[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft Nucleinsäuren, die ein zur Hyphenentwicklung von
Candida erforderliches Zellwandprotein codieren, Fragmente der Nucleinsäuren, die Nucleinsäuren
oder Nucleinsäure-Fragmente enthaltende Vektoren, die Vektoren enthaltende Wirtszellen,
die von den Nucleinsäuren codierten Zellwandproteine, gegen die Proteine gerichtete
Antikörper, Verfahren zur Herstellung der Zellwandproteine, Verfahren zur Charakterisierung
und/oder zum Nachweis des Hyphenstadiums von
Candida, Verfahren zum Nachweis einer
Candida-Infektion, Verfahren zum Identifizieren von Substanzen mit therapeutischer Wirkung
gegen durch
Candida verursachte Krankheiten, diagnostische und pharmazeutische Zusammensetzungen, die
die Nucleinsäuren, Nucleinsäure-Fragmente, Vektoren, Wirtszellen, Proteine und/oder
Antikörper gegen das Zellwandprotein enthalten, Kits zur in vitro-Identifizierung
der Zellwandproteine sowie die Verwendung der Nucleinsäuren, Vektoren, Proteine oder
Antikörper zur Diagnose und Behandlung von
Candidaverursachten Krankheiten beziehungsweise zur Herstellung von diagnostischen oder pharmazeutischen
Zusammensetzungen.
[0002] Candida albicans ist der häufigste Erreger von systemischen Mykosen beim Menschen. Normalerweise besiedelt
C.
albicans als Kommensale die Oberflächen des Gastrointestinal-Traktes und der Schleimhäute
von Mensch und Tier. Während einer systemischen Infektion kann
C.
albicans jedoch eine Vielzahl wichtiger Organe eines Organismus befallen. Bei immunsupprimierten
Patienten kann
C.
albicans häufig opportunistische Infektionen verursachen. Insbesondere bei immunsupprimierten
Patienten können
Candida-Infektionen einen äußerst schweren Verlauf nehmen und zu lebensbedrohenden Zuständen
führen. Die Inzidenz invasiver und schwer zu behandelnder
Candida-Mykosen nimmt weltweit deutlich zu. Zu den wichtigsten Risikofaktoren für die Entwicklung
von Pilzinfektionen wie
Candida-Mykosen gehören Neutropenie, aggressive Tumortherapie, Immunsuppression, AIDS, Antibiotika-Therapien,
Diabetes mellitus, eine sehr lange Verweildauer intravenöser Katheder, Graftversus-Host-Krankheit
und chirurgische Eingriffe.
[0003] Die exakte Diagnose pilzlicher Infektionen, insbesondere von
Candida-Infektionen, ist äußerst schwierig, da die klinischen Befunde bei Pilzinfektionen
überwiegend uncharakteristisch sind. Zur Diagnostik invasiver Pilzinfektionen werden
bisher hauptsächlich Kulturen zur exakten Spezies-Bestimmung angelegt, wobei jedoch
auf Kulturen basierende diagnostische Tests im Allgemeinen nicht ausreichend genau
und sensitiv sind. Darüber hinaus ist es auch sehr schwer, eine Unterscheidung zwischen
einer Kolonisierung und einer Invasion des Pilz-Pathogenes vorzunehmen. Zur Diagnose
von Pilzinfektionen werden auch Proben des Patienten mikroskopisch untersucht. Vor
allem bei Vorliegen von nur wenigen Hyphenfragmenten ist allerdings eine Spezies-Unterscheidung
und daher auch eine genaue Spezies-Bestimmung nicht immer möglich. Zum Nachweis invasiver
Pilzinfektionen, insbesondere
Candida-Infektionen, werden auch serologische Verfahren eingesetzt, wobei sich jedoch hier
herausgestellt hat, dass die derzeit verfügbaren Antikörper-Tests bei immunsupprimierten
Patienten teilweise nur abgeschwächt reagieren, was eine Interpretation der Titer-Kinetik
erschwert. In den letzten Jahren wurden darüber hinaus Verfahren zum Nachweis von
Pilzspezifischer DNA mit Hilfe von Hybridisierungsverfahren und der Polymerase-Kettenreaktion
(PCR) entwickelt, die jedoch in der klinischen Anwendung eine zu geringe Sensitivität
und Spezifität zeigen. Problematisch ist insbesondere, dass die derzeit eingesetzten
DNA-Extraktions- und Amplifikationsverfahren kein Routine-Screening von Patienten
erlauben. Sohn et al. (
Sohn et al., Mol. Microbiol., 47 (2003), 89-102) beschreiben DNA Sequenzen von C. albicans, die Hyphen-Zellwandproteine codieren.
Insgesamt zeigt sich, dass derzeit eine zuverlässige Diagnose von
Candida-Infektionen sehr schwer ist, da die Diagnose-Verfahren nicht ausreichend sensitiv
oder spezifisch sind, wobei invasive Pilz-Infektionen zumeist erst relativ spät erfasst
werden können.
[0004] Die klinische Behandlung von
C.
albicans-Infektionen erfolgt derzeit hauptsächlich unter Verwendung von Polyen-Antibiotika,
Azol-Derivaten, Alylaminen/Thiocarbamaten, Fluoropyrimidinen sowie E-chinocandinen.
Die derzeit verwendeten Antimykotika tragen den medizinischen Erfordernissen jedoch
nur teilweise Rechnung. Azole, beispielsweise Ketoconazol, sind hochtoxisch und weisen
eine Reihe unerwünschte Nebenwirkungen auf. Auch hat sich gezeigt, dass sich in zunehmendem
Maße gegen die eingesetzten Azole und Echinocandine Resistenzen entwickeln (
Schuetzer-Muehlbauer et al., Mol. Microbiol., 48 (2003), 223-235). Polyen-Makrolide wie Amphothericin B und Nystatin führen aufgrund ihrer hohen Toxizität
ebenfalls zu starken Nebenwirkungen.
[0005] Die Entwicklung weiterer verbesserter Diagnostika, die eine zuverlässige Zuordnung
einer Erkrankung zu den durch die Gattung
Candida hervorgerufenen Infektionen gestatten, und weiterer verbesserter Antimykotika zur
Behandlung von Infektionen oder Krankheiten die durch
Candida hervorgerufen werden, ist daher dringend erforderlich.
[0006] Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht daher
in der Bereitstellung von Mitteln und Verfahren, die eine exakte und schnelle Diagnose
der von
Candida, insbesondere
C.
albicans hervorgerufenen Krankheiten und Infektionen ermöglichen, sowie in der Bereitstellung
von Mitteln und Verfahren, die zur Entwicklung neuartiger hochwirksamer Therapeutika
eingesetzt werden können, die insbesondere eine gezielte Therapie von durch
Candida hervorgerufenen Infektionen ermöglichen und die nicht die im Stand der Technik bekannten
Nachteile aufweisen, beispielsweise keine Nebenwirkungen im behandelten Organismus
hervorrufen.
[0007] Die Erfindung löst das ihr zugrundeliegende technische Problem durch die Bereitstellung
des Gegenstands nach Anspruch 1 sowie der Gegenstände der Nebenansprüche und Unteransprüche.
[0008] Offenbart ist die Bereitstellung eines Nucleinsäuremoleküls, das ein zur Hyphenentwicklung
eines pathogenen pilzlichen Organismus erforderliches Zellwandprotein codiert, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus:
- a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer der in SEQ ID Nr. 1, SEQ ID Nr. 3 oder SEQ
ID Nr. 5 dargestellten Nucleodidsequenzen,
- b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
der in SEQ ID Nr. 2, SEQ ID Nr. 4 oder SEQ ID Nr. 6 dargestellten Aminosäuresequenzen
codiert,
- c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80 % zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
von a) oder b) zeigt, und
- d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist.
[0009] Die vorliegende Erfindung löst das ihr zugrundeliegende technische Problem durch
die Bereitstellung von Verwendungsmöglichkeiten von Nucleinsäuren, die hyphenspezifische
Zellwandproteine von
Candida codiert. Die erstmals bereitgestellten hyphenspezifischen Zellwandproteine Rbr1p,
Rbr2p und Rbr3p sind pH- und/oder Temperatur-regulierte Virulenzfaktoren von
C.
albicans. Rbr1p, Rbr2p und Rbr3p sind notwendig für eine erfolgreiche Infektion des Wirtes
durch Candida. Dies wurde durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung insbesondere
am Beispiel von Rbr1 p in einem Maus-Modell für systemische Candidose nachgewiesen.
Untersuchungen der Erfinder der Erfindung zeigen, dass Rbr1p, Rbr2p und Rbr3p in Abhängigkeit
vom pH-Wert in der Zelle exprimiert werden. Insbesondere für Rbr1p wurde gezeigt,
dass es sich um ein GPI-verankertes Zellwandprotein handelt. Die hyphenspezifischen
Zellwandproteine Rbr1p, Rbr2p und Rbr3p sind als Bestandteile der Zellwand besonders
gut für die Entwicklung von Antimykotika geeignet, da Zellwandproteine insbesondere
für kleine Wirkstoff-Moleküle frei zugänglich sind, wobei diese keine Zellmembran
überwinden müssen. Durch die Identifizierung von Rbr1p, Rbr2p und Rbr3p als essentielle
Faktoren für eine systemische
Candida-Infektion werden neue, bislang noch nicht beschriebene Targets bereitgestellt, die
sich in besonderem Maße zur Antimykotika-Entwicklung eignen.
[0010] Da die Zellwand von
Candida für die Adhäsion von
Candida-Zellen an Zellen des Wirtsorganismus verantwortlich ist, sind die Bestandteile der
Zellwand hyphaler Zellen, also auch Rbr1p, Rbr2p und Rbr3p, von besonderer Bedeutung
für die Ausprägung der Pathogenität von
C.
albicans. Da die Proteine Rbr1p, Rbr2p und Rbr3p nur in der Zellwand der virulenten Hyphenform
vorkommen, lassen sich diese Zellwandproteine erfindungsgemäß auch als serodiagnostische
Marker einsetzen, um beispielsweise eine invasive
Candida-Mykose von einer einfachen
Candida-Kolonisierung zu unterscheiden, wobei durch den Nachweis des erfindungsgemäßen Rbr1p-,
Rbr2p- und/oder Rbr3p-Proteins in einer zu untersuchenden Probe das Vorliegen einer
Candida-Infektion angezeigt wird.
[0011] Erfindungsgemäß lassen sich die Rbr1p-, nicht erfindungsgemäß auch Rbr2p- und Rbr3p-Proteine
in vorteilhafter Weise auch zur Entwicklung diagnostischer und/oder therapeutischer
Antikörper einsetzen, mit deren Hilfe eine Spezies-spezifische Diagnose oder Therapie
möglich ist. Alle Bestandteile der Zellwand von
Candida-Zellen spielen eine essentielle Rolle bei der Auslösung und Modulation der gegen
Candida gerichteten Immunreaktionen des Wirtsorganismus. Im Allgemeinen besteht die
Candida-Zellwand aus komplexen Glucose-Polymeren, beispielsweise β-1,3-Glucanen und β-1,6-Glucanen,
Chitin und Mannoproteinen. Gegen diese Antigene gerichtete Antikörper weisen daher
stets auch diese KohlenhydratReste nach. Da die Mannane der einzelnen
Candida-Spezies allerdings hohe Ähnlichkeit aufweisen, besteht zwischen den
Candida-Spezies Kreuzreaktivität, sodass eine Unterscheidung einzelner
Candida-Spezies unter Verwendung von Antikörpern, die gegen Glucose-Polymere gerichtet sind,
häufig nicht möglich ist. Gegen die Zellwandproteine Rbr1p, Rbr2p oder Rbr3p gerichtete
Antikörper weisen jedoch nur Protein-spezifische Epitope nach, nicht jedoch unspezifische
Mannan-Bestandteile.
