последовательностей распознавания ВГВ в репортерном анализе в клетках СНО.Cleavage of HBV recognition sequences in reporter analysis in CHO cells.
Для того чтобы определить, могут ли мегануклеазы ВГВ 1-2, ВГВ 5-6, ВГВ 7-8 и ВГВ 11-12 распознавать и расщеплять соответствующие последовательности распознавания (последовательности SEQ ID NO: 10, 12, 14 и 16, соответственно), каждую сконструированную мегануклеазу оценивали, применяяIn order to determine whether the HBV 1-2, HBV 5-6, HBV 7-8, and HBV 11-12 meganucleases can recognize and cleave the respective recognition sequences (SEQ ID NOs: 10, 12, 14, and 16, respectively), each engineered meganuclease was evaluated using
- 37 042452 репортерный анализ в клетках СНО, описанный ранее (см. WO/2012/167192 и фиг. 6). Для проведения данных анализов получали линии репортерных клеток СНО, которые несли нефункциональную кассету экспрессии гена зеленого флуоресцентного белка (GFP), встроенную в геном указанных клеток. Ген GFP в каждой линии клеток прерывался парой последовательностей распознавания так, что внутриклеточное расщепление обеих последовательностей распознавания мегануклеазой будет стимулировать событие гомологичной рекомбинации, приводящее к продукции функционального гена GFP. В репортерных линиях клеток СНО, разработанных для данного исследования, одна последовательность распознавания, встроенная в ген GFP, представляла собой последовательность распознавания ВГВ 1-2 (SEQ ID NO: 10), последовательность распознавания ВГВ 5-6 (SEQ ID NO: 12), последовательность распознавания ВГВ 78 (SEQ ID NO: 12) и последовательность распознавания ВГВ11 - 12 (SEQ ID NO: 16). Вторая последовательность распознавания, встроенная в ген GFP, представляла собой последовательность распознавания СНО-23/24, которая распознается и расщепляется контрольной мегануклеазой, названной СНО-23/24. Репортерные клетки СНО, содержащие последовательность распознавания ВГВ 1-2 и последовательность распознавания СНО-23/24, называют клетками ВГВ 1-2. Репортерные клетки СНО, содержащие последовательность распознавания ВГВ 5-6 и последовательность распознавания СНО-23/24, называют клетками ВГВ 5-6. Репортерные клетки СНО, содержащие последовательность распознавания ВГВ 7-8 и последовательность распознавания СНО-23/24, называют клетками ВГВ 7-8. Репортерные клетки СНО, содержащие последовательность распознавания ВГВ 11-12 и последовательность распознавания СНО-23/24, называют клетками ВГВ 11-12. Репортерные клетки СНО трансфицировали плазмидной ДНК, кодирующей соответствующие сконструированные мегануклеазы (например, клетки ВГВ 1-2 трансфицировали плазмидной ДНК, кодирующей мегануклеазы ВГВ 1-2) или кодирующей мегануклеазу СНО-23/34. В каждом анализе 4е5 репортерных клеток СНО трансфицировали 50 нг плазмидной ДНК в 96-луночном планшете, применяя Липофектамин 2000 (ThermoFisher), согласно инструкциям производителя. Через 48 часов после трансфекции клетки оценивали с помощью проточной цитометрии, чтобы определить процент GFP-положительных клеток по сравнению с нетрансфицированным отрицательным контролем (ВГВ bs). Как показано на фигурах 7A-7D, было обнаружено, что все мегануклеазы ВГВ вызывают образование GFP-положительных клеток в линиях клеток, содержащих соответствующую последовательность распознавания, и их встречаемость значительно превышает таковую в отрицательном контроле.- 37 042452 reporter assay in CHO cells as previously described (see WO/2012/167192 and FIG. 6). For these assays, CHO reporter cell lines were generated that carried a non-functional green fluorescent protein (GFP) gene expression cassette inserted into the genome of these cells. The GFP gene in each cell line was interrupted by a pair of recognition sequences such that intracellular cleavage of both recognition sequences by the meganuclease would stimulate a homologous recombination event resulting in the production of a functional GFP gene. In the CHO reporter cell lines developed for this study, one recognition sequence inserted into the GFP gene was HBV recognition sequence 1-2 (SEQ ID NO: 10), HBV recognition sequence 5-6 (SEQ ID NO: 12), an HBV 78 recognition sequence (SEQ ID NO: 12); and an HBV11-12 recognition sequence (SEQ ID NO: 16). The second recognition sequence inserted into the GFP gene was the CHO-23/24 recognition sequence, which is recognized and cleaved by a control meganuclease named CHO-23/24. CHO reporter cells containing the HBV 1-2 recognition sequence and the CHO-23/24 recognition sequence are referred to as HBV 1-2 cells. CHO reporter cells containing the HBV 5-6 recognition sequence and the CHO-23/24 recognition sequence are referred to as HBV 5-6 cells. CHO reporter cells containing the HBV 7-8 recognition sequence and the CHO-23/24 recognition sequence are referred to as HBV 7-8 cells. CHO reporter cells containing the HBV 11-12 recognition sequence and the CHO-23/24 recognition sequence are referred to as HBV 11-12 cells. CHO reporter cells were transfected with plasmid DNA encoding the appropriate engineered meganucleases (eg, HBV 1-2 cells were transfected with plasmid DNA encoding HBV 1-2 meganucleases) or encoding CHO-23/34 meganuclease. In each assay, 4e 5 CHO reporter cells were transfected with 50 ng of plasmid DNA in a 96-well plate using Lipofectamine 2000 (ThermoFisher) according to the manufacturer's instructions. 48 hours post-transfection, cells were assessed by flow cytometry to determine the percentage of GFP-positive cells compared to a non-transfected negative control (HBV bs). As shown in Figures 7A-7D, all HBV meganucleases were found to produce GFP-positive cells in cell lines containing the appropriate recognition sequence, and their occurrence significantly exceeded that of the negative control.
Эффективность мегануклеаз ВГВ 1-2, ВГВ 5-6, ВГВ 7-8 и ВГВ 11-12 также определяли зависимым от времени образом через 2, 5, 7, 9 и 12 дней после внедрения мегануклеаз в репортерные клетки СНО. В данном исследовании клетки ВГВ 1-2, ВГВ 5-6, ВГВ 7-8 или ВГВ 11-12 (1,0x106) подвергали электропорации 1x106 копиями мРНК мегануклеазы на клетку, применяя a BioRad Gene Pulser Xcell, следуя инструкциям производителя. В указанные моменты времени после трансфекции клетки оценивали с помощью проточной цитометрии, чтобы определить процент GFP-положительных клеток. Мегануклеазу СНО-23/24 также включали в качестве положительного контроля в каждый момент времени.The efficacy of HBV 1-2, HBV 5-6, HBV 7-8, and HBV 11-12 meganucleases was also determined in a time-dependent manner at 2, 5, 7, 9, and 12 days after introduction of the meganucleases into CHO reporter cells. In this study, HBV 1-2, HBV 5-6, HBV 7-8, or HBV 11-12 (1.0x106) cells were electroporated with 1x106 copies of meganuclease mRNA per cell using a BioRad Gene Pulser Xcell following the manufacturer's instructions. At the indicated time points after transfection, cells were assessed by flow cytometry to determine the percentage of GFP-positive cells. Meganuclease CHO-23/24 was also included as a positive control at each time point.
