Vacuna que comprende la proteína EspA asociada a Escherichia coli patógena.

Composición de vacuna que comprende:

(i) un polipéptido codificado por un polinucleótido que comprende la secuencia de ácido nucleico expuestaen la figura 1;

o

(ii) un polipéptido que comprende la secuencia de aminoácido expuesta en la figura 1.

Vacuna que comprende la proteína EspA asociada a Escherichia coli patógena.

Referencia cruzada a solicitud relacionada

Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional estadounidense 60/015.999, presentada el 23 de abril de 1996.

Declaración en cuanto a investigación de patrocinio federal

Esta invención se realizó con el respaldo del premio al Servicio a la Salud Pública AI32074 de los Institutos Nacionales de Salud. El gobierno de los Estados Unidos puede tener ciertos derechos en esta invención.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición de vacuna según se define en las reivindicaciones y al uso de un polipéptido según se define en las reivindicaciones para la preparación de una vacuna para mejorar una enfermedad causada por un organismo productor de EspA.

Antecedentes de la invención

Se han usado los antibióticos durante años para tratar con éxito diversas infecciones bacterianas. Sin embargo, la resistencia bacteriana a los antibióticos ha sido un problema creciente a lo largo de los últimos años. Muchos patógenos son ahora resistentes a varios antibióticos, y en algunos casos, las enfermedades que causan ya no pueden tratarse con antibióticos convencionales. A pesar de los éxitos pasados de los antibióticos, ha habido pocas, si alguna, nuevas clases de antibióticos desarrolladas en las últimas dos décadas. Se han introducido nuevas variaciones en fármacos existentes, pero habitualmente surge resistencia a estos compuestos en el plazo de un corto periodo de tiempo.

Muchos estudios han mostrado que si se realiza una mutación en un gen que codifica para un factor de virulencia, el organismo que contiene ese gen ya no es patógeno. Adicionalmente, si se vacuna un huésped contra un factor de virulencia, a menudo puede bloquearse la enfermedad. Sin embargo, no se ha mostrado que la inhibición específica de un factor de virulencia pueda atenuar la enfermedad.

Se han estudiado los mecanismos de acción para toxinas, adherencia, invasión, parasitismo intracelular. Sin embargo, cada factor de virulencia usa un mecanismo diferente, lo que ha hecho imposible el desarrollo de un inhibidor de amplio espectro. Un factor conservado que podría considerarse una diana para un agente terapéutico es un sistema regulador de dos componentes. Sin embargo, este sistema no es específico para factores de virulencia, y se usa en varios sistemas de mantenimiento bacterianos. Adicionalmente, los sistemas se han identificado en sistemas eucariotas, lo que aumentaría el riesgo de toxicidad para el huésped si se utilizase un inhibidor. Para desarrollar un agente antiinfeccioso ideal, el mecanismo de virulencia bacteriano al que afecta el antibiótico debe ser universal para muchos patógenos, específicos para mecanismos de virulencia, y no estar presente en células huésped. Un sistema de este tipo que se ha identificado recientemente es el sistema de secreción bacteriana de tipo

III.

Las bacterias Gram-negativas utilizan una maquinaria especializada para exportar moléculas a través de sus dos membranas y el piroplasma, un proceso crítico para mover factores de virulencia hasta la superficie bacteriana en la que pueden interaccionar con componentes del huésped. La secreción de bacterias Gram-negativas se ha dividido en cuatro rutas principales. En primer lugar, la secreción de tipo I se usa por una pequeña familia de toxinas, siendo la hemolisina de E. coli el prototipo. En segundo lugar, el sistema de secreción de tipo II es la principal ruta de exportación usada por la mayoría de bacterias Gram-negativas para exportar muchas moléculas, incluyendo algunos factores de virulencia; comparte homología con mecanismos de resistencia a fármacos de mamíferos. En tercer lugar, el sistema de secreción de tipo IV está codificado dentro del producto secretado, que se escinde a sí mismo como parte del mecanismo de secreción; el prototipo de este sistema es la proteasa de IgA de Neisseria. En cuarto lugar, la ruta de secreción descubierta más recientemente es la ruta de tipo III.