[0012] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff "
Candida" Sprosspilze der
Fungi imperfecti. Sprosspilze von
Candida sind pleomorphe Organismen, deren Lebenszyklus durch reversible morphogentische Übergänge
zwischen Sprossung und pseudohyphalen beziehungsweise hyphalen Wachstumsformen gekennzeichnet
sind. Der Übergang von getrennten Hefezellen (Blastosporen) zu filamentösen Formen,
das heißt Hyphen und Pseudohyphen, wird als Dimorphismus bezeichnet. Gene beziehungsweise
die von diesen Genen codierten Proteine, die während des hyphalen Wachstums exprimiert
werden, sind von enormer Bedeutung für die Ausprägung der Virulenzeigenschaften von
Candida. Der Übergang zwischen filamentösem Wachstum und Virulenzeigenschaften kommt beispielsweise
dadurch zum Ausdruck, dass
C.
albicans-Formen, die keine Hyphen ausbilden, in tierischem Modellsystem, beispielsweise
Mus musculus, avirulent sind (
Lo et al., Cell, 90 (1997), 939-949). Zu diesen fakultativ pathogenen Pilzen gehören neben
C.
albicans auch
C.
tropicalis, C.
krusei, C.
parapsilosis, C.
guilliermondii, C.
glabrata, C.
dubliniensis, C.
lusitaniae, Trichosporon-Arten oder Blastoschizomyces-Arten.
[0013] Unter "Differenzierungsstadien" oder "Wachstumsstadien" von
Candida-Zellen werden erfindungsgemäß die im
Candida-Lebenszyklus auftretenden morphogenetischen Wachstumsformen verstanden, wobei insbesondere
zwischen dem Hefe-Wachstumsstadium und dem Hyphen- und Pseudohyphen-Wachstumsstadium
unterschieden wird. Der Übergang vom Hefewachstum zum filamentösen Wachstum, das heißt
Bildung von Hyphen oder Pseudohyphen, wird als Dimorphismus bezeichnet. Das nicht-virulente
Hefe-Stadium ist durch das Auftreten sogenannter Blastosporen, bei denen es sich um
gram-positive kapsellose Sprosszellen von ovaler bis rundlicher Form handelt, und
die Vermehrung mittels Sprossung gekennzeichnet. Das virulente Hyphen- und Pseudohyphen-Wachstumsstadium
ist durch die Bildung von echtem Myzel und/oder Pseudomyzel gekennzeichnet. Unter
erfindungsgemäßer Verwendung der Nucleinsäuremoleküle, die ein während des Hyphenwachstums
exprimiertes Zellwandprotein codieren, ist es also möglich, das Hyphenstadium von
Candida-Zellen vom Hefestadium zu unterscheiden und daher das Hyphenstadium zu charakterisieren
und/oder nachzuweisen, wobei das Hyphenstadium dadurch charakterisiert ist, dass das
erfindungsgemäße Zellwandprotein Rbr1p und/oder das Zellwandprotein Rbr2p und/oder
das Zellwandprotein Rbr3p vorliegt/vorliegen.
[0014] Die erfindungsgemäß verwendeten Nucleinsäuremoleküle sind also proteincodierende
Nucleinsäuren, die ein zur Hyphenentwicklung eines pathogenen pilzlichen Organismus
erforderliches Zellwandprotein, insbesondere erfindungsgemäß das Zellwandprotein Rbr1p,
das Zellwandprotein Rbr2p und/oder das Zellwandprotein Rbr3p codieren. Insbesondere
handelt es sich um Nucleinsäuremoleküle, die die Sequenz des
RBR1-Gens, des
RBR2-Gens und/oder des
RBR3-Gens von
C.
albicans aufweisen. Die
RBR1-, RBR2- und
RBR3-Gene ist sind pH- und/oder Temperatur-regulierte Gene, deren Expression durch den
Repressor Nrg1p aktiviert und durch den Transkriptionsfaktor Rim101 p reprimiert wird.
[0015] Offenbart sind auch Nucleinsäuremoleküle, die ein hyphenspezifisches Zellwandprotein
einer
Candida-Spezies codieren, wobei die Nucleinsäuremoleküle zu den Nucleinsäuren, die das Rbr1p-,
Rbr2p- oder Rbr3p-Protein von
C.
albicans codieren, über ihre gesamte Länge hinweg eine sehr große Homologie aufweisen, wobei
die Homologie mehr als 75 %, insbesondere mehr als 80 %, vorzugsweise mehr als 85
%, besonders bevorzugt mehr als 90 % und am bevorzugtesten mehr als 95 % oder mehr
als 98 % beträgt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter "Homologie"
der Grad der Identität verstanden, der zwischen den Nucleotidsequenzen von zwei Nucleinsäuremolekülen
oder zwischen den Aminosäuresequenzen von zwei Protein-Molekülen besteht. Homologe
Nucleinsäuren können mit der in SEQ ID Nr. 1, SEQ ID Nr. 3 oder SEQ ID Nr. 5 dargestellten
Nucleinsäuresequenz hybridisieren. Hybridisieren bedeutet im Rahmen der Erfindung
eine Hybridisierung unter vorzugsweise stringenten Hybridisierungsbedingungen, wie
sie in
Sambrook et al., "Molecular cloning: A laboratory manual", Cold Spring Harbor Laboratory
Press, 2. Ausgabe (1989), beschrieben sind.
[0016] Das Nucleinsäuremolekül kann sowohl ein Wildtyp-Zellwandprotein, beispielsweise Rbr1p
von
C.
albicans mit der in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz, Rbr2p von
C.
albicans mit der in SEQ ID Nr. 4 dargestellten Aminosäuresequenz oder Rbr3p von
C.
albicans mit der in SEQ ID Nr. 6 dargestellten Aminosäuresequenz, als auch ein mutiertes Zellwandprotein
oder ein Derivat davon codieren. Nucleinsäuren, die ein gegenüber Rbr1p, Rbr2p oder
Rbr3p von
C.
albicans mutiertes Zellwandprotein beziehungsweise ein Derivat davon codieren, weisen eine
Nucleinsäuresequenz auf, die gegenüber der in SEQ ID Nr. 1, SEQ ID Nr. 3 oder SEQ
ID Nr.5 dargestellten Nucleinsäuresequenz an mindestens einer, vorzugsweise mehreren
Positionen geändert, das heißt mutiert ist. "Mehrere Positionen" bedeutet, dass 2
bis maximal 150 Positionen, insbesondere 2 bis maximal 120 Positionen, vorzugsweise
2 bis maximal 90 Positionen, besonders bevorzugt 2 bis maximal 60 Positionen, und
am bevorzugtesten 2 bis maximal 30 Positionen, 2 bis maximal 24 Positionen, 2 bis
maximal 18 Positionen, 2 bis maximal 12 Positionen oder 2 bis maximal 6 Positionen
in der Nucleinsäuresequenz mutiert sind, wobei die Homologie der geänderte Positionen
enthaltenden Nucleinsäuren über deren gesamte Länge hinweg zu der in SEQ ID Nr. 1,
SEQ ID Nr. 3 oder SEQ ID Nr. 5 dargestellten Nucleinsäuresequenz mehr als 75 %, insbesondere
mehr al 80 %, vorzugsweise mehr als 85 %, besonders bevorzugt mehr als 90 % und am
bevorzugtesten mehr als 95 %, 96 %, 97 %. 98 % oder 99 % beträgt.
[0017] Die Abweichungen gegenüber der in SEQ ID Nr. 1, SEQ ID Nr. 3 oder SEQ ID Nr. 5 dargestellten
Nucleinsäuresequenz, das heißt die Mutationen, können beispielsweise durch Deletionen,
Substitutionen, Insertionen, Additionen, Nucleotid-Austausche und/oder Rekombination
entstanden sein. Bei den Mutationen kann es sich um natürlicherweise auftretende Variationen
handeln, beispielsweise um Sequenzen aus anderen, nahe verwandten Organismen oder
anderen klinischen Isolaten der gleichen
Candida-Spezies oder um auf natürliche Weise entstandene Mutationen. Es kann sich aber auch
um Mutationen handeln, die mit technischen Mitteln künstlich erzeugt wurden, beispielsweise
durch UV-Strahlen, Röntgenstrahlen oder chemische Agenzien. Es kann sich aber auch
um Sequenzänderungen handeln, die mittels gentechnischer Verfahren erzeugt wurden.
Erfindungsgemäß können die Nucleinsäuremoleküle auch solche Mutationen oder Abwandlungen
der erfindungsgemäßen Nucleinsäure enthalten, die durch Fusion mit einem anderen Gen
oder Bereichen eines solchen Genes aus der gleichen
Candida-Spezies einer anderen
Candida-Spezies oder einem anderen Organismus erzeugt wurden. Beispielsweise kann es sich
um Nucleinsäuremoleküle handeln, die Bereiche des erfindungsgemäß verwendeten RBR1-Gens
in Kombination mit Bereichen des RBR2-Gens und/oder Bereichen des RBR3-Gens aufweisen.
[0018] Die erfindungsgemäß verwendete Nucleinsäure beziehungsweise das erfindungsgemäß verwendete
Nucleinsäuremolekül kann jedoch auch eine Nucleotidsequenz aufweisen, die gegenüber
der in SEQ ID Nr. 1, und nicht erfindungsgemäß SEQ ID Nr. 3 oder SEQ ID Nr. 5 dargestellten
Nucleotidsequenz verkürzt ist. Ein solches verkürztes Nucleinsäuremolekül kann ebenfalls
ein vollständiges Zellwandprotein Rbr1p, Rbr2p bzw. Rbr3p oder aber nur ein Fragment
davon, beispielsweise eine Protein-Domäne oder ein Epitop davon codieren. Unabhängig
davon, ob das erfindungsgemäß verwendete, verkürzte Nucleinsäuremolekül ein vollständiges
Zellwandprotein Rbr1p, Rbr2p bzw. Rbr3p oder nur ein Fragment davon codiert oder nicht,
so muss sie in jedem Fall in der Lage sein, in Antisense-Orientierung die Protein-Expression
der das Zellwandprotein Rbr1p, Rbr2p oder Rbr3p codierenden Nucleinsäure, beispielsweise
einer das Wildtyp-Protein oder einer ein mutiertes Protein codierende Nucleinsäure,
in deren natürlichen zellulären Umgebung oder in einem geeigneten Wirtssystem zu inhibieren.
"Inhibieren" bedeutet im Kontext der vorliegenden Erfindung entweder eine vollständige
Blockierung oder zumindest eine teilweise Reduzierung der Transkription und/oder Translation
der zu inhibierenden Nucleinsäure.
[0019] In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem erfindungsgemäß verwendeten
Nucleinsäuremolekül um ein Molekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
einer der vorgenannten Nucleinsäuremoleküle komplementär ist. Eine Nucleinsäure beziehungsweise
eine Nucleotidsequenz ist "komplementär" zu einer anderen Nucleinsäure beziehungsweise
Nucleotidsequenz, wenn sie über ihre gesamte Länge hinweg mit dieser einen Doppelstrang
bilden kann, in dem alle Nucleotide nach den Regeln von Watson und Crick durch Wasserstoff-Brückenbindung
gepaart vorliegen. Beispielsweise ist ein mRNA-Molekül komplementär zu einem der DNA-Stränge
eines Genes, von dem es codiert wird.
[0020] Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Nucleinsäuremoleküle in isolierter und gereinigter
Form vorliegen. Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass das Nucleinsäuremolekül
als DNA-, RNA-, PNA-, LNA-Molekül oder als Mischform davon vorliegt. Bei "PNA" ("Peptide
Nucleic Acid" oder "Polyamide Nucleic Acid")-Sequenzen handelt es sich um Moleküle,
die nicht negativ geladen sind und in gleicher Weise wie DNA wirken (
Nielsen et al., Science, 254 (1991), 1497-1500;
Nielsen et al., Biochemiestry, 26 (1997), 5072-5077,
Weiler et al., Nuc. Acids Res., 25 (1997), 2792-2799). PNA-Sequenzen umfassen ein Polyamid-Grundgerüst aus N-(2-Aminoethyl)-glycin-Einheiten
und besitzen keine Glucose-Einheiten und keine Phosphat-Gruppen. Die unterschiedlichen
Basen sind über Methylen-Carbonyl-Bindungen an das Grundgerüst gebunden. "LNA" (Locked
Nucleic Acid)-Moleküle sind dadurch gekennzeichnet, dass die Furanose-Ring-Konformation
durch einen Methylen-Linker beschränkt ist, der die 2'-O-Position mit der 4'-C-Position
verbindet. LNAs werden als einzelne Nucleotide in Nucleinsäuren, beispielsweise DNA-
oder RNA, eingebaut. LNA-Moleküle unterliegen ebenfalls wie PNA-Moleküle den Watson-Crick-Basenpaarungs-Regeln
und hybridisieren mit komplementären DNA- und/oder RNA-Molekülen. LNA/DNA- oder LNA/RNA-Duplexmoleküle
zeigen gegenüber ähnlichen Duplexmolekülen, die ausschließlich aus DNA oder RNA gebildet
sind, erhöhte thermische Stabilität.