На фигурах 8A-8D показано, что %GFP, полученный с помощью различных мегануклеаз ВГВ, изменялся с течением времени. Мегануклеазы ВГВ 5-6 и ВГВ 11-12 были по существу постоянны в течение 12-дневного периода анализа (Фигуры 8В и 8D), тогда как мегануклеазы ВГВ 1-2 и ВГВ 7-8 вызывали образование высокого уровня GFP-положительных клеток в более ранние моменты времени, который снижался с течением времени в ходе эксперимента.Figures 8A-8D show that %GFP generated by various HBV meganucleases changed over time. HBV 5-6 and HBV 11-12 meganucleases were essentially constant over the 12-day assay period (Figures 8B and 8D), while HBV 1-2 and HBV 7-8 meganucleases produced high levels of GFP-positive cells in more than early time points, which decreased over time during the experiment.
Выводы.Conclusions.
Данные исследования демонстрируют, что мегануклеазы ВГВ, входящие в объем настоящего изобретения, могут эффективно нацеливаться и расщеплять соответствующие последовательности распознавания в клетках, и что данный эффект может быть либо постоянным, либо меняться с течением времени.These studies demonstrate that the HBV meganucleases within the scope of the present invention can effectively target and cleave appropriate recognition sequences in cells, and that this effect can either be permanent or change over time.
Пример 2.Example 2
ВГВ-специфичные нуклеазы уничтожают плазмидную ДНК в Е. coli.HBV-specific nucleases destroy plasmid DNA in E. coli.
Бактериальная репортерная система, использующая эписомную ДНК.Bacterial reporter system using episomal DNA.
Цель данного эксперимента состояла в оценке способности мегануклеаз ВГВ согласно настоящему изобретению распознавать и расщеплять последовательности распознавания внутри эписомных ДНКплазмид в репортерной системе Е. coli. Плазмиду, названную pARCUS, получали, чтобы вести индуцируемую экспрессию нуклеазы ARCUS (фиг. 9А). В pARCUS нуклеазу ARCUS (здесь либо ВГВ 5-6х.33, либо ВГВ 11-12х) помещали под контроль индуцируемого IPTG промотора. Кроме того, чтобы позволить селекцию трансформированных бактерий, pARCUS кодирует ген устойчивости к ампициллину. pARCUS представляет собой низкокопийную плазмиду, так что индуцированная экспрессия нуклеазы ARCUS не приводит к сверхэкспрессии.The purpose of this experiment was to evaluate the ability of the HBV meganucleases of the present invention to recognize and cleave recognition sequences within episomal DNA plasmids in the E. coli reporter system. A plasmid named pARCUS was generated to drive inducible expression of the ARCUS nuclease (FIG. 9A). In pARCUS, the ARCUS nuclease (here either HBV 5-6x.33 or HBV 11-12x) was placed under the control of an IPTG inducible promoter. In addition, to allow selection of transformed bacteria, pARCUS encodes an ampicillin resistance gene. pARCUS is a low copy plasmid such that induced expression of the ARCUS nuclease does not result in overexpression.
Получали дополнительную плазмиду, названную pHBVa (фиг. 9А).Received additional plasmid, named pHBVa (Fig. 9A).
pHBVa несет большой фрагмент генома ВГВ, включая последовательности распознавания ВГВ 5-6 и ВГВ 11-12. Указанная плазмида также кодирует ген устойчивости к канамицину и ген SacB. Ген устойчивости к канамицину позволяет селекцию трансформированных бактерий, и ген SacB представляет соpHBVa carries a large fragment of the HBV genome, including the HBV 5-6 and HBV 11-12 recognition sequences. This plasmid also encodes the kanamycin resistance gene and the SacB gene. The kanamycin resistance gene allows the selection of transformed bacteria, and the SacB gene is a
- 38 042452 бой токсин, который активен в присутствии сахарозы. Таким образом, бактерии, трансформированные pHBVa, выживут в присутствии канамицина в среде, но не выживут в присутствии канамицина и сахарозы. pHBVa была разработана как высококопийная плазмида в попытке повторить инфицированную ВГВ клетку, в которой может находиться множество копий генома ВГВ. Важно отметить, что pHBVa использует точку начала репликации, отличную от таковой в pARCUS, что позволяет совместную трансформацию бактерий обеими плазмидами.- 38 042452 fighting a toxin that is active in the presence of sucrose. Thus, bacteria transformed with pHBVa will survive in the presence of kanamycin in the medium, but will not survive in the presence of kanamycin and sucrose. pHBVa was designed as a high copy number plasmid in an attempt to replicate an HBV-infected cell that can carry multiple copies of the HBV genome. Importantly, pHBVa uses a different origin of replication from that of pARCUS, which allows co-transformation of bacteria by both plasmids.
Когда бактерии совместно трансформируют данными плазмидами и растят в среде, содержащей различные комбинации селективного давления (ампициллина, канамицина или сахарозы), это приводит к нескольким возможным результатам. Бактерии, которые трансформировали pARCUS и растили в присутствии ампициллина, будут нести плазмиду pARCUS, но не будут экспрессировать кодируемую нуклеазу, если ростовую среду не дополнить IPTG. После индукции IPTG кодируемая нуклеаза будет экспрессироваться. Бактерии, трансформированные pHBVa, будут расти в присутствии канамицина, но не в присутствии канамицина и сахарозы. Бактерии, совместно трансформированные с pARCUS и pHBVa, в присутствии ампициллина и/или канамицина будут чувствительны к сахарозе. Спрогнозировали, что в бактериях, совместно трансформированных pARCUS и pHBV, индукция нуклеазы ARCUS IPTG будет приводить к экспрессии нуклеазы, которая затем сможет расщепить целевой сайт, который кодируется pHBVa. Ожидали, что расщепление в данном сайте будет приводить к линеаризации плазмиды pHBVa, которая затем должна быстро разрушиться бактериальными нуклеазами. Деградация плазмиды pHBV будет приводить к двум результатам: бактерии утратят устойчивость к канамицину, но будут способны выживать в присутствии сахарозы.When bacteria are co-transformed with these plasmids and grown in media containing various combinations of selective pressure (ampicillin, kanamycin, or sucrose), several possible outcomes result. Bacteria that have transformed pARCUS and grown in the presence of ampicillin will carry the pARCUS plasmid but will not express the encoded nuclease unless the growth medium is supplemented with IPTG. After IPTG induction, the encoded nuclease will be expressed. Bacteria transformed with pHBVa will grow in the presence of kanamycin, but not in the presence of kanamycin and sucrose. Bacteria co-transformed with pARCUS and pHBVa in the presence of ampicillin and/or kanamycin will be sensitive to sucrose. In bacteria co-transformed with pARCUS and pHBV, induction of the ARCUS IPTG nuclease was predicted to result in the expression of the nuclease, which would then be able to cleave the target site encoded by pHBVa. Cleavage at this site was expected to result in linearization of the pHBVa plasmid, which should then be rapidly degraded by bacterial nucleases. Degradation of the pHBV plasmid will have two results: the bacteria will lose resistance to kanamycin but will be able to survive in the presence of sucrose.