Los sistemas de secreción de tipo III se describieron originariamente como un sistema de secreción para proteínas de virulencia secretadas por Yersinia, YOP, que son críticas para la virulencia de Yersinia. Entonces se identificó un sistema de secreción homólogo en varios patógenos de plantas, incluyendo Pseudomonas syringae, P. solanacearurn y Xantharnonas carnpestris. Estos patógenos de plantas usan esta ruta de secreción para secretar factores de virulencia (horquillas y otros) que se requieren para causar la enfermedad en plantas. Aunque el sistema de secreción es similar, las horquillas y YOP (es decir, los factores de virulencia secretados) no son polipéptidos homólogos. Otros varios sistemas de secreción de tipo III necesarios para la virulencia se han identificado más recientemente en otros patógenos. Estos sistemas incluyen los sistemas invasivos que utilizan Salmonella y Shigella para entrar en las células y causar la enfermedad. Se ha identificado otro sistema de secreción de tipo III en Salmonella que es crítico para la enfermedad, aunque los productos secretados de esta ruta y los mecanismos de virulencia no se han establecido aún. Pseudomonas aeruginosa tiene un sistema de secreción de tipo III necesario

para la secreción de exoenzima S, un potente factor de virulencia.

La Escherichia coli enteropatógena (EPEC, enteropathogenic Escherichia coli) es una causa principal de diarrea infantil y fue la primera E. coli que se mostró que causaba gastroenteritis. La E. coli enteropatógena activa rutas de transducción de señales de las células huésped epiteliales y provoca una redisposición citoesquelética, junto con formación de lesiones de fijación/destrucción y de pedestal.

Un modelo de tres fases ha descrito la patogenia de E. coli enteropatógena. Una adherencia localizada inicial a células epiteliales, mediada por una fimbria de tipo IV, está seguida por la activación de rutas de transducción de señales de células huésped epiteliales y fijación y destrucción íntimas. Las proteínas implicadas en la fijación y destrucción se han descrito en el documento CA 2 078 716 A1 y la base de datos Genbank, versión de registro GI: 1018995. La secreción de proteínas por E. coli enteropatógena es esencial para transducir señales a células epiteliales (véase Kenny y Finlay. PNAS 92 (1995) , 7991-7995) . La transducción de señales en las células huésped epiteliales implica la activación de actividad tirosina cinasa de células huésped que conduce a la fosforilación de tirosinas de una proteína de membrana del huésped de 90 kilodalton, Hp9, 0, y flujos de inositol fosfato (IP3) y calcio intracelulares. Tras esta transducción de señales, las bacterias se adhieren de forma íntima a la superficie de la célula epitelial, acompañado por daño a las microvellosidades de las células huésped epiteliales y la acumulación de proteínas citoesqueléticas bajo las bacterias.

Sumario de la invención

La presente divulgación se basa en el descubrimiento de una proteína asociada con la virulencia en bacterias patógenas, por ejemplo E. coli enteropatógena.

El análisis de secuencia de ADN del locus de destrucción de enterocitos entre eaeA y espB identificó un gen (espA) que correspondía con la secuencia amino-terminal del la proteína secretada por E. coli enteropatógena de 25 kilodalton. Un mutante con una inserción en espA no secreta esta proteína, no activa la transducción de señales de las células epiteliales ni provoca una redisposición citoesquelética. Sin embargo, estas funciones pueden complementarse por un gen espA de tipo natural clonado.

Se clonaron y secuenciaron dos genes de E. coli enteropatógena, espA y espB, que codifican para factores de virulencia secretados, EspA y EspB respectivamente. Se mostró que estas proteínas estaban implicadas en la activación de rutas de transducción de señales epiteliales del huésped y la invasión. Dado que EspA es una proteína secretada, es idealmente adecuada para su uso en una proteína de fusión unida a un polipéptido de interés.

[1] Una composición de vacuna que comprende

(i) un polipéptido codificado por un polinucleótido que comprende la secuencia de ácido nucleico expuesta en la figura 1; o

(ii)... [Seguir leyendo]

1. Composición de vacuna que comprende:

(i) un polipéptido codificado por un polinucleótido que comprende la secuencia de ácido nucleico expuesta en la figura 1; o

(ii) un polipéptido que comprende la secuencia de aminoácido expuesta en la figura 1.

2. Composición de vacuna según la reivindicación 1 que es para mejorar una enfermedad causada por un organismo productor de EspA.

3. Composición de vacuna según la reivindicación 1 ó 2, que es para inducir una respuesta inmunitaria protectora frente a un organismo productor de EspA.

4. Uso de

(i) un polipéptido codificado por un polinucleótido que comprende la secuencia de ácido nucleico expuesta en la figura 1; o

(ii) un polipéptido que comprende la secuencia de aminoácido expuesta en la figura 1;

para la preparación de una vacuna para mejorar una enfermedad causada por un organismo productor de 15 EspA.

5. Composición de vacuna según la reivindicación 2 ó 3 o uso según la reivindicación 4, en la/el que el organismo productor de EspA es E. coli.

6. Composición de vacuna o uso según la reivindicación 5, en la/el que la E. coli productora de EspA es E. coli enteropatógena.

7. Composición de vacuna o uso según la reivindicación 5, en la/el que la E. coli productora de EspA es E. coli enterohemorrágica.