[0021] Die erfindungsgemäß eingesetzten Nucleinsäuremoleküle können aus einer natürlichen
Quelle isoliert worden sein, vorzugsweise aus Zellen von
C.
albicans oder einer anderen
Candida-Spezies. Die erfindungsgemäß eingesetzten Nucleinsäuremoleküle können aber auch mittels
eines bekannten Verfahrens chemisch synthetisiert worden sein.
[0022] Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die erfindungsgemäße
Verwendung eines Fragments eines Nucleinsäuremoleküles, dass ein zur Hyphenentwicklung
eines pathogenen pilzlichen Organismus erforderliches Zellwandprotein, insbesondere
das Zellwandprotein Rbr1p, Rbr2p oder Rbr3p von
C.
albicans, codiert. Unter einem "Fragment" eines Nucleinsäuremoleküls wird ein Teilbereich eines
erfindungsgemäßen Nucleinsäuremoleküls verstanden, das in der natürlichen zellulären
Umgebung des erfindungsgemäßen Nucleinsäuremoleküls oder in einem geeigneten Wirtssystem
die Protein-Expression der erfindungsgemäßen Nucleinsäure, die ein Zellwandprotein
codiert, inhibieren kann. "Inhibieren" bedeutet im Kontext der vorliegenden Erfindung
entweder eine vollständige Blockierung oder zumindest eine teilweise Reduzierung der
Transkription und/oder Translation der zu inhibierenden Nucleinsäure. Eine in Antisense-Orientierung
vorliegende Nucleinsäure oder ihre mRNA ist zu der mRNA einer zu inhibierenden Nucleinsäure
komplementär und verbindet sich mit dieser zu einem doppelsträngigen Nucleinsäuremolekül,
das enzymatisch abgebaut wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist das Fragment mindestens 10 Nucleotide auf. In weiteren Ausführungsformen
weist das Fragment mindestens 15, insbesondere mindestens 25, vorzugsweise mindestens
50 und besonders bevorzugt mindestens 100 Nucleotide auf. Das Fragment kann daher
auch ein Oligonucleotid sein. Die Homologie des Fragmentes über seine gesamte Länge
hinweg zu der in SEQ ID Nr. 1, SEQ ID Nr. 3 oder SEQ ID Nr. 5 dargestellten Nucleinsäuresequenz
beträgt mindestens 75 %, insbesondere mindestens 80 %, vorzugsweise mindestens 85
%, besonders bevorzugt mindestens 90 %, und am bevorzugtesten mindestens 95 %, 96
%, 97 %, 98 % oder 99 %.
[0023] Weitere Ausführungsformen der Erfindung betreffen die Verwendung eines Vektors, der
mindestens ein erfindungsgemäßes Nucleinsäuremolekül und/oder mindestens ein Nucleinsäure-Fragment
unter der funktionellen Kontrolle von mindestens einem Expressions-Regulationselement
enthält, dass die Transkription der Nucleinsäure in eine translatierbare RNA und/oder
die Translation der RNA in ein Protein gewährleistet. Bei dem Vektor handelt es sich
vorzugsweise um ein Plasmid, ein Cosmid, ein Virus, einen Bakteriophagen, einen Shuttle-Vektor
oder einen anderen in der Gentechnik üblicherweise eingesetzten Vektor. Geeignete
regulatorische Elemente sind beispielsweise Promotoren, Enhancer, Operatoren, Silencer,
Ribosomen-Bindungsstellen und/oder Transkriptions-Terminationssignale, beispielsweise
einen 3'-Transkriptionsterminator. Die regulatorischen Elemente, die funktionell mit
den erfindungsgemäßen Nucleinsäuremolekülen, beispielsweise dem Nucleinsäuremolekül
mit der in SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleinsäuresequenz, verbunden sind, können
aus anderen Organismen oder anderen Genen stammen als die Nucleinsäuremoleküle selbst.
Selbstverständlich können die funktionell mit den erfindungsgemäßen Nucleinsäuremolekülen
verbundenen Regulationselemente auch aus
Candida, insbesondere
C.
albicans stammen. Erfindungsgemäß ist ebenfalls vorgesehen, dass der Vektor eine Signalsequenz
zum Transport des von dem erfindungsgemäßen Nucleinsäuremolekül codierten, exprimierten
Proteins in eine Zellorganelle, ein Zellkompartiment, in den extrazellulären Raum
oder aus der Zelle heraus aufweist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können die erfindungsgemäßen Nucleinsäuremoleküle in Antisense-Orientierung
zu dem/den funktionell damit verbundenen regulatorischen Element(en) vorliegen, sodass
eine Expression einer Antisense-mRNA ermöglicht wird, die in einem Zielorgan die Expression
des endogenen
C. albicans-RBR1-Gens, des endogenen
C.
albicans-RBR2-Gens beziehungsweise des endogenen
C.
albicans-RBR3-Gens inhibieren oder reduzieren kann. Bei Verwendung eines Fragmentes der erfindungsgemäßen
Nucleinsäuremoleküle muss dieses eine Länge aufweisen, die ausreicht, um eine Hybridisierung
und eine Translations-Inhibition zu ermöglichen, beispielsweise eine Länge von mindestens
10 Nucleotiden, insbesondere mindestens 15, mindestens 25, vorzugsweise mindestens
50 und besonders bevorzugt mindestens 100 Nucleotiden.
[0024] Die erfindungsgemäß verwendeten Vektoren können noch weitere Funktionseinheiten besitzen,
die beispielsweise eine Stabilisierung und/oder Replikation des Vektors in einem Wirtsorganismus
bewirken oder zumindest dazu beitragen. Die erfindungsgemäßen Vektoren können selbstverständlich
auch Elemente wie Antibiotikaresistenz-Gene, Selektionsmarker oder Nucleinsäure-Bereiche
enthalten, die Affinitätsepitope wie HA, Myc, Maltose-binding-Protein, His6 oder fluoreszierende
Proteine wie Luciferase oder Gfp codieren.
[0025] Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Wirtszelle, die eine oder mehrere
der erfindungsgemäßen Nucleinsäuremoleküle und einen oder mehrere der vorstehend genannten
Vektoren enthält und in bevorzugter Ausführungsform in der Lage ist, das erfndungsgemäße
Zellwandprotein Rbr1p, und nicht zur Erfindung gehörig Rbr2p und/oder Rbr3p zu exprimieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls auch solche Zellen, die von einer Wirtszelle
abstammen, die mit den vorstehend genannten erfindungsgemäßen Nucleinsäuren und Vektoren
transformiert wurde. Offenbart sind die als Wirtszellen prokaryotische oder eukaryotische
Zellen wie Bakterien-, Hefe-, Pflanzen-, Insekten- oder Säugerzellen, insbesondere
auch menschliche Zellen. Eine Wirtszelle kann dadurch gekennzeichnet sein, dass das
eingeführte Nucleinsäuremolekül beziehungsweise das in dem Vektor enthaltene Nucleinsäuremolekül
heterolog in Bezug auf die transformierte Zelle ist. Das heißt, dass das Nucleinsäuremolekül,
das ein Zellwandprotein von
Candida codiert, natürlicherweise nicht in dieser Zelle vorkommt oder aber an einem anderen
Ort oder in einer anderen Kopiezahl oder Orientierung im Genom der Wirtszelle lokalisiert
ist als die entsprechende natürlicherweise vorkommende Nucleinsäure. Das eingeführte
erfindungsgemäße Nucleinsäuremolekül kann in Bezug auf die transformierte Zelle aber
auch homolog sein.
[0026] In einer Ausführungsform ist die Wirtszelle eine gram-negative prokaryotische Zelle,
besonders bevorzugt eine Enterobakterien-Zelle, insbesondere eine
Escherichia coli-Zelle. In einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Wirtszelle auch
eine eukaryotische Zelle sein, insbesondere ein Pilzzelle, zum Beispiel eine Zelle
aus der Gattung
Candida, erfindungsgemäß
C.
albicans, eine Saccharomyces-Zelle oder eine tierische Zelle, insbesondere eine Insekten- oder
Säugerzelle. Besonders bevorzugte Beispiele für geeignete
C.
albicans-Wirtszellen sind Abkömmlinge des Stammes SC5314 (
Fonzi und Irwin, Genetics, 134 (1993), 717-728). Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Wirtszelle in Form
einer Zellkultur vorliegen kann.
[0027] Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem wird auch durch
die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines zur Hyphenentwicklung eines
pathogenen pilzlichen Organismus erforderlichen Zellwandproteins, erfindungsgemäß
des Rbr1p-Proteins, nicht erfindungsgemäß des Rbr2p-Proteins und des Rbr3p-Proteins
von
Candida albicans, gelöst, umfassend die Kultivierung einer erfindungsgemäßen Wirtszelle in einem geeigneten
Kulturmedium unter Bedingungen, die eine Expression des Zellwandproteins erlauben,
und die Gewinnung des exprimierten Zellwandproteins aus der Zelle oder aus dem Medium.
Dem Fachmann sind zahlreiche Verfahren zur Kultivierung von prokaryotischen und eukaryotischen
Wirtszellen in Kulturmedium sowie die Kultivierungsbedingungen, die zur Expression
von Proteinen führen, bekannt. Der Fachmann kennt ebenfalls zahlreiche Verfahren zur
Isolierung von exprimierten Proteinen aus einer Zelle und/oder aus dem Kulturmedium.
[0028] Offenbart ist ebenfalls ein Protein, das die in SEQ ID Nr. 2 dargestellte Aminosäuresequenz
aufweist und von der in SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleinsäuresequenz codiert wird.
In bevorzugter Ausführungsform handelt es sich bei dem Protein um das Rbr1p-Protein
von
C.
albicans, wobei das Protein unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung
des zur Hyphenentwicklung erforderlichen Zellwandproteines hergestellt werden kann.
[0029] Offenbart ist auch ein Protein, das die in SEQ ID Nr. 4 dargestellte Aminosäuresequenz
aufweist und von der in SEQ ID Nr. 3 dargestellten Nucleinsäuresequenz codiert wird.
In bevorzugter Ausführungsform handelt es sich bei dem Protein um das Rbr2p-Protein
von
C.
albicans, wobei das Protein unter Verwendung des Verfahrens zur Herstellung des zur Hyphenentwicklung
erforderlichen Zellwandproteines hergestellt werden kann.
[0030] Offenbart ist ferner ein Protein, das mindestens die in SEQ ID Nr. 6 dargestellte
Aminosäuresequenz aufweist und von der in SEQ ID Nr. 5 dargestellten Nucleinsäuresequenz
codiert wird. In bevorzugter Ausführungsform handelt es sich bei dem Protein um das
Rbr3p-Protein von
C.
albicans, wobei das Protein unter Verwendung des Verfahrens zur Herstellung des zur Hyphenentwicklung
erforderlichen Zellwandproteines hergestellt werden kann.
[0031] Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls Antikörper, die spezifisch ein erfindungsgemäßes
Zellwandprotein, insbesondere das erfindungsgemäße Zellwandprotein Rbr1p, und nicht
erfindungsgemäß Rbr2p oder Rbr3p von
C.
albicans, erkennen und daran binden. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter
einem "Antikörper" ein Polypeptid verstanden, das im Wesentlichen von einem Immunglobulin-Gen
oder mehreren Immunglobulin-Genen codiert wird, oder Fragmente davon, das/die ein
Antigen spezifisch bindet/binden und erkennt/erkennen. Bekannte Immunglobulin-Gene
umfassen sowohl die kappa-, lambda-, alpha-, gamma-, delta-, epsilon- und mu-Gene
für den konstanten Bereich als auch die zahlreichen Gene für den variablen Immunglobulin-Bereich.