Для того чтобы проверить результаты совместной трансформации, бактерии совместно трансформировали (путем электропорации) плазмидами pARCUS и pHBVa и культивировали в присутствии ампициллина в течение 3 часов перед посевом. В параллельных культурах совместно трансформированные клетки обрабатывали IPTG (3 часа), чтобы вызвать экспрессию нуклеазы и позволить расщепление pHBVa. Клетки затем высевали на чашки с агаром в присутствии ампициллина, ампициллина и сахарозы или ампициллина и канамицина. Чашки инкубировали в течение ночи и подсчитывали колонии, чтобы оценить выживаемость бактерий.In order to test the results of co-transformation, the bacteria were co-transformed (by electroporation) with pARCUS and pHBVa plasmids and cultured in the presence of ampicillin for 3 hours before seeding. In parallel cultures, co-transformed cells were treated with IPTG (3 hours) to induce nuclease expression and allow cleavage of pHBVa. Cells were then seeded on agar plates in the presence of ampicillin, ampicillin and sucrose or ampicillin and kanamycin. The plates were incubated overnight and colonies were counted to assess bacterial survival.
Результаты.Results.
Количество колоний, присутствующих на каждой чашке с селективной средой, явилось существенным доказательством способности нуклеаз ARCUS расщеплять плазмиду pHBVa. На контрольных чашках с ампициллином количество колоний как из неиндуцированных, так и из индуцированных IPTG культур было равным для клеток, совместно трансформированных pHBVa и любой плазмидой pARCUS (Фиг. 9В). Наблюдалось различие в количестве колоний между бактериями, совместно трансформированными pARCUS, кодирующей ВГВ 5-6х.33, и бактериями, совместно трансформированными pARCUS, кодирующей ВГВ 11-12х.26, но это вероятно отражает эффективность трансформации.The number of colonies present on each plate of selective medium provided significant evidence for the ability of ARCUS nucleases to cleave the pHBVa plasmid. On the control plates with ampicillin, the number of colonies from both non-induced and IPTG-induced cultures was equal for cells co-transformed with pHBVa and any pARCUS plasmid (Fig. 9B). There was a difference in colony count between bacteria co-transformed with pARCUS encoding HBV 5-6x.33 and bacteria co-transformed with pARCUS encoding HBV 11-12x.26, but this probably reflects transformation efficiency.
Наоборот, количество колоний в не индуцированных IPTG культурах на чашках, содержащих как ампициллин, так и сахарозу, сильно уменьшалось, указывая на то, что ген SacB позволял эффективно уничтожать клетки, когда сахароза была доступна (Фиг. 9В). Тем не менее, культуры, которые индуцировали IPTG, росли достаточно хорошо на чашках, содержащих как ампициллин, так и сахарозу, что свидетельствовало об элиминировании гена SacB. Количества колоний бактерий, совместно трансформированных (но не индуцированных IPTG) pHBVa и pARCUS, кодирующей ВГВ 11-12х.26, были такими же, как на контрольных чашках с ампициллином, и количества колоний бактерий, совместно трансформированных pARCUS 5-6х.33, были лишь слегка меньше по сравнению с контрольными чашками.Conversely, the number of colonies in non-IPTG-induced cultures on plates containing both ampicillin and sucrose was greatly reduced, indicating that the SacB gene allowed effective cell killing when sucrose was available (Fig. 9B). However, cultures that induced IPTG grew quite well on plates containing both ampicillin and sucrose, indicating deletion of the SacB gene. Colony numbers of bacteria co-transformed (but not induced by IPTG) with pHBVa and pARCUS encoding HBV 11-12x.26 were the same as on control ampicillin plates, and colony numbers of bacteria co-transformed with pARCUS 5-6x.33 were only slightly less than the control plates.
Неиндуцированные IPTG культуры были способны расти на чашках, содержащих как ампициллин, так и канамицин (фиг. 9В). Количества колоний бактерий, совместно трансформированных pARCUS, кодирующими ВГВ 11-12х.26, были приблизительно равны таковым на контрольных чашках, содержащих только ампициллин, и количества клеток, совместно трансформированных pARCUS ВГВ 5-6х.33, было лишь слегка ниже по сравнению с контролями. Тем не менее, когда индуцированные IPTG клетки растили на чашках, содержащих ампициллин и канамицин, количества колоний были близки к нулю, свидетельствуя об элиминировании плазмид, несущих ген устойчивости к канамицину (фиг. 9В).Non-induced IPTG cultures were able to grow on plates containing both ampicillin and kanamycin (FIG. 9B). The colony numbers of bacteria co-transformed with pARCUS encoding HBV 11-12x.26 were approximately equal to those on control plates containing only ampicillin, and the numbers of cells co-transformed with pARCUS HBV 5-6x.33 were only slightly lower compared to controls. . However, when IPTG-induced cells were grown on plates containing ampicillin and kanamycin, colony numbers were close to zero, indicating the elimination of plasmids carrying the kanamycin resistance gene (FIG. 9B).
Выводы.Conclusions.