Antikörper können beispielsweise als intakte Immunglobuline oder als eine Reihe gut
charakterisierter Fragmente davon, die mittels Spaltung mit verschiedenen Peptidasen
erzeugt werden, vorliegen. Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff
"Antikörper" umfasst daher sowohl intakte Antikörper-Moleküle als auch Fragmente davon.
Bei den Antikörper-Fragmenten handelt es sich insbesondere um Fragmente wie Fab, F(ab')
2 und Fv, die die Epitop-Determinante binden können. Die Fragmente können entweder
mittels Modifikation vollständiger, ganzer Antikörper oder mittels De novo-Synthese
unter Verwendung von DNA-Rekombinationstechniken erzeugt worden sein. Der Begriff
"Antikörper" umfasst auch modifizierte Antikörper, beispielsweise oligomere, reduzierte,
oxidierte und/oder markierte Antikörper. Bei dem Antikörper kann es sich sowohl um
einen monoclonalen als auch polyclonalen Antikörper handeln. Verfahren zur Herstellung
von monoclonalen und polyclonalen Antikörpern sind im Stand der Technik bekannt.
[0032] Ein gegen das Rbr1p- (erfindungsgemäß), Rbr2p- oder Rbr3p- (nicht erfindungsgemäß)
Zellwandprotein gerichteter Antikörper erkennt daher spezifisch das Rbr1p-, Rbr2p-
oder Rbr'3p-Protein und bindet spezifisch daran. Vorzugsweise binden die erfindungsgemäßen
Antikörper oder Antikörper-Fragmente keine anderen Antigene, beispielsweise andere
an der Zellwand von
Candida vorhandene Proteine. In bevorzugter Ausführungsform ist ein gegen das Zellwandprotein
Rbr1p- (erfindungsgemäß), Rbr2p- oder Rbr3- (nicht erfindungsgemäß) Protein gerichteter
Antikörper in der Lage, spezifisch nur das Zellwandprotein Rbr1p-Protein oder das
Rbr2p-Zellwandprotein oder das Rbr3p-Zellwandprotein einer
Candida-Spezies zu erkennen und daran zu binden. Das heißt, ein gegen das Rbr1 p-, Rbr2p-
oder Rbr3p-Protein von
C.
albicans gerichteter Antikörper erkennt und bindet ausschließlich das Rbr1 p-, Rbr2p- oder
Rbr3p-Protein von
C.
albicans, nicht jedoch das entsprechende Rbr1pProtein, das entsprechende Rbr2p-Protein beziehungsweise
das entsprechender Rbr3p-Protein einer verwandten
Candida-Spezies, beispielsweise das Rbr1p-Protein, Rbr2p- oder Rbr3p-Protein von
C.
glabrata. Umgekehrt erkennt und bindet ein gegen das Rbr1p-, Rbr2p- oder Rbr3p-Protein von
C.
glabrata gerichtete Antikörper nicht das entsprechende Protein von
C.
albicans.
[0033] Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Antikörper oder Fragmente modifiziert
sein, zum Beispiel mit anderen Molekülen oder anderen Teilen davon konjugiert, assoziiert
oder kovalent oder nicht-kovalent gebunden sein, zum Beispiel mit einer Farbmarkierung,
einer radioaktiven Markierung, einem eine messbare Reaktion auslösenden Enzym, wie
einer Phosphatase oder Peroxidase, Enzymsubstraten, fluoreszierenden Substanzen, chemilumineszenten
Substanzen, cytotoxischen Agenzien, Spacem, Trägerstoffen oder ähnlichem. Die markierten,
konjugierten oder nicht-modifizierten Antikörper können in löslicher oder immobilisierter
Form, beispielsweise auf Trägermatrices oder Beads wie Nanopartikeln vorliegen.
[0034] Offenbart ist selbstverständlich auch einen Antikörper, der einen gegen das Zellwandprotein
Rbr1p gerichteten Antikörper und/oder einen gegen das Zellwandprotein Rbr2p gerichteten
Antikörper und/oder einen gegen das Zellwandprotein Rbr3p gerichteten Antikörper spezifisch
erkennt und daran bindet.
[0035] Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Charakterisierung und/oder
zum Nachweis des Hyphenstadiums von
Candida-Zellen oder Zellen pathogener pilzlicher Organismen, die mit
Candida verwandt sind, umfassend die Inkubation der Zellen oder Zellfraktionen davon mit
einem Mittel zur Identifizierung des Zellwandproteins Rbr1p (erfindungsgemäß), Rbr2p,
Rbr3p (nicht efindungsgemäß), eines homologen Proteins davon und/oder eines Fragmentes
davon, wobei der Nachweis des Proteins oder eines Fragmentes davon das Vorliegen des
virulenten Hyphenstadiums der Zellen anzeigt.
[0036] Offenbart sind also auch Protein-Marker, nämlich die Zellwandproteine Rbr1p, Rbr2p
und Rbr3p von
Candida, mit deren Hilfe es möglich ist, das Hyphenstadium von
Candida-Zellen eindeutig und exakt zu bestimmen. Da Rbr1p, Rbr2p und Rbr3p nur in der Zellwand
von hyphal wachsenden
Candida-Zellen vorkommen, stellen die drei Proteine ideale Marker dar, mit deren Hilfe das
hyphale Differenzierungsstadium von
Candida-Zellen, beispielsweise
C.
albicans-Zellen, eindeutig und schnell nachgewiesen und so zwischen Hefezellen und Hyphenzellen
klar unterschieden werden kann. Die Analyse und Bestimmung des hyphalen Entwicklungsstadiums
von
Candida unter Verwendung der erfindungsgemäßen Rbr1p-, Rbr2p- und Rbr3p-Proteine liefert
somit auch wichtige Informationen zur Virulenz des Pilzes.
[0037] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff "immunologisches
Mittel" insbesondere ein gegen das Zellwandprotein Rbr1p, Rbr2p oder Rbr3p gerichtetes
Antiserum, ein gegen das Zellwandprotein Rbr1p, Rbr2p oder Rbr3p gerichteter Antikörper
oder ein Fragment davon oder ein Komplex davon verstanden. Unter einem "Antiserum"
wird ein Serum verstand, das Antikörper gegen ein monospezifisches Antigen oder mehrere
Antigene beziehungsweise Epitope enthält. Das Antiserum wird aus spezifisch zu diesem
Zweck immunisierten Tieren oder von Menschen, die eine bestimmte Erkrankung, insbesondere
eine durch
Candida-Arten verursachte Erkrankung durchgemacht haben, gewonnen. Aufgrund der Heterogenität
der Immunantwort enthält das gegen ein Antigen, beispielsweise das gegen Rbr1p, Rbr2p
oder Rbr3p gerichtete Antiserum unterschiedliche Antikörper, sogenannte polyclonale
Antikörper, die von verschiedenen Plasma-Zellklonen produziert werden. Erfindungsgemäß
ist vorgesehen, dass der Nachweis von Rbr1p, Rbr2p oder Rbr3p oder eines Fragmentes
davon durch das immunologische Mittel mittels eines Fluoreszenz-Verfahrens, eines
Chemieluminiszenz-Verfahrens, eines immunologischen Verfahrens oder eines radiometrischen
Verfahrens erfolgt. Das Verfahren zum Nachweis des Vorliegens des Zellwandproteins
Rbr1p, Rbr2p oder Rbr3p kann gegebenenfalls in Kombination mit einem mikroskopischen
Verfahren und einem Bildauswertungsverfahren erfolgen.
[0038] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Charakterisierung
und/oder zum Nachweis des Hyphenstadiums von
Candida-Zellen ist das Zellwandprotein Rbr1p das Zellwandprotein Rbr1p von
C.
albicans, das von einer Nucleinsäure mit der in SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleinsäuresequenz
codiert wird und die in SEQ ID Nr. 2 dargestellte Aminosäuresequenz aufweist. In einer
nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens zur Charakterisierung und/oder
zum Nachweis des Hyphenstadiums von
Candida-Zellen ist das Zellwandprotein Rbr2p das Zellwandprotein Rbr2p von
C.
albicans, das von einer Nucleinsäure mit der in SEQ ID Nr. 3 dargestellten Nucleinsäuresequenz
codiert wird und die in SEQ ID Nr. 4 dargestellte Aminosäuresequenz aufweist. In noch
einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens zur Charakterisierung
und/oder zum Nachweis des Hyphenstadiums von
Candida-Zellen ist das Zellwandprotein Rbr3p das Zellwandprotein Rbr3p von
C.
albicans, das von einer Nucleinsäure mit der in SEQ ID Nr. 5 dargestellten Nucleinsäuresequenz
codiert wird und die in SEQ ID Nr. 6 dargestellte Aminosäuresequenz aufweist.
[0039] In weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Zellwandprotein
Rbr1 (erfindungsgemäß), Rbr2p oder Rbr3p (nicht erfindungsgemäß) das Rbr1-Protein,
Rbr2p-Protein oder Rbr3p-Protein beziehungsweise ein homologes Protein dazu von
C.
tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata, C. dubliniensis,
C. lusitaniae, einer
Trichosporon-Art oder einer
Blastoschizomyces-Art, wobei der Nachweis des Proteins vorzugsweise unter Verwendung eines Antikörpers erfolgt,
der spezifisch gegen das Rbr1p-Zellwandprotein, das Rbr2p-Zellwandprotein beziehungsweise
das Rbr3p-Zellwandprotein von
C.
tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondi, C. glabrata, C. dubliniensis,
C. lusitaniae, Trichosporon oder
Blastoschizomyces gerichtet ist. Dadurch wird erfindungsgemäß das hyphale Differenzierungsstadium von
C.
tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondi, C. glabrata, C. dubliniensis,
C. lusitaniae, Trichosporon beziehungsweise
Blastoschizomyces charakterisiert und/oder nachgewiesen. Antikörper gegen das Rbr1p-Zellwandprotein,
das Rbr2p-Zellwandprotein beziehungsweise das Rbr3p-Zellwandprotein aus einer der
genannten
Candida-Spezies können beispielsweise hergestellt werden, indem das Rbr1p-Zellwandprotein,
das Rbr2p-Zellwandprotein oder das Rbr3p-Zellwandprotein aus Zellen der entsprechenden
Candida-Spezies isoliert und dann unter Verwendung von dem Fachmann bekannten Verfahren zur
Erzeugung eines monoclonalen oder polyclonalen Antikörpers eingesetzt wird. Das Rbr1p-Zellwandprotein,
das Rbr2p-Zellwandprotein beziehungsweise das Rbr3p-Zellwandprotein einer
Candida-Spezies kann auch unter Verwendung einer der in SEQ ID Nr. 1, SEQ ID Nr. 3 oder SEQ
ID Nr. 5 dargestellten Nucleinsäuresequenzen erhalten werden, indem diese zur Isolierung
einer homologen Nucleinsäure aus Zellen der entsprechenden
Can
dida-Spezies eingesetzt wird. Nach Isolierung und Sequenzierung der homologen Nucleinsäure
kann dann auf der Basis der erhaltenen Nucleinsäuresequenz die Aminosäuresequenz des
von der Nucleinsäure codierten Rbr1p-Zellwandproteines, die Aminosäuresequenz des
von der Nucleinsäure codierten Rbr2p-Zellwandproteines beziehungsweise die Aminosäuresequenz
des von der Nucleinsäure codierten Rbr3p-Zellwandproteines abgeleitet werden. Das
entsprechende Protein kann dann beispielsweise in vitro chemisch synthetisiert und
zur Herstellung eines spezifisch dagegen gerichteten Antikörpers eingesetzt werden.
[0040] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die zu charakterisierenden
Candida-Zellen in einer Probe, vorzugsweise einer biologischen Probe vorliegen. Im Zusammenhang
mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer "biologischen Probe" insbesondere
ein Haut- oder Schleimhautabstrich, eine Organbiopsie, eine Gewebebiopsie, eine Körperflüssigkeit,
ein Körpersekret, Stuhl oder eine Spülflüssigkeit verstanden, die durch Spülung von
Hohlräumen oder Hohlorganen eines menschlichen oder tierischen Körpers gewonnen wurde.