Данные результаты явно демонстрируют, что мегануклеазы ВГВ согласно настоящему изобретению, распознающие сайты в геноме ВГВ, способны разрезать плазмиду pHBVa, приводя к удалению плазмиды pHBVa. В индуцированных IPTG культурах клетки росли в присутствии сахарозы, свидетельствуя об эффективном удалении содержащей SacB плазмиды. Аналогично, в индуцированных IPTG культурах клетки погибали в присутствии канамицина, также решительно свидетельствуя о разрушении плазмиды pHBVa. Возможно, что аналогичные результаты можно получить в инфицированных ВГВ клетках млекопитающих, применяя мегануклеазы ВГВ согласно настоящему изобретению для расщепления кзкДНК ВГВ. В бактериях линейная ДНК быстро уничтожалась. Можно предположить, что линеаризованная кзкДНК в клетках млекопитающих также будет расщепляться клеточным нуклеазами. Даже если расщепление не приводит к линеаризации и элиминированию кзкДНК, вероятно, что мутации инсерций/делеций, вызванные нуклеазой ARCUS ВГВ, будут нарушать кодирующие области и делатьThese results clearly demonstrate that the HBV meganucleases of the present invention, which recognize sites in the HBV genome, are able to cut the pHBVa plasmid, resulting in the removal of the pHBVa plasmid. In IPTG-induced cultures, cells grew in the presence of sucrose, indicating efficient removal of the SacB-containing plasmid. Similarly, in IPTG-induced cultures, cells died in the presence of kanamycin, also strongly indicating destruction of the pHBVa plasmid. It is possible that similar results can be obtained in HBV-infected mammalian cells by using the HBV meganucleases of the present invention to cleave HBV cccDNA. In bacteria, linear DNA is rapidly destroyed. It can be assumed that linearized cccDNA in mammalian cells will also be cleaved by cellular nucleases. Even if cleavage does not linearize and eliminate cccDNA, it is likely that insertion/deletion mutations caused by HBV ARCUS nuclease will disrupt coding regions and make
- 39 042452 кзкДНК неспособной продуцировать функциональные белки ВГВ. Таким образом, мегануклеазы согласно настоящему изобретению, нацеленные на сайты в геноме ВГВ, должны представлять собой эффективный способ уничтожения или инактивации кзкДНК ВГВ.- 39 042452 cccDNA unable to produce functional HBV proteins. Thus, the meganucleases of the present invention, targeting sites in the HBV genome, should be an efficient way to kill or inactivate HBV cccDNA.
Пример 3.Example 3
Нацеливание на вирусные геномы ВГВ в клетках.Targeting HBV viral genomes in cells.
Лечение клеток AD38, экспрессирующих геном ВГВ.Treatment of AD38 cells expressing the HBV genome.
Основной целью данных примеров была оценка того, способны ли мегануклеазы согласно настоящему изобретению инактивировать и/или устранить геномы ВГВ из инфицированных ВГВ клеток млекопитающих.The primary purpose of these examples was to evaluate whether the meganucleases of the present invention are capable of inactivating and/or eliminating HBV genomes from HBV-infected mammalian cells.
В первом исследовании эффективность мегануклеазы оценивали в линии клеток AD38, которая стабильно экспрессирует геном ВГВ под контролем промотора Tet. Данная линия клеток AD38 не продуцирует активные вирусные частицы, но продуцирует S антиген ВГВ (HBsAg), который можно обнаружить в кондиционированной клетками среде. В данном исследовании клетки трансфицировали плазмидой ДНК, кодирующей либо ВГВ 5-6х.33, либо ВГВ 11-12х.26. Обе данные сконструированные мегануклеазы нацелены на последовательность, специфичную для генома ВГВ, при этом ВГВ 5-6х.33 нацелена на последовательность внутри перекрывающихся рамок считывания S (ген HBsAg) и Р (ген полимеразы) и ВГВ 1112х.26 нацелена на ген Р. В качестве контроля, клетки AD38 трансфицировали с плазмидой, кодирующей ген красного флуоресцентного белка (RFP). Клетки высевали и через 24 часа трансфицировали плазмидами, применяя протокол трансфекции на основе липосом. Через 24 часа после трансфекции клетки AD38 промывали, чтобы удалить оставшиеся комплексы липосом. В дни 3 и 7 после трансфекции собирали супернатант клеток и анализировали присутствие в нем HBsAg с помощью ELISA.In the first study, the efficacy of meganuclease was evaluated in the AD38 cell line, which stably expresses the HBV genome under the control of the Tet promoter. This AD38 cell line does not produce active viral particles, but produces HBV S antigen (HBsAg), which can be detected in cell-conditioned media. In this study, cells were transfected with plasmid DNA encoding either HBV 5-6x.33 or HBV 11-12x.26. Both of these engineered meganucleases target a sequence specific to the HBV genome, with HBV 5-6x.33 targeting the sequence within the overlapping reading frames S (HBsAg gene) and P (polymerase gene) and HBV 1112x.26 targeting the P gene. As a control, AD38 cells were transfected with a plasmid encoding the red fluorescent protein (RFP) gene. Cells were seeded and 24 hours later transfected with plasmids using a liposome-based transfection protocol. 24 hours after transfection, AD38 cells were washed to remove remaining liposome complexes. On days 3 and 7 after transfection, the cell supernatant was collected and analyzed for the presence of HBsAg by ELISA.
Результаты.Results.
Результаты ELISA нормировали на количество HBsAg, присутствующее в супернатанте трансфицированных RFP клеток AD38 в день 3 и день 7 после трансфекции. В день 3 после трансфекции для клеток, трансфицированных плазмидой, кодирующей ВГВ 11-12х.26, выявили приблизительно на 25% меньше HBsAg в супернатанте по сравнению с трансфицированными RFP клетками (фиг. 10). В то же момент времени для клеток, трансфицированных плазмидой, кодирующей ВГВ 5-6х.33, выявили приблизительно на 50% меньше HBsAg в супернатанте по сравнению с трансфицированными RFP клетками (фиг. 10). Нетрансфицированные контрольные клетки были по существу такими же, как и трансфицированные RFP клетки. Снижение уровня HBsAg было даже более явным в день 7 после трансфекции. Для клеток AD38, трансфицированных ВГВ 11-12х.26, выявили уровни HBsAg, приблизительно на 50% меньшие чем для клеток, трансфицированных с RFP, и у клеток, трансфицированных ВГВ 5-6х.33, уровни были приблизительно на 75% ниже чем в контроле RFP (фиг. 10). В день 7 после трансфекции у клеток, трансфицированных RFP, было значительно меньше HBsAg в супернатанте по сравнению с нетрансфицированными клетками, позволяя предложить, что процесс трансфекции оказывал отрицательное влияние на способность указанных клеток продуцировать HBsAg. Тем не менее, влияние было гораздо более явным в клетках, трансфицированных плазмидами, кодирующими мегануклеазы ВГВ, позволяя решительно предложить, что снижение уровней HBsAg в супернатанте происходило вследствие активности мегануклеазы.ELISA results were normalized to the amount of HBsAg present in the supernatant of RFP-transfected AD38 cells on day 3 and day 7 post-transfection. On day 3 post-transfection, cells transfected with the plasmid encoding HBV 11-12x.26 showed approximately 25% less HBsAg in the supernatant compared to RFP-transfected cells (FIG. 10). At the same time point, cells transfected with the plasmid encoding HBV 5-6x.33 showed approximately 50% less HBsAg in the supernatant compared to RFP-transfected cells (FIG. 10). Non-transfected control cells were essentially the same as RFP-transfected cells. The decrease in HBsAg was even more pronounced on day 7 post-transfection. AD38 cells transfected with HBV 11-12x.26 showed HBsAg levels approximately 50% lower than cells transfected with RFP, and cells transfected with HBV 5-6x.33 levels were approximately 75% lower than in RFP control (Fig. 10). At day 7 post-transfection, cells transfected with RFP had significantly less HBsAg in the supernatant compared to non-transfected cells, suggesting that the transfection process had a negative effect on the ability of these cells to produce HBsAg. However, the effect was much more pronounced in cells transfected with plasmids encoding HBV meganucleases, strongly suggesting that the decrease in HBsAg levels in the supernatant was due to meganuclease activity.
Выводы.Conclusions.
Данные результаты демонстрируют, что для клеток AD38, трансфицированных плазмидами, кодирующими либо ВГВ 5-6х.33, либо ВГВ 11-12х.26, наблюдают значительное снижение уровней HBsAg в супернатанте по сравнению либо с нетрансфицированными клетками, либо с клетками, трансфицированными репортерным геном RFP. Снижение уровней HBsAg в супернатанте, кондиционированном клетками, трансфицированными любой из мегануклеаз ВГВ, дает веские основания полагать, что указанное снижение происходит вследствие активности мегануклеазы против генома ВГВ в клетках AD38.These results demonstrate that AD38 cells transfected with plasmids encoding either HBV 5-6x.33 or HBV 11-12x.26 show a significant reduction in HBsAg levels in the supernatant compared to either non-transfected cells or cells transfected with the reporter gene. RFP. The decrease in HBsAg levels in the supernatant conditioned by cells transfected with any of the HBV meganucleases strongly suggests that this decrease is due to the activity of the meganuclease against the HBV genome in AD38 cells.
Пример 4.Example 4
Нацеливание на вирусные геномы ВГВ в клетках.Targeting HBV viral genomes in cells.
Лечение клеток AD38, экспрессирующих геном ВГВ.Treatment of AD38 cells expressing the HBV genome.
Исследования в примере 3 выше демонстрируют эффективность мегануклеазы в отношении снижения секреции HBsAg из экспрессирующих геном ВГВ линии клеток AD38. Для того чтобы определить, можно ли добиться большого снижения секреции HBsAg, применяя лентивирусную доставку вместо трансфекции плазмидой, данное исследование повторяли с лентивирусной доставкой, применяя мегануклеазы ВГВ 11-12х.26 и ВГВ 5-6х.33 отдельно или в комбинации.The studies in Example 3 above demonstrate the efficacy of the meganuclease in reducing HBsAg secretion from the HBV genome-expressing AD38 cell line. To determine whether a large reduction in HBsAg secretion could be achieved using lentiviral delivery instead of plasmid transfection, this study was repeated with lentiviral delivery using HBV 11-12x.26 and HBV 5-6x.33 meganucleases alone or in combination.
Получали лентивирусы, которые экспрессировали либо RFP, ВГВ 5-6х.33, либо ВГВ 11-12х.26, и клетки AD38 трансдуцировали, чтобы определить влияние мегануклеаз на продукцию HBsAg. Клетки AD38 высевали и через 24 часа трансдуцировали либо лентивирусом, кодирующим RFP, ВГВ 5-6х.33, ВГВ 11-12х.26, либо смесью 1:1 лентивирусов, кодирующих мегануклеазы ВГВ. Клетки трансдуцировали отдельными лентивирусами с МЗ, равной 1, 2 или 4. Клетки, которые трансдуцировали смесью 1:1 кодирующих мегануклеазу ВГВ лентивирусов, трансдуцировали при МЗ, равной 2 и 4. Среды трансдуцированных клеток заменяли в день 1 и день 3 после трансдукции. В день 7 после трансдукции собирали супернатанты клеток и анализировали присутствие в них HBsAg с помощью ELISA.Lentiviruses were prepared that expressed either RFP, HBV 5-6x.33 or HBV 11-12x.26, and AD38 cells were transduced to determine the effect of meganucleases on HBsAg production. AD38 cells were seeded and 24 hours later transduced with either lentivirus encoding RFP, HBV 5-6x.33, HBV 11-12x.26, or a 1:1 mixture of lentiviruses encoding HBV meganucleases. Cells were transduced with individual lentiviruses at MVs of 1, 2, or 4. Cells that were transduced with a 1:1 mixture of HBV meganuclease-encoding lentiviruses were transduced at MVs of 2 and 4. Transduced cell media were replaced on day 1 and day 3 post-transduction. On day 7 after transduction, cell supernatants were collected and analyzed for the presence of HBsAg in them using ELISA.
- 40 042452- 40 042452
Результаты.Results.
Результаты ELISA нормировали на количество HBsAg, присутствующее в супернатанте трансдуцированных RFP клеток AD38 в день 7 после трансфекции. При МЗ, равной 1, для клеток AD38, трансдуцированных ВГВ 5-6х.33, выявили приблизительно на 60% меньше HBsAg в супернатанте, чем для клеток AD38, трансдуцированных экспрессирующим RFP лентивирусом (фиг. 11). Также при МЗ, равной 1, для ВГВ 11-12х.26 выявили приблизительно на 40% меньше HBsAg, чем для RFP. При более высокой МЗ действие мегануклеаз ВГВ было более ярко выраженным. При МЗ, равной 2, для клеток, трансдуцированных лентивирусом, кодирующим ВГВ 5-6х.33, выявили снижение HBsAg приблизительно на 80% по сравнению с трансдуцированными RFP клетками и при МЗ, равной 4, снижение было приблизительно на 90% по сравнению с трансдуцированными RFP клетками. Аналогично, при МЗ, равной 2, для клеток, трансдуцированных лентивирусом, кодирующим ВГВ 11-12х.26, выявили приблизительно на 70% меньше HBsAg, чем для трансдуцированных RFP клеток и при МЗ, равной 4, уровни HBsAg были ниже приблизительно на 80%. Наконец, для клеток, трансдуцированных смесью 1:1 лентивирусов, кодирующих мегануклеазы ВГВ, также выявили резкое снижение уровней HBsAg в супернатанте по сравнению с трансдуцированными RFP контрольными клетками (фиг. 11). При общей МЗ, равной 2, экспрессирующие ВГВ лентивирусы снижали экспрессию HBsAg приблизительно на 80%, и при общей МЗ, равной 4, экспрессия снижалась приблизительно на 90%.ELISA results were normalized to the amount of HBsAg present in the supernatant of RFP-transduced AD38 cells on day 7 post-transfection. At an MZ of 1, AD38 cells transduced with HBV 5-6x33 detected approximately 60% less HBsAg in the supernatant than AD38 cells transduced with RFP-expressing lentivirus (FIG. 11). Also, at an MZ of 1, HBV 11-12x.26 detected approximately 40% less HBsAg than RFP. At higher MS, the action of HBV meganucleases was more pronounced. At an MZ of 2, cells transduced with lentivirus encoding HBV 5-6x.33 showed a decrease in HBsAg of approximately 80% compared to transduced RFP cells, and at an MZ of 4, the reduction was approximately 90% compared with transduced cells. RFP cells. Similarly, at an MR of 2, cells transduced with lentivirus encoding HBV 11-12x.26 had approximately 70% less HBsAg than RFP-transduced cells, and at an MR of 4, HBsAg levels were approximately 80% lower. . Finally, cells transduced with a 1:1 mixture of lentiviruses encoding HBV meganucleases also showed a dramatic decrease in supernatant HBsAg levels compared to RFP-transduced control cells (FIG. 11). At a total MR of 2, HBV-expressing lentiviruses reduced HBsAg expression by approximately 80%, and at a total MR of 4, expression was reduced by approximately 90%.