Die Probe kann sowohl einem lebenden oder toten Organismus, Organ oder Gewebe entnommen
worden sein. Bei einer "Biopsie" handelt es sich um eine durch Punktion mit einer
Hohlnadel, unter Anwendung eines speziellen Instrumentes wie eines Stanzinstrumentes,
einer Biopsiesonde oder einer Zange oder operativ mit dem Skalpell gewonnene Gewebeprobe.
Bei einer "Körperflüssigkeit" handelt es sich insbesondere um Sputum, Urin, Pleuraerguss,
Liquor, Lymphe oder Blut. Erfindungsgemäß bevorzugt kann das Blut sowohl eine ungereinigte
als auch eine gereinigte Blutprobe, Blutplasma oder Blutserum sein. "Sekrete" sind
Absonderungen von Zellen, insbesondere Drüsen.
[0041] Eine "biologische Probe" kann erfindungsgemäß auch eine Kultur, beispielsweise eine
Blutkultur, also ein Keimanzüchtung aus einer Blutprobe, oder ein Kulturmedium sein,
beispielsweise ein Fermentationsmedium, in dem
Candida-Zellen oder menschliche, tierische oder pflanzliche Zellen kultiviert wurden. Bei
einer Probe im Sinne der Erfindung kann es sich auch um eine wässrige Lösung, Emulsion,
Dispersion oder Suspension handelt, die isolierte und aufgereinigte
Candida-Zellen oder Bestandteile davon enthält. Eine biologische Probe kann bereits Aufreinigungsschritten
unterworfen worden sein, um
Candida-Zellen zu isolieren oder anzureichern, kann aber auch ungereinigt vorliegen.
[0042] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es
sich bei den eingesetzten, zu charakterisierenden
Candida-Zellen um Zellen, die aus einer biologischen Probe isoliert und angereichert wurden
und als Zellpräparat, vorzugsweise in einem geeigneten Puffersystem vorliegen. Bei
den
Candida-Zellen handelt es sich vorzugsweise um intakte Zellen.
[0043] Erfindungsgemäß ist ebenfalls vorgesehen, dass zur Charakterisierung und/oder zum
Nachweis des hyphalen Differenzierungsstadiums von
Candida-Zellen auch Zellfraktionen eingesetzt werden, die durch Aufschluss und Fraktionierung
von
Candida-Zellen erhalten werden, wobei isolierte und vorzugsweise aufgereinigte Zellfraktionen
erhalten werden. Diese so erhaltenen Zellfraktionen können dann im erfindungsgemäßen
Verfahren zur Charakterisierung und/oder zum Nachweis des Hyphenwachstumsstadiums
von
Candida-Zellen eingesetzt werden. Verfahren zum Zellaufschluss und zur Fraktionierung von
Zellbestandteilen sind auf dem Fachgebiet gut bekannt. Vorzugsweise umfassen die zur
Charakterisierung der Differenzierungsstadien von
Candida-Zellen eingesetzten Zellfraktionen mindestens eine Zellwand-Fraktion der
Candida-Zellen.
[0044] Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem wird auch durch
ein Verfahren zum Nachweis einer
Candida-Infektion in einer aus einem menschlichen oder tierischen Organismus erhaltenen biologischen
Probe gelöst, wobei die Gegenwart des Proteins Rbr1p (erfindungsgemäß), Rbr2p (nicht
erfindungsgemäß), Rbr3p (nicht erfindungsgemäß), eines homologen Proteins davon und/oder
eines Fragmentes davon in der biologischen Probe und/oder in der Zellwand von gegebenenfalls
in der biologischen Probe enthaltenen
Candida-Zellen oder Zellen von mit
Candida verwandten pathogenen Organismen nachgewiesen wird, umfassend
a) die Inkubation der biologischen Probe mit einem Mittel zur Identifizierung des
Proteins Rbr1p, Rbr2p, Rbr3p, eines homologen Proteins davon und/oder eines Fragmentes
davon und
b) den Nachweis der Interaktion des Identifizierungsmittels mit dem Protein oder Fragment
davon.
[0045] Das Verfahren zum Nachweis einer
Candida-Infektion beruht also entweder auf dem direkten Nachweis des in der Probe frei vorliegenden
Rbr1p- (erfindungsgemäß), Rbr2p- oder Rbr3p- (nicht erfindungsgemäß) Zellwandproteins
von
Candida beziehungsweise eines Teils davon oder aber auf dem Nachweis, dass das Zellwandprotein
Rbr1p, Rbr2p oder Rbr3p in der Zellwand von
Candida-Zellen, die in der Probe enthalten sind, vorhanden ist. In beiden Fällen weist der
Nachweis von Rbr1p, Rbr2p und/oder Rbr3p auf das Vorkommen virulenter hyphaler
Candida-Zellen und damit auf das Vorliegen einer
Candida-Infektion hin. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit in vorteilhafter Weise
einen schnellen und exakten Nachweis einer
Candida-Infektion, insbesondere einer invasiven Candidiasis. Das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglich also insbesondere eine sehr frühe Diagnose der Mykose.
[0046] Der erfindungsgemäße direkte Nachweis des
Candida-Zellwandproteins Rbr1p, und nicht erfindungsgemäß Rbr2p und/oder Rbr3p in einer Probe
oder in der Zellwand von in der Probe enthaltenen
Candida-Zellen, insbesondere der immunologische Nachweis des Zellwandantigens mittels eines
gegen das Zellwandprotein Rbr1p, das Zellwandprotein Rbr2p oder das Zellwandprotein
Rbr3p gerichteten Antikörpers, hat gegenüber den derzeit bekannten Diagnose-Verfahren
einen erheblich höheren diagnostischen Wert. So ermöglicht der derzeit durchgeführte
kulturelle und/oder histologische Nachweis von
Candida in den meisten Fällen lediglich den Nachweis einer
Candida-Infektion im Spätstadium, während sich frühe Stadien insbesondere bei immunsupprimierten
Patienten diesem Nachweis häufig entziehen. Auch die derzeit erfassten Antikörper-Titer
gegen
Candida-Antigene eignen sich bislang kaum oder überhaupt nicht zur Diagnose einer
Candida-Infektion. Die Ursachen dafür sind vielfältig. So ist bekannt, dass gesunde Personen
Antikörper gegen
Candida-Antigene aufweisen. Andererseits entwickeln manche Patienten, insbesondere immunsupprimierte
Patienten, bei einer
Candida-Infektion sehr häufig keine adäquate Immunreaktion. Eine weitere Ursache besteht
darin, dass häufig Serumproben entnommen werden, bevor sich Antikörper gebildet haben.
[0047] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer "
Candida-Infektion" eine "
Candida-Mykose" oder Candidose oder Candidiasis verstanden, also eine Infektion, Krankheit
oder ein Krankheitszustand, der durch eine
Candida-Art verursacht wird. Insbesondere handelt es sich um solche Erkrankungen, die ausschließlich
von
Candida-Arten verursacht werden. Der Begriff "
Candida-Infektion" umfasst alle Erkrankungen, die von
Candida-Arten wie
C.
albicans, C.
tropicalis, C.
krusei, C.
parapsilosis, C.
guilliermondi, C.
glabrata, C.
dubliniensis, C.
lusitaniae, einer
Trichosporon-Art oder einer
Blastoschizomyces-Art verursacht werden. Im Kontext mit der Erfindung werden unter dem Begriff "
Candida-Infektionen" auch Krankheiten oder Krankheitszustände verstanden, die primär andere
Ursachen haben und bei denen die vorstehend genannten
Candida-Arten am Gesamtkrankheitsbild nur beteiligt sind beziehungsweise zusätzliche Symptome
hinzufügen, zum Beispiel opportunistische Infektionen.
[0048] Unter einer invasiven "Candidiatis" werden erfindungsgemäß
Candi
da-Infektionen im Blutkreislauf und in inneren Organen verstanden. Invasive Candidiatis
tritt insbesondere dann auf, wenn Zellen einer
Candida-Spezies in den Blutkreislauf gelangen, dort zu einer Infektion führen und sich von
da aus über den gesamten Körper verteilen. Zu den häufigsten Symptomen invasiver Candidiatis
gehören Fieber und Schüttelfrost. Wenn sich die Infektion zu tiefer gelegenen Organen
wie Nieren, Leber oder Augen ausbreitet, können sich zusätzliche spezifische Symptome
entwickeln.
[0049] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zur Identifizierung von Rbr1p, und nicht erfindungsgemäß
Rbr2p oder Rbr3p als Zelloberflächen-Antigen von
Candida-Zellen oder aber als freies, insbesondere in Körperflüssigkeiten zirkulierendes Antigen
ein immunologisches Mittel eingesetzt wird, insbesondere ein gegen Rbr1p, Rbr2p oder
Rbr3p gerichtetes Antiserum, ein gegen Rbr1p, Rbr2p oder Rbr3p gerichteter Antikörper
oder ein Fragment davon oder ein Komplex davon. Der erfindungsgemäß eingesetzte Antikörper
kann sowohl ein monoclonaler als auch ein polyclonaler Antikörper sein, der vorzugsweise
eine Markierung, insbesondere eine Farbmarkierung, eine radioaktive Markierung, eine
Fluoreszenzmarkierung, eine Chemielumineszenz-Markierung oder ein eine messbare Reaktion
auslösendes Enzym aufweist. Die Untersuchung der Interaktion des Identifizierungsmittels,
vorzugsweise des Antikörpers, mit dem Rbr1p-Zellwandantigen (erfindungsgemäß), Rbr2p-Zellwandantigen
oder Rbr3p-Zellwandantigen (nicht erfindungsgemäß) erfolgt mittels eines immunologischen
Verfahrens, eines Fluoreszenz-Verfahrens, eines Chemielumineszenz-Verfahrens oder
eines radiometrischen Verfahrens, gegebenenfalls in Kombination mit einem mikroskopischen
Verfahren und/oder einem Bildauswertungsverfahren.
[0050] In bevorzugter Ausführungsform ist das nachzuweisende Protein das Zellwandprotein
Rbr1p von
C.
albicans, das von einem Nucleinsäuremolekül mit der in SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleinsäuresequenz
codiert wird und das die in SEQ ID Nr. 2 dargestellte Aminosäuresequenz aufweist.
In einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das nachzuweisende Protein
das Zellwandprotein Rbr2p von
C. albicans, das von einem Nucleinsäuremolekül mit der in SEQ ID Nr. 3 dargestellten Nucleinsäuresequenz
codiert wird und das die in SEQ ID Nr. 4 dargestellte Aminosäuresequenz aufweist.
In noch einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das nachzuweisende
Protein das Zellwandprotein Rbr3p von
Candida albicans, das von einem Nucleinsäuremolekül mit der in SEQ ID Nr. 5 dargestellten Nucleinsäuresequenz
codiert wird und das die in SEQ ID Nr. 6 dargestellte Aminosäuresequenz aufweist.
Durch den Nachweis von Rbr1p (erfindungsgemäß), Rbr2p und/oder Rbr3p von
C.
albicans in der Probe beziehungsweise den Nachweis von
C.
albicans-Rbr1p (erfindungsgemäß),
C.
albicans-Rbr2p und/oder
C.
albicans-Rbr3p in der Zellwand von
Candida-Zellen, die in der biologischen Probe enthalten sind, können invasive Pilzerkrankungen
nachgewiesen werden, die insbesondere durch
C.
albicans verursacht werden, insbesondere eine durch
C.
albicans verursachte invasive Candidiadis. Durch den Nachweis des Rbr1p-Proteins, (erfindungsgemäß)
Rbr2p-Proteins oder Rbr3p-Proteins von
C. tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata, C. dubliniensis,
C. lusitaniae einer Trichosporon-Art oder einer Blastoschizomyces-Art können invasive Pilzerkrankungen
nachgewiesen werden, die insbesondere von
C. tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata, C. dubliniensis,
C. lusitaniae, einer Trichosporon-Art beziehungsweise einer Blastoschizomyces-Art verursacht werden,
insbesondere eine durch eine der genannten
Candida-Spezies verursachte invasive Candidiadis.
[0051] Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass der Nachweis der
Candida-Infektion unter Verwendung einer biologischen Probe erfolgt, die
Candida-Zellen enthalten kann, aber nicht enthalten muss. Die biologische Probe kann beispielsweise
ein Haut- oder Schleimhautabstrich, eine Organbiopsie, eine Gewebebiopsie, eine Körperflüssigkeit,
ein Körpersekret, Stuhl oder eine Spülflüssigkeit sein.
[0052] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt der Nachweis der
Candida-Infektion unter Verwendung einer Körperflüssigkeit, die im Vergleich zu anderen Proben
wie einer Biopsie den Vorteil aufweisen, dass die Wahrscheinlichkeit sehr hoch ist,
dass Rbr1p, Rbr2p und/oder Rbr3p frei zirkulieren. Bei der Körperflüssigkeit handelt
es sich insbesondere um eine Blutprobe, die dem Körper direkt entnommen und ohne weitere
Aufreinigung im efindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann. Das erfindungsgemäße
Verfahren kann auch unter Verwendung einer Blutkultur durchgeführt werden. Ebenfalls
können erfindungsgemäß Blutprodukte wie Blutplasma oder Blutserum eingesetzt werden.
Der Nachweis des frei im Blut zirkulierenden Zellwandproteins Rbr1p, Rbr2p und/oder
Rbr3p beziehungsweise den Nachweis, dass im Blut enthaltene
Candida-Zellen auf ihrer Zelloberfläche Rbr1p, Rbr2p und/oder Rbr3p aufweisen, kann eine
invasise Candidiadis im Blut nachgewiesen werden. Dass zur Identifizierung von Rbr1p,
Rbr2p und/oder Rbr3p eingesetzte Mittel ist vorzugsweise ein immunologisches Mittel,
insbesondere ein gegen Rbr1p, Rbr2p oder Rbr3p gerichtetes Antiserum, ein gegen Rbr1p,
Rbr2p oder Rbr3p gerichteter Antikörper oder ein Fragment davon oder ein Komplex davon.
Im Falle der Verwendung eines Antikörpers kann dieser eine Markierung, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus einer Farbmarkierung, einer radioaktiven Markierung,
einer Fluoreszenzmarkierung, einer Chemielumineszenz-Markierung oder einem eine messbare
Reaktion auslösenden Enzym, aufweisen.
[0053] Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Auffinden und Identifizieren
von Substanzen mit therapeutischer Wirkung gegen Krankheiten, die durch
Candida-Arten oder pathogene pilzliche Arten, die mit
Candida verwandt sind, verursacht werden. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass eine
zu testende Substanz in einem geeigneten Medium mit mindestens einem Agens, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus: einem Nucleinsäuremolekül, das ein zur Hyphenentwicklung
eines pathogenen pilzlichen Organismus erforderliches Zellwandprotein codiert und
ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
- a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
- b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
- c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80% zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
a) oder b) zeigt,
- d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist, und
- e) einem Fragment eines in a) bis d) definierten Nucleinsäuremoleküls, das in einer
Wirtszelle in Antisense-Orientierung zu einem Promotor die Expression eines Zellwandproteins
eines pathogenen pilzlichen Organismus hemmen kann und mindestens 10 Nucleotide umfasst;
einem Vektor, der das Nucleinsäuremolekül enthält;
einer Wirtszelle, die den Vektor enthält;
einem Protein, das eine Aminosäuresequenz aus SEQ ID Nr. 2 enthält, und
einem Antikörper, der spezifisch das Protein erkennt und daran bindet
und eine Interaktion zwischen der zu testenden Substanz und dem Agens nachgewiesen
wird.
[0054] Beispielsweise können die Nucleinsäuremoleküle, die Fragmente dieser Nucleinsäuremoleküle,
die Proteine oder die erfindungsgemäßen Antikörper auf entsprechenden Chips immobilisiert
werden. Diese Chips können dann anschließend zum Nachweis einer Interaktion zwischen
einer zu testenden Substanz und dem auf den Chips immobilisierten Agens in einem geeigneten
Medium mit der zu testenden Substanz in Kontakt gebracht werden. Auf diese Weise können
beispielsweise die Nucleinsäuremoleküle, Proteine beziehungsweise Antikörper verwendet
werden, um Substanzen, beispielsweise Proteine, zu identifizieren, die in vivo an
Nucleotidsequenzen, die hyphenspezifisch exprimierte Zellwandproteine wie Rbr1p, Rbr2p
oder Rbr3p codieren beziehungsweise die Expression dieser Proteine regulieren oder
an die hyphenspezifisch exprimierten Zellwandproteine selbst binden. Solche bindenden
Substanzen, insbesondere Proteine, können potentiell als Medikamente gegen Candida-verursachte
Krankheiten eingesetzt werden, wenn sie beispielsweise in der Lage sind, durch Bindung
an regulatorische Nucleotidsequenzen die Transkription der erfindungsgemäßen hyphenspezifischen
Zellwandproteine zu hemmen oder zu unterbinden oder wenn sie durch Bindung an die
erfindungsgemäßen hyphenspezifisch exprimierten Zellwandproteine deren Aktivität hemmen
oder unterbinden können. Wenn solche Substanzen, die an Nucleinsäuremoleküle oder
Proteine binden, die Transkription der erfindungsgemäß offenbarten hyphenspezifischen
Zellwandproteine induzieren oder fördern oder die Aktivität der erfindungsgemäß offenbarten
hyphenspezifisch exprimierten Zellwandproteine begünstigen, können diese Substanzen
potenziell als Medikamente zur Behandlung
Candida-verursachter Krankheiten verwendet werden.
[0055] Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine diagnostische Zusammensetzung,
umfassend mindestens ein
[0056] Nucleinsäuremolekül, das ein zur Hyphenentwicklung eines pathogenen pilzlichen Organismus
erforderliches Zellwandprotein codiert und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend
aus:
- a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
- b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
- c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80% zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
a) oder b) zeigt,
- d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist, und
- e) einem Fragment eines in a) bis d) definierten Nucleinsäuremoleküls, das in einer
Wirtszelle in Antisense-Orientierung zu einem Promotor die Expression eines Zellwandproteins
eines pathogenen pilzlichen Organismus hemmen kann und mindestens 10 Nucleotide umfasst;
ein Vektor, der das Nucleinsäuremolekül enthält;
eine Wirtszelle, die den Vektor enthält;
ein Protein, das eine Aminosäuresequenz aus SEQ ID Nr. 2 enthält, und/oder
ein Antikörper, der spezifisch das Protein erkennt und daran bindet.
[0057] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft eine pharmazeutische
Zusammensetzung, umfassend mindestens
ein Nucleinsäuremolekül, das ein zur Hyphenentwicklung eines pathogenen pilzlichen
Organismus erforderliches Zellwandprotein codiert und ausgewählt ist aus der Gruppe
bestehend aus:
- a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
- b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
- c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80% zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
a) oder b) zeigt,
- d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist, und
- e) einem Fragment eines in a) bis d) definierten Nucleinsäuremoleküls, das in einer
Wirtszelle in Antisense-Orientierung zu einem Promotor die Expression eines Zellwandproteins
eines pathogenen pilzlichen Organismus hemmen kann und mindestens 10 Nucleotide umfasst;
ein Vektor, der das Nucleinsäuremolekül enthält;
eine Wirtszelle, die den Vektor enthält;
ein Protein, das eine Aminosäuresequenz aus SEQ ID Nr. 2 enthält, und/oder
ein Antikörper, der spezifisch das Protein erkennt und daran bindet.
[0058] Die in der erfindungsgemäßen diagnostischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung
enthaltene Nucleinsäure kann also eine Protein-codierende Nucleinsäure sein, insbesondere
eine Nucleinsäure, die das Zellwandprotein Rbr1p von
C.
albicans, und nicht erfindungsgemäß das Zellwandprotein Rbr2p von
C.
albicans oder das Zellwandprotein Rbr3p von
C.
albicans codiert. Die in der diagnostischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung enthaltene
Nucleinsäure kann aber auch eine Nucleinsäuresequenz enthalten, die Rbr1 p, und nicht
erfindungsgemäß Rbr2p oder Rbr3p von
C.
tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata, C. dubliniensis,
C. lusitaniae, einer Trichosporon-Art oder einer Blastoschizomyces-Art codiert. Die Nucleinsäuren,
die eines der Proteine aus einer der vorgenannten
Candida-Spezies codieren, weisen zu einer
C.
albicans-Rbr1p,
C.
albicans-Rbr2p oder
C.
albicans-Rbr3p codierenden Nucleinsäure über ihre gesamte Länge hinweg eine sehr große Homologie
auf, wobei die Homologie mehr als 75 %, insbesondere mehr als 80 %, vorzugsweise mehr
als 85 %, besonders bevorzugt mehr als 90 % und am bevorzugtesten mehr als 95 % oder
mehr als 98 % beträgt.
[0059] Das in der erfindungsgemäßen diagnostischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung
enthaltene Zellwandprotein Rbr1p, und nicht erfindungsgemäß Rbr2p oder Rbr3p kann
in der Zusammensetzung beispielsweise als Komplex mit anderen Proteinen vorliegen.
Bei diesen Proteinen handelt es sich vorzugsweise um solche, die ebenfalls zur Diagnose
und/oder Therapie von
Candida-Infektionen eingesetzt werden können.
[0060] Das in der erfindungsgemäßen diagnostischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung
enthaltene Protein kann auch ein Fragment eines Wildtyp-Proteins oder ein Derivat
eines Wildtyp-Proteins sein. Unter einem "Derivat" wird ein funktionelles Äquivalent
oder ein funktioneller Abkömmling des Wildtyp-Proteins verstanden, das/der unter Beibehaltung
der Grundstruktur von Rbr1p, und nicht erfindungsgemäß Rbr2p oder Rbr3p durch Substitution
von Atomen oder Molekülgruppen beziehungsweise Molekülresten erhalten wird und/oder
dessen Aminosäuresequenz sich an mindestens einer Aminosäureposition vom Wildtyp-Protein
unterscheidet.
[0061] Die Unterschiede zwischen dem Zellwandprotein-Derivat und dem Wildtyp-Zellwandprotein
können auf natürlicherweise auftretenden oder künstlich erzeugten Mutationen, beispielsweise
mittels auf dem Fachgebiet bekannter molekularbiologischer Techniken, in den die Derivate
codierende Nucleinsäuren beruhen. Die Unterschiede können auch mittels chemischer
Verfahren, beispielsweise bei der chemischen Synthese der Protein-Derivate, erzeugt
worden sein. Bei Derivaten handelt es sich auch um Fusionsproteine, bei denen am N-Terminus
und/oder C-Terminus von Rbr1p, Rbr2p oder Rbr3p funktionelle Domänen eines anderen
Proteins enthalten sind. Die erfindungsgemäß verwendeten Derivate von Rbr1p, und nicht
erfindungsgemäß Rbr2p oder Rbr3p weisen zu den entsprechenden Wildtyp-Zellwandproteinen,
insbesondere zu
C.
albicans Rbr1p mit der in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz, zu
C.
albicans Rbr2p mit der in SEQ ID Nr. 4 dargestellten Aminosäuresequenz oder zu
C.
albicans Rbr3p mit der in SEQ ID Nr. 6 dargestellten Aminosäuresequenz, eine Homologie von
mindestens 75 %, beispielsweise mindestens 80 %, insbesondere mindestens 85 %, vorzugsweise
mindestens 90 %, bevorzugter mindestens 95 % und am bevorzugtesten mindestens 96 %,
97 %, 98 % oder 99 % auf.
[0062] Erfindungsgemäß können die in der diagnostischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung
enthaltene Protein-Derivate gegenüber dem Wildtyp-Protein eine veränderte Aktivität,
eine veränderte Stabilität, eine veränderte Spezifität, ein verändertes Temperatur-,
ein verändertes pH-Wert- und/oder Konzentrationsprofil und/oder ein verändertes Effektorenmuster
aufweisen. Das erfindungsgemäß verwendete Zellwandprotein-Derivat kann in anderen
Konformationen vorkommen und auch andere Untereinheiten beziehungsweise prä- und/oder
posttranslationale Modifikationen aufweisen.