Выводы.Conclusions.
Данные результаты демонстрируют, что для клеток AD38, трансдуцированных лентивирусами, кодирующими либо ВГВ 5-6х.33, либо ВГВ 11-12х.26, либо комбинацию обоих, выявили резкое снижение уровней HBsAg в супернатанте по сравнению с клетками, трансдуцированными лентивирусом, экспрессирующим RFP. Снижение уровней HBsAg в супернатанте клеток, трансдуцированных лентивирусами, экспрессирующими любую или обе мегануклеазы ВГВ, дает веские основания полагать, что указанное снижение происходит вследствие активности мегануклеазы против генома ВГВ в клетках AD38. Кроме того, полученные результаты демонстрируют, что совместная экспрессия мегануклеаз ВГВ эффективно снижает экспрессию HBsAg, что дает веские основания полагать, что совместно экспрессированные мегануклеазы могут эффективно разрушать геном ВГВ.These results demonstrate that AD38 cells transduced with lentiviruses encoding either HBV 5-6x.33 or HBV 11-12x.26 or a combination of both showed a dramatic decrease in HBsAg levels in the supernatant compared to cells transduced with RFP-expressing lentivirus. . The decrease in HBsAg levels in the supernatant of cells transduced with lentiviruses expressing either or both HBV meganucleases strongly suggests that this decrease is due to meganuclease activity against the HBV genome in AD38 cells. In addition, the results demonstrate that co-expression of HBV meganucleases effectively reduces HBsAg expression, suggesting that co-expressed meganucleases can effectively degrade the HBV genome.
Пример 5.Example 5
Нацеливание на геномы вируса ВГВ в клетках.Targeting HBV genomes in cells.
Лечение клеток AD38, экспрессирующих геном ВГВ.Treatment of AD38 cells expressing the HBV genome.
В дополнительном исследовании клетки AD38 трансдуцировали лентивирусами, кодирующими мегануклеазы ВГВ 5-6х.33 или ВГВ 11-12х.26, чтобы наблюдать влияние обработки мегануклеазами на секрецию HBsAg, копии ДНК ВГВ, присутствующие в культуральной среде, и копии внутриклеточной кзкДНК ВГВ. Аналогично примеру 4 выше, получали лентивирусы, которые экспрессировали либо RFP (LV212), либо ВГВ 5-6х.33 (LV224), либо ВГВ 11-12х.26 (LV225), и трансдуцировали клетки AD38, чтобы определить влияние мегануклеаз на каждый экспериментальный результат. Клетки AD38 высевали в присутствии тетрациклина и через 24 часа трансдуцировали лентивирусом, кодирующим RFP, ВГВ 56х.33 или ВГВ 11-12х.26 при МЗ, равной 4. Среды трансдуцированных клеток заменяли через 24 часа после трансдукции. В день 7 после трансдукции собирали супернатанты клеток и анализировали присутствие в них HBsAg с помощью ELISA. Копии внеклеточной ДНК ВГВ на 5 мкл культуры клеток определяли с помощью количественной ПЦР. Получали лизаты клеток и определяли число копий внутриклеточной кзкДНК ВГВ на 5 мкл клеточного лизата с помощью количественной ПНР.In an additional study, AD38 cells were transduced with lentiviruses encoding HBV 5-6x.33 or HBV 11-12x.26 meganucleases to observe the effect of meganuclease treatment on HBsAg secretion, copies of HBV DNA present in the culture medium, and copies of intracellular HBV cccDNA. As in Example 4 above, lentiviruses were prepared that expressed either RFP (LV212) or HBV 5-6x.33 (LV224) or HBV 11-12x.26 (LV225) and AD38 cells were transduced to determine the effect of meganucleases on each experimental result. AD38 cells were seeded in the presence of tetracycline and transduced 24 hours later with lentivirus encoding RFP, HBV 56x.33 or HBV 11-12x.26 at an MZ of 4. The media of the transduced cells were replaced 24 hours after transduction. On day 7 after transduction, cell supernatants were collected and analyzed for the presence of HBsAg in them using ELISA. Copies of extracellular HBV DNA per 5 μl of cell culture were determined using quantitative PCR. Cell lysates were prepared and the copy number of intracellular HBV cccDNA per 5 μl of cell lysate was determined by quantitative PCR.
Результаты.Results.
При МЗ, равной 4, для клеток AD38, трансдуцированных ВГВ 5-6х.33 и ВГВ 11-12х.26, выявили приблизительно на 58 и 25% меньше HBsAg в культуральной среде, соответственно, через 7 дней после трансдукции, чем для клеток AD38, трансдуцированных экспрессирующим RFP лентивирусом (Фиг. 12А). Число копий внеклеточной ДНК ВГВ после трансдукции мегануклеазами ВГВ 5-6х.33 и ВГВ 1112х.26 также снижалось приблизительно на 28 и 50%, соответственно, по сравнению с трансдукцией экспрессирующим RFP лентивирусом (фиг. 12В). Наконец, число копий внутриклеточной кзкДНК ВГВ также снижалось после трансдукции мегануклеазами ВГВ 5-6х.33 и ВГВ 11-12х.26 приблизительно на 71 и 60%, соответственно, по сравнению с трансдукцией экспрессирующим RFP лентивирусом (фиг. 12С).At an MZ of 4, AD38 cells transduced with HBV 5-6x.33 and HBV 11-12x.26 showed approximately 58% and 25% less HBsAg in culture media, respectively, 7 days post-transduction than AD38 cells. transduced with an RFP expressing lentivirus (FIG. 12A). The copy number of extracellular HBV DNA after transduction with HBV 5-6x.33 and HBV 1112x.26 meganucleases was also reduced by approximately 28% and 50%, respectively, compared to transduction with RFP-expressing lentivirus (Fig. 12B). Finally, the copy number of intracellular HBV cccDNA was also reduced after transduction with HBV 5-6x.33 and HBV 11-12x.26 meganucleases by approximately 71% and 60%, respectively, compared to transduction with RFP-expressing lentivirus (Fig. 12C).
Выводы.Conclusions.
Данные результаты дополнительно демонстрируют, что для клеток AD38, трансдуцированных лентивирусами, кодирующими любую из мегануклеаз ВГВ 5-6х.33 или ВГВ 11-12х.26, выявили резкое снижение уровней HBsAg в супернатанте по сравнению с клетками, трансдуцированными лентивирусом, экспрессирующим RFP. Кроме того, полученные результаты демонстрируют, что мегануклеазы ВГВ согласно настоящему изобретению также снижали число копий внеклеточной ДНК ВГВ и, что важно, значительно снижали число копий внутриклеточной кзкДНК ВГВ.These results further demonstrate that AD38 cells transduced with lentiviruses encoding either of the HBV 5-6x.33 or HBV 11-12x.26 meganucleases showed a dramatic decrease in supernatant HBsAg levels compared to cells transduced with RFP-expressing lentivirus. In addition, the results demonstrate that the HBV meganucleases of the present invention also reduced the copy number of extracellular HBV DNA and, importantly, significantly reduced the copy number of intracellular HBV cccDNA.
Пример 6.Example 6
Лечение инфицированных ВГВ первичных гепатоцитов человека.Treatment of HBV-infected primary human hepatocytes.
Исследования в примерах выше демонстрируют эффективность мегануклеазы в отношении уменьшения секреции HBsAg из экспрессирующей геном ВГВ линии клеток AD38. Исследования, описанные вThe studies in the examples above demonstrate the efficacy of meganuclease in reducing HBsAg secretion from an HBV genome-expressing AD38 cell line. Studies described in
- 41 042452 настоящем примере, проводили, чтобы определить эффективность мегануклеаз ВГВ согласно настоящему изобретению в инфицированных ВГВ первичных гепатоцитах человека.- 41 042452 of the present example, was carried out to determine the effectiveness of HBV meganucleases according to the present invention in HBV-infected primary human hepatocytes.
Получали лентивирусы, которые экспрессировали либо RFP, либо ВГВ 5-6х.33, либо ВГВ 1112х.26, и инфицированные ВГВ первичные гепатоциты человека трансдуцировали, чтобы определить влияние мегануклеаз на продукцию HBsAg и HBeAg. Вкратце, первичные гепатоциты человека высевали и через 24 часа инфицировали ВГВ. В день 1 после инфицирования клетки промывали и через 24 часа (день 2 после инфицирования) трансдуцировали либо лентивирусом, кодирующим RFP, ВГВ 5-6х.33, ВГВ 11-12х.26, либо смесью 1:1 лентивирусов, кодирующих мегануклеазы ВГВ. В качестве дополнительного контроля инфицированные клетки обрабатывали ДМСО. Собирали супернатанты клеток и заменяли среду в дни 4, 8, 11 и 13 после трансдукции. В каждый момент времени измеряли HBsAg и HBeAg в супернатантах клеток с помощью ELISA. Также измеряли внеклеточную ДНК в супернатанте в день 13 после инфицирования.Lentiviruses were prepared that expressed either RFP or HBV 5-6x.33 or HBV 1112x.26 and HBV-infected primary human hepatocytes were transduced to determine the effect of meganucleases on HBsAg and HBeAg production. Briefly, primary human hepatocytes were seeded and infected with HBV 24 hours later. On day 1 post-infection, cells were washed and 24 hours later (day 2 post-infection) transduced with either lentivirus encoding RFP, HBV 5-6x.33, HBV 11-12x.26, or a 1:1 mixture of lentiviruses encoding HBV meganucleases. As an additional control, infected cells were treated with DMSO. Cell supernatants were harvested and medium changed on days 4, 8, 11 and 13 post-transduction. At each time point, HBsAg and HBeAg were measured in cell supernatants by ELISA. Also measured extracellular DNA in the supernatant on day 13 after infection.
Результаты.Results.
Для того чтобы определить, влияла ли в целом трансдукция лентивирусом на секрецию либо HBsAg, либо HBeAg, супернатанты клеток, трансдуцированных кодирующим RFP лентивирусом, сравнивали с супернатантами клеток, обработанных ДМСО (фиг. 13). Трансдукция инфицированных ВГВ первичных гепатоцитов человека лентивирусом, кодирующим RFP, оказывала незначительное влияние, если вообще оказывала, на секрецию HBsAg или HBeAg (фиг. 13А и 13В). При МЗ, равной 5 или 2,5, уровни HBsAg были идентичны таковым в клетках, обработанных ДМСО, и при МЗ, равной 1,25, наблюдали лишь умеренное их снижение (фиг. 13А). Аналогично, показали лишь умеренное снижение уровней HBeAg в супернатантах клеток, трансдуцированных лентивирусом RFP, при МЗ, равной 1,25, 2,5 или 5, по сравнению с обработанными ДМСО клетками (фиг. 13В). Кроме того, выявили незначительное различие между количеством внеклеточного ВГВ, обнаруженного в супернатанте инфицированных ВГВ первичных гепатоцитов человека, обработанных ДМСО клеток и клеток, трансдуцированных кодирующим RFP лентивирусом (фиг. 13С).To determine whether lentivirus transduction generally affected either HBsAg or HBeAg secretion, supernatants of cells transduced with RFP-encoding lentivirus were compared to supernatants of cells treated with DMSO (FIG. 13). Transduction of HBV-infected primary human hepatocytes with RFP-encoding lentivirus had little, if any, effect on HBsAg or HBeAg secretion (FIGS. 13A and 13B). At an MV of 5 or 2.5, HBsAg levels were identical to those in DMSO-treated cells, and at an MV of 1.25 only a modest decrease was observed (FIG. 13A). Similarly, only modest reductions in HBeAg levels were shown in supernatants of RFP lentivirus-transduced cells at MW of 1.25, 2.5, or 5 compared to DMSO-treated cells (FIG. 13B). In addition, there was no significant difference between the amount of extracellular HBV found in the supernatant of HBV-infected primary human hepatocytes, DMSO-treated cells, and cells transduced with RFP-encoding lentivirus (Fig. 13C).
Показав, что трансдукция лентивирусом в общем не влияла на функцию.Showing that transduction with lentivirus did not generally affect function.