[0063] Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, dass die diagnostischen oder pharmazeutischen
Zusammensetzungen einen Antikörper enthalten können, der spezifisch das Zellwandprotein
Rbr1p (erfindungsgemäß), das Zellwandprotein Rbr2p oder das Zellwandprotein Rbr3p
(nicht erfindungsgemäß) von
C.
albicans oder von
C.
tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata, C. dubliniensis,
C. lusitaniae, einer Trichosporon-Art oder einer Blastoschizomyces-Art erkennt und daran bindet
und so dessen Nachweis ermöglicht. Bei dem Antikörper kann es sich sowohl um einen
monoclonalen als auch einen polyclonalen Antikörper handeln. Erfindungsgemäß kann
in der diagnostischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung auch nur ein Antikörper-Fragment,
beispielsweise Fab, F(ab')
2 und Fv enthalten sein.
[0064] In einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße diagnostische oder pharmazeutische
Zusammensetzung einen Antikörper enthalten, der spezifisch einen Antikörper, der gegen
Rbr1p von
C. albicans, und nicht erfindungsgemäß gegen Rbr2p von
C.
albicans oder gegen Rbr3p von
C.
albicans gerichtet ist, erkennt und daran bindet und so den Nachweis dieses Antikörpers, beispielsweise
in einer biologischen Probe wie Blut ermöglicht.
[0065] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der pharmazeutischen
Zusammensetzung um einen Impfstoff, der mindestens ein pilzliches Zellwandprotein,
insbesondere das Zellwandprotein Rbr1p von
C.
albicans mit der in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz, und nicht erfindungsgemäß
das Zellwandprotein Rbr2p von
C.
albicans mit der in SEQ ID Nr. 4 dargestellten Aminosäuresequenz und/oder das Zellwandprotein
Rbr3p von
C.
albicans mit der in SEQ ID Nr. 6 dargestellten Aminosäuresequenz, enthält und der zur aktiven
Immunisierung eines menschlichen oder tierischen Körpers gegen eine
Candida-Infektion geeignet ist. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter
einer "aktiven Immunisierung" eine parentarale Gabe von nicht vermehrungsfähigen Antigenen
verstanden, wobei das Ziel darin besteht, im menschlichen oder tierischen Körper einen
Antikörper gegen das Antigen und somit gegen den Mikroorganismus, von dem das Antigen
stammt, zu bilden. Bei einer aktiven Immunisierung kann es sich auch um eine lokale
Gabe, insbesondere orale, nasale oder kutane Verabreichung oder Inhalation, von nichtvermehrungsfähigen
mikrobiellen Antigenen handeln, wobei das Ziel darin besteht, eine lokale Infektabwehr
an Schleimhäuten durch Bildung sekretorischer Antikörper und durch Erhöhung der Makrophargenaktivität
aufzubauen.
[0066] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der pharmazeutischen
Zusammensetzung um einen Impfstoff, der mindestens einen Antikörper ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus erfindungsgemäß einem Antikörper, der Rbr1p von
Candida spezifisch erkennt und daran bindet, nicht erfindungsgemäß einem Antikörper, der
Rbr2p von
Candida spezifisch erkennt und daran bindet enthält, und nicht erfindungsgemäß einem Antikörper,
der Rbr3p von
Candida spezifisch erkennt und daran bindet, enthält und der zur passiven Immunisierung eines
menschlichen oder tierischen Körpers gegen eine
Candida-Infektion geeignet ist. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter
einer "passiven Immunisierung" die Einspritzung von Immunglobulin-Präparaten, also
spezifischen Antikörpern, oder Serum eines aktiv immunisierten Menschen beziehungsweise
Tieres verstanden, wobei das Ziel darin besteht, antiinfektiöse oder antitoxische
Antikörper in einen menschlichen oder tierischen Körper zur Vorbeugung oder Behandlung
von Infektionskrankheiten zu übertragen.
[0067] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Impfstoff als Lyophilisat oder als wässrige
kolloidale Lösung oder Suspension vorliegt. Der erfindungsgemäße Impfstoff kann zusätzlich
mindestens ein Adjuvants enthalten.
[0068] Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Kit zur Identifizierung des Zellwandproteins
Rbr1 von
Candida-Arten oder eines mit Candida verwandten pathogenen Organismus und/oder zum Nachweis
der Virulenz von
Candida-Zellen oder von Zellen eines Organismus, der mit
Candida verwandt ist, umfassend mindestens einen Behälter mit einem Antikörper, der Rbr1
p, und nicht erfindungsgemäß Rbr2p oder Rbr3p oder ein Fragment davon spezifisch erkennt
und daran bindet. In bevorzugter Ausführungsform kann der Kit zur in vitro-Identifizierung
von Rbr1p, und nicht erfindungsgemäß Rbr2p oder Rbr3p und/oder zum in vitro-Nachweis
der Virulenz von
Candida-Zellen eingesetzt werden. Der Kit kann gegebenenfalls einen zweiten Behälter mit dem
isolierten und gereinigten Zellwandprotein Rbr1p, Rbr2p und/oder Rbr3p von
C.
albicans umfassen. Das isolierte und gereinigte Zellwandprotein Rbr1p oder Rbr2p oder Rbr3p
dient vor allem als Kontrolle.
[0069] Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung
eines Nucleinsäuremoleküls, das ein zur Hyphenentwicklung eines pathogenen pilzlichen
Organismus erforderliches Zellwandprotein codiert und ausgewählt ist aus der Gruppe
bestehend aus:
- a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
- b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
- c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80% zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
a) oder b) zeigt,
- d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist, und
- e) einem Fragment eines in a) bis d) definierten Nucleinsäuremoleküls, das in einer
Wirtszelle in Antisense-Orientierung zu einem Promotor die Expression eines Zellwandproteins
eines pathogenen pilzlichen Organismus hemmen kann und mindestens 10 Nucleotide umfasst;
eines Vektors, der das Nucleinsäuremolekül enthält;
einer Wirtszelle, die den Vektor enthält;
eines Proteins, das eine Aminosäuresequenz aus SEQ ID Nr. 2 enthält, oder
eines Antikörpers, der spezifisch das Protein erkennt und daran bindet
zur Diagnose von Krankheiten eines menschlichen oder tierischen Organismus, die durch
Candida-Arten oder pathogene pilzliche Organismen, die mit
Candida verwandt sind, verursacht werden.
[0070] Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung
eines Nucleinsäuremoleküls, das ein zur Hyphenentwicklung eines pathogenen pilzlichen
Organismus erforderliches Zellwandprotein codiert und ausgewählt ist aus der Gruppe
bestehend aus:
- a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
- b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
- c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80% zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
a) oder b) zeigt,
- d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist, und
- e) einem Fragment eines in a) bis d) definierten Nucleinsäuremoleküls, das in einer
Wirtszelle in Antisense-Orientierung zu einem Promotor die Expression eines Zellwandproteins
eines pathogenen pilzlichen Organismus hemmen kann und mindestens 10 Nucleotide umfasst;
eines Vektors, der das Nucleinsäuremolekül enthält;
einer Wirtszelle, die den Vektor enthält;
eines Proteins, das eine Aminosäuresequenz aus SEQ ID Nr. 2 enthält, oder
eines Antikörpers, der spezifisch das Protein erkennt und daran bindet
zur Herstellung einer diagnostischen Zusammensetzung zur Diagnose von Krankheiten
eines menschlichen oder tierischen Organismus, die durch
Candida-Arten oder pathogene pilzliche Organismen, die mit
Candida verwandt sind, verursacht werden.
[0071] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung
ebenfalls die Verwendung
eines Nucleinsäuremoleküls, das ein zur Hyphenentwicklung eines pathogenen pilzlichen
Organismus erforderliches Zellwandprotein codiert und ausgewählt ist aus der Gruppe
bestehend aus:
- a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
- b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
- c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80% zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
a) oder b) zeigt,
- d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist, und
- e) einem Fragment eines in a) bis d) definierten Nucleinsäuremoleküls, das in einer
Wirtszelle in Antisense-Orientierung zu einem Promotor die Expression eines Zellwandproteins
eines pathogenen pilzlichen Organismus hemmen kann und mindestens 10 Nucleotide umfasst;
eines Vektors, der das Nucleinsäuremolekül enthält;
einer Wirtszelle, die den Vektor enthält;
eines Proteins, das eine Aminosäuresequenz aus SEQ ID Nr. 2 enthält, oder
eines Antikörpers, der spezifisch das Protein erkennt und daran bindet
als Wirkstoff zur Behandlung und/oder Prävention von Krankheiten eines menschlichen
oder tierischen Organismus, die durch
Candida-Arten oder pathogene pilzliche Organismen, die mit
Candida verwandt sind, verursacht werden. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls die
Verwendung
eines Nucleinsäuremoleküls, das ein zur Hyphenentwicklung eines pathogenen pilzlichen
Organismus erforderliches Zellwandprotein codiert und ausgewählt ist aus der Gruppe
bestehend aus:
- a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
- b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
- c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80% zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
a) oder b) zeigt,
- d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist, und
- e) einem Fragment eines in a) bis d) definierten Nucleinsäuremoleküls, das in einer
Wirtszelle in Antisense-Orientierung zu einem Promotor die Expression eines Zellwandproteins
eines pathogenen pilzlichen Organismus hemmen kann und mindestens 10 Nucleotide umfasst;
eines Vektors, der das Nucleinsäuremolekül enthält;
einer Wirtszelle, die den Vektor enthält;
eines Proteins, das eine Aminosäuresequenz aus SEQ ID Nr. 2 enthält, oder
eines Antikörpers, der spezifisch das Protein erkennt und daran bindet
als Wirkstoff zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung
und/oder Prävention von Krankheiten, die durch
Candida-Arten oder damit verwandte pathogene pilzliche Organismen verursacht werden. Erfindungsgemäß
ist das Agens ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
einem Nucleinsäuremolekül, das ein zur Hyphenentwicklung eines pathogenen pilzlichen
Organismus erforderliches Zellwandprotein codiert und ausgewählt ist aus der Gruppe
bestehend aus:
a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80% zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
a) oder b) zeigt,
d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist, und
e) einem Fragment eines in a) bis d) definierten Nucleinsäuremoleküls, das in einer
Wirtszelle in Antisense-Orientierung zu einem Promotor die Expression eines Zellwandproteins
eines pathogenen pilzlichen Organismus hemmen kann und mindestens 10 Nucleotide umfasst;
einem Vektor, der das Nucleinsäuremolekül enthält;
einer Wirtszelle, die den Vektor enthält;
eines Proteins, das eine Aminosäuresequenz aus SEQ ID Nr. 2 enthält, und
einem Antikörper, der spezifisch das Protein erkennt und daran bindet.
[0072] Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung
eines Nucleinsäuremoleküls, das ein zur Hyphenentwicklung eines pathogenen pilzlichen
Organismus erforderliches Zellwandprotein codiert und ausgewählt ist aus der Gruppe
bestehend aus:
a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80% zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
a) oder b) zeigt,
d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist, und
e) einem Fragment eines in a) bis d) definierten Nucleinsäuremoleküls, das in einer
Wirtszelle in Antisense-Orientierung zu einem Promotor die Expression eines Zellwandproteins
eines pathogenen pilzlichen Organismus hemmen kann und mindestens 10 Nucleotide umfasst;
einem Vektor, der das Nucleinsäuremolekül enthält;
einer Wirtszelle, die den Vektor enthält;
eines Proteins, das eine Aminosäuresequenz aus SEQ ID Nr. 2 enthält, oder
eines Antikörpers, der spezifisch das Protein erkennt und daran bindet
zur Identifizierung und/oder zum Nachweis von Substanzen, die die Expression oder
Aktivität von Rbr1p, und nicht erfindungsgemäß Rbr2p und/oder Rbr3p in einem pathogenen
pilzlichen Organismus hemmen und als Wirkstoff zur Herstellung einer pharmazeutischen
Zusammensetzung geeignet sind.
[0073] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung
die Verwendung des Nucleinsäuremoleküls mit einer der in SEQ ID Nr. 1, und nicht erfindungsgemäß
SEQ ID Nr. 3 oder SEQ ID Nr. 5 dargestellten Nucleotidsequenz, eines Nucleinsäuremoleküls
mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer der in SEQ ID Nr. 2, und nicht
erfindungsgemäß SEQ ID Nr. 4 oder SEQ ID Nr. 6 dargestellten Aminosäuresequenzen codiert,
oder eines Fragmentes eines dieser Nucleinsäuremoleküle zur Isolierung einer homologen
Nucleinsäure, die das Rbr1p-Protein, und nicht erfindungsgemäß das Rbr2p-Protein oder
das Rbr3p-Protein von
C.
tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata, C. dubliniensis,
C. lusitaniae, einer Trichosporon-Art, einer Blastoschizomyces-Art oder eines anderen pilzlichen
pathogenen Organismus codiert.
[0074] Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung eines erfindungsgemäßen Antikörpers
zur Charakterisierung und/oder zum Nachweis des virulenten Hyphenstadiums von
Candida-Zellen.
[0075] Die Erfindung wird durch das folgende Sequenzprotokoll, die folgenden Figuren und
folgenden Beispiele näher erläutert.
[0076] Das Sequenzprotokoll ist Teil der Beschreibung und enthält die in den SEQ ID Nr.
1 bis 6 dargestellten Sequenzen.
[0077] SEQ ID Nr. 1 zeigt eine 336 Nucleotide umfassende Nucleinsäuresequenz, die die in
SEQ ID Nr. 2 dargestellte Aminosäuresequenz des Zellwandproteins Rbr1p von
Candida albicans codiert.
[0078] SEQ ID Nr. 2.zeigt die 111 Aminosäurereste umfassende Aminosäuresequenz des Zellwandproteins
Rbr1p von
Candida albicans.
[0079] SEQ ID Nr. 3 zeigt eine 507 Nucleotide umfassende Nucleinsäuresequenz, die die in
SEQ ID Nr. 4 dargestellte Aminosäuresequenz des Zellwandproteins Rbr2p von
Candida albicans codiert.
[0080] SEQ ID Nr. 4 zeigt die 168 Aminosäurereste umfassende Aminosäuresequenz des Zellwandproteins
Rbr2p von
Candida albicans.
[0081] SEQ ID Nr. 5 zeigt eine 1682 Nucleotide umfassend Nucleinsäuresequenz, die die Aminosäuresequenz
des Zellwandproteins Rbr3p von
Candida albicans codiert, wobei ein Teil der Aminosäuresequenz in SEQ ID Nr. 6 dargestellt ist.
[0082] SEQ ID Nr. 6 zeigt einen 560 Aminosäurereste umfassenden Teilbereich der Aminosäuresequenz
des Zellwandproteins Rbr3p von
Candida albicans.
[0083] Die Figuren zeigen:
Figur 1 zeigt, dass der Transkriptionsfaktor Rim101p Zellwandgene von C. albicans aktiviert oder reprimiert. 1a) Aktivierung hyphaler Gene durch RIM101. 1b) Repression von RBR1, RBR2 und RBR3, durch RIM101. RNA für die Northern-Blot-Analyse wurde aus dem Wildtypstamm SC1453, dem Stamm RIM101-1426 und Δrim101-Mutantenstamm, die jeweils 6 Stunden in YPD-Medium mit 100 mM HEPES-Puffer bei 30°C
gezüchtet worden waren, gewonnen. Im Falle von SC1453 und des Mutantenstammes Δrim101 (dunkle Balken) wurde ein pH-Wert von 7,4 eingestellt. Bei SC1453 und RIM101-1426 (heller Balken) wurde ein pH-Wert von 4,5 eingestellt. Die quantitative Bestimmung
der mRNA-Konzentrationen erfolgte durch Normalisierung der Hybridisierungssignale
gegen das ACT1-Signal von SC5314 bei einem pH-Wert von 7,4.
Figur 2 zeigt den vom pH-Wert abhängigen Filamentations-Defekt von Δrbr1-Mutanten auf M-199 Weichagar. Die Stämme wurden in SC-ura-Medium 24 Stunden vorkultiviert
und durch eine kurze Zentrifugation pelletiert. 5 µl konzentrierte Zellsuspension
wurden auf die Agar-Oberfläche aufgetragen. Die Platten wurden 72 h bei 30°C inkubiert.
Figur 3 zeigt, dass die RBR1-Expression durch NRG1 aktiviert wird. Die Transkript-Mengen von RBR1 in Wildtyp-, Δefg1-, Δnrg1- und Δtup1-Mutantenstämmen wurden mittels Northern-Blotting bestimmt. RNA, die aus Stämmen gewonnen
wurde, die in α-MEM-Medium 4h bei einem pH-Wert von 4,5 (Laufspuren 1-4) oder einem
pH-Wert von 7,4 (Laufspuren 5-8) bei nicht-induzierenden Temperaturen von 25°C oder
bei Hyphen-induzierenden Temperaturen von 37°C kultiviert worden waren. rRNA*: Ethidiumbromid-gefärbte
Kontrolle.
Figur 4 (a) zeigt, dass die Expression von RBR1 und NRG1 von RIM101 und von der Temperatur abhängig ist.Die Stämme SC1453, RIM101-1426 und Δrim101 wurden 6 h in α-MEM-Medium, 100 mM-HEPES-Puffer bei einem pH-Wert von 4,5 und einem
pH-Wert von7,4 bei 25°C und 37°C kultiviert, um RNA zur Northern-Blot-Analyse zu isolieren.
rRNA*: Ethidiumbromid-gefärbte Kontrolle.
Figur 5 zeigt die Ergebnisse, die mit unterschiedlichen Candida-Stämmen in einem Maus-Modell für systemische Candidose erhalten wurden. Die Ergebnisse
zeigen, dass Rbr1p für die Virulenz von Candida und für eine erfolgreiche Infektion des Wirtes durch Candida notwendig ist.
Beispiel
Materialien und Verfahren
C. albicans-Stämme
[0084] Die verwendeten
C. albicans-Stämme sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die DNA-Microarray-Experimente wurden mit drei
unterschiedlichen Stämmen durchgeführt:
- a) dem Wildtyp-Stamm (SC5314),
- b) dem homozygoten Deletionsstamm Δrim101 (CAF3- x ura3::imm434/ura3.:imm434 rim101::hisG/rim101::hisG::URA3) (El Barkani et al., Mol. Cell Biol., 20 (2000), 4635-4647) und
- c) dem Stamm RIM101-1426 (CAF3-16-2 ura3::imm434 /ura3::imm434 RIM101/RIM101-(pBSK+ -RIM101-1426-URA3)n>2) der das dominante aktive Protein Rim101-1426p überexprimiert (El Barkani et al.,
2000).
[0085] Die
RBR1-Deletions-Mutanten wurden durch schrittweise homologe Rekombination von CA14 unter
Verwendung einer
URA3-Flipper-Cassette (
Morschhauser et al., Mol. Microbiol., 32 (1999), 547-556) konstruiert. Ein inneres und ein äußeres Paar von Sequenzen, die die codierende
Sequenz von
RBR1 flankieren, wurden mittels PCR amplifiziert. Das äußere Paar der flankierenden Bereiche
(FR1 und FR2) wurde zur Deletion des ersten Allels verwendet. Die inneren flankierenden
Bereiche (FR3 und FR4) wurden zur Deletion des zweiten
RBR1-Allels verwendet. Die folgenden Primerpaare wurden zur Amplifikation der äußeren
und inneren flankierenden Bereiche mittels PCR in einer Peltier Thermal Cycler 200-Vorrichtung
(MJ Research) mit 30 Zyklen bei 55°C verwendet:
- 1) FR1.for: 5'-AAGGGCCCCACAAAATAAAAGCAGCAGGAA und
FR1.rev: 5'-CCGCTCGAGTTCCAACTTTAATCCCGCAC (Produktlänge 457 bp);
- 2) FR2.for: 5'-ATAAGAATGCGGCCGCTTGCCACCAGTCAAATTCAA und
FR2.rev: 5'-CGAGCTCCCGAAATGCCACCATAGTTT (Produktlänge 527 bp);
- 3) FR3.for: 5'-AAGGGCCCGTGCGGGATTAAAGTTGGAA und
FR3.rev: 5'-CCGCTCGAGTTGTTGTTGTAAGCGAAGCC (Produktlänge 563 bp);
- 4) FR4.for: 5'-ATAAGAATGCGGCCGCTGAATGAGAATGAGGGGGAC und
FR4.rev: 5'-CGAGCTCTTGAATTTGACTGGTGGCAA (Produktlänge 565 bp).
[0086] Die Primersequenzen enthielten unikale Schnittstellen (in den Sequenzen unterstrichen),
um eine direkte Ligierung der flankierenden Bereiche in das Plasmid pSFU1 (Morschhauser
et al., 1999) zu ermöglichen. FR1 und FR3 wurden in den Vektor nach Spaltung mit den
Restriktasen
ApaI und
XhoI zu ligieren. FR2 und FR4 wurden nach Spaltung mit
NotI und
SacI insertiert, wobei die Plasmide pSFUR1-2 für das Konstrukt mit der äußeren Deletion
und pSFUR1-4 für das Konstrukt mit der inneren Deletion erhalten wurden. Zur Reversion
der homozygoten Δ
rbr1-Stämme wurden die codierende Sequenz und der Promotorbereich von
RBR1 in den integrativen
C. albicans-Expressionsvektor pCaExp (
Care et al., Mol. Microbiol., 34 (1999), 792-798) cloniert, wobei die Primer:
2736f-1_FR1_for: AAGGGCCCCACAAAATAAAAGCAGCAGGAA und
RBR1_RVT_rev: CCGCTCGAGCCGAAATGCCACCATAGTTT
verwendet wurden.
[0087] Der Vektor enthielt das
URA3-Gen unter der Kontrolle des nativen Promotors und wurde zur Integration in den
RP10-Locus entworfen.
[0088] Drei unabhängige Δ
rbr1-Mutantenstämme wurden mit pCaExp beziehungsweise pCaExp-
RBR1 transformiert. Transformanten, die
URA3 exprimierten, wurden auf synthetischem vollständigem Medium ohne Uridin (SC-uri)
selektiert. Einzelkolonien wurden abgenommen und 6 h in SC-uri-Medium bei 30°C kultiviert
und anschließend wurde die Rekombination des
RBR1-Locus mittels Southern-Blot-Analyse bestätigt. Zur Bestimmung der mRNA-Konzentration
mittels Northern-Blot-Experimenten wurden die Stämme bei 30°C in α-MEM-Medium (pH-Wert
4,5) kultiviert.
Medien- und Wachstumsbedingungen
[0089] Alle verwendeten Medien enthielten Endkonzentrationen von 100 mM HEPES-Puffer und
0,1 mM Uridin. Die gewünschten pH-Werte wurden entweder mit 1 M NaOH (pH 7,4) oder
1 M HCl (pH 4,5) vor Sterilfiltration eingestellt. Für DNA-Microarray-Experimente
wurden Zellen aus Kulturen, die über Nacht bei 30°C in YPD-Medium inkubiert worden
waren, pelletiert, dekandiert und im restlichen Medium resuspendiert. Vorgewärmte
Medien mit einem gleichen pH-Wert wurden mit der Zellsuspension bis zu einer optischen
Dichte OD
600 = 0,05 beimpft. Die Δ
rim101-Mutante und der Wildtyp-Kontrollstamm wurden bei einem pH-Wert von 4,5 kultiviert.
Um einen Vergleich mit der
RIM101-1426-Mutante und dem Wildtyp-Stamm zu ermöglichen, wurden beide Stämme auch bei einem
pH-Wert von 7,4 kultiviert. Zur Vermeidung unerwünschter Effekte aufgrund signifikanter
Veränderungen des pH-Wertes wurde der pH-Wert am Ende jedes Experimentes bestimmt.
Die Veränderungen des pH-Wertes betrugen nicht mehr als 0,2 pH-Einheiten. Wenn Northern-Blot-Experimente
zur Bestätigung der DNA-Microarray-Daten durchgeführt wurden, wurden die Stämme unter
identischen Bedingungen kultiviert.
[0090] Northern-Blot-Experimente und phänotypische Untersuchungen wurden in YPD-Medium,
α-MEM-Medium (GIBCO), enthaltend 2 % Glucose, oder Gewebekulturmedium M-199 (GIBCO)
mit 0,1 mM Uridin und 101 mM HEPES durchgeführt. Die Stämme wurden bei 25°C, 29°C,
30°C oder 37°C bei sauren und neutralen pH-Werten kultiviert. Festmedien enthielten