ВГВ в инфицированных первичных гепатоцитах человека, лентивирусы, кодирующие мегануклеазы ВГВ, сравнивали с лентивирусом RFP. Результаты ELISA для HBsAg нормировали на количество HBsAg, присутствующее в супернатанте трансдуцированных RFP инфицированных ВГВ первичных гепатоцитов человека через дней 3, 8, 11 и 13 после трансдукции (фиг. 14). При обеих МЗ, равных 2,5 и 1,25, для клеток, трансдуцированных лентивирусом, кодирующим ВГВ 5-6х.33, выявили равномерное снижение уровней HBsAg за время проведения эксперимента: незначительно сниженные уровни в день 3, снижение приблизительно на 50-60% к дню 8 и снижение приблизительно на 90% к дням 11 и 13 по сравнению с контролем RFP (фиг. 14А и 14В). Для инфицированных клеток, трансдуцированных ВГВ 11-12х.26, выявили сходный паттерн при обеих МЗ, равных 2,5 и 1,25, при этом более заметное снижение наблюдали в момент времени день 3 (снижение приблизительно на 50%), и снижение также достигало приблизительно 90% к дням 11 и 13 после трансдукции (фиг. 14А и 14В). Когда инфицированные клетки трансдуцировали смесью 1:1 лентивирусов, кодирующих мегануклеазы ВГВ, наблюдали аналогичное снижение уровней HBsAg с течением времени. При МЗ, равной 2,5, уровни снижались приблизительно на 50% в день 3 после трансдукции, и снижение продолжалось, достигая 90% к дням 11 и 13 после трансдукции (фиг. 14А и 14В).HBV in infected primary human hepatocytes, lentiviruses encoding HBV meganucleases were compared to lentivirus RFP. HBsAg ELISA results were normalized to the amount of HBsAg present in the supernatant of RFP-transduced HBV-infected primary human hepatocytes at days 3, 8, 11, and 13 post-transduction (FIG. 14). At both MVs of 2.5 and 1.25, cells transduced with lentivirus encoding HBV 5-6x.33 showed a uniform decrease in HBsAg levels over the duration of the experiment: slightly reduced levels on day 3, a decrease of approximately 50-60 % by day 8 and a decrease of approximately 90% by days 11 and 13 compared to the RFP control (FIGS. 14A and 14B). Infected cells transduced with HBV 11-12x.26 showed a similar pattern at both MHs of 2.5 and 1.25, with a more marked decrease seen at time point day 3 (approximately 50% decrease), and a decrease also reached approximately 90% by days 11 and 13 post-transduction (FIGS. 14A and 14B). When infected cells were transduced with a 1:1 mixture of lentiviruses encoding HBV meganucleases, a similar decrease in HBsAg levels was observed over time. At an MH of 2.5, levels decreased by approximately 50% on day 3 post-transduction and the decline continued, reaching 90% by days 11 and 13 post-transduction (FIGS. 14A and 14B).
Результаты ELISA HBeAg также нормировали на количество HBeAg, присутствующего в супернатанте трансдуцированных RFP инфицированных ВГВ первичных гепатоцитов человека в дни 3, 8, 11 и 13 после трансдукции (фиг. 14). При обеих МЗ, равных 2,5 и 1,25, для клеток, трансдуцированных лентивирусом, кодирующим ВГВ 5-6х.33, выявили равномерное снижение уровня HBeAg за время проведения эксперимента: уровни снижались приблизительно на 25% в день 3, снижались приблизительно на 50% к дню 8 и снижались приблизительно на 90% к дням 11 и 13 по сравнению с контролем RFP (фиг. 14С и 14D). Для инфицированных клеток, трансдуцированных ВГВ 11-12х.26, выявили сходный паттерн при обеих МЗ, равных 2,5 и 1,25, с аналогичным снижением в момент времени день 3 (снижение приблизительно на 30%), и снижение уровней HBeAg также достигало приблизительно 90% к дням 11 и 13 после трансдукции (фиг. 14С и 14D). Когда инфицированные клетки трансдуцировали смесью 1:1 лентивирусов, кодирующих мегануклеазы ВГВ, наблюдали аналогичное снижение уровней HBeAg с течением времени. При МЗ, равной 2,5 и 1,25, уровни снижались приблизительно на 50% в день 3 после трансдукции, и снижение продолжалось, достигая 90% к дням 11 и 13 после трансдукции (фиг. 14С и 14D).HBeAg ELISA results were also normalized to the amount of HBeAg present in the supernatant of RFP-transduced HBV-infected primary human hepatocytes on days 3, 8, 11, and 13 post-transduction (FIG. 14). At both MVs of 2.5 and 1.25, cells transduced with lentivirus encoding HBV 5-6x. 50% by day 8 and decreased by approximately 90% by days 11 and 13 compared to the RFP control (FIGS. 14C and 14D). Infected cells transduced with HBV 11-12x.26 showed a similar pattern at both MHs of 2.5 and 1.25 with a similar decrease at time point day 3 (approximately 30% decrease), and the decrease in HBeAg levels also reached approximately 90% by days 11 and 13 post-transduction (FIGS. 14C and 14D). When infected cells were transduced with a 1:1 mixture of lentiviruses encoding HBV meganucleases, a similar decrease in HBeAg levels was observed over time. At MVs of 2.5 and 1.25, levels decreased by approximately 50% on day 3 post-transduction and the decline continued, reaching 90% by days 11 and 13 post-transduction (FIGS. 14C and 14D).
Выводы.Conclusions.
Данные результаты демонстрируют, что для инфицированных ВГВ первичных гепатоцитов человека, трансдуцированных лентивирусами, кодирующими либо ВГВ 5-6х.33, либо ВГВ 11-12х.26, либо комбинацию обоих, выявили резкое снижение уровней HBsAg и HBeAg в супернатанте по сравнению с клетками, трансдуцированными лентивирусом, экспрессирующим RFP. Снижение уровней HBsAg и HBeAg в супернатанте инфицированных клеток, трансдуцированных лентивирусами, экспрессирующими любую или обе мегануклеазы ВГВ, дает веские основания полагать, что указанно снижение происходит благодаря активности мегануклеаз против инфекционного вируса.These results demonstrate that HBV-infected primary human hepatocytes transduced with lentiviruses encoding either HBV 5-6x.33 or HBV 11-12x.26 or a combination of both showed a dramatic decrease in HBsAg and HBeAg levels in the supernatant compared to cells transduced with a lentivirus expressing RFP. The reduction in HBsAg and HBeAg levels in the supernatant of infected cells transduced with lentiviruses expressing either or both HBV meganucleases strongly suggests that the reduction is due to the activity of the meganucleases against the infectious virus.
--
Claims (17)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62/408,356 | 2016-10-14 | ||
US62/452,506 | 2017-01-31 | ||
US62/527,159 | 2017-06-30 | ||
US62/527,196 | 2017-06-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA042452B1 true EA042452B1 (en) | 2023-02-15 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11274285B2 (en) | Engineered meganucleases specific for recognition sequences in the Hepatitis B virus genome | |
JP7214915B2 (en) | Engineered meganucleases specific for the recognition sequence of the PCSK9 gene | |
US11788077B2 (en) | Polynucleotides encoding optimized engineered meganucleases having specificity for a recognition sequence in the Hepatitis B virus genome | |
WO2019089913A1 (en) | Engineered nucleases that target human and canine factor viii genes as a treatment for hemophilia a | |
JP2023538112A (en) | Engineered meganucleases with specificity for recognition sequences in the transthyretin gene | |
EA042452B1 (en) | ENGINEERED MEGANUCLASES SPECIFIC TO THE RECOGNITION SEQUENCES IN THE HEPATITIS B VIRUS GENOME | |
US20230193230A1 (en) | Treatment of retinitis pigmentosa using improved engineered meganucleases | |
US20220119786A1 (en) | Genetically-modified cells comprising a modified transferrin gene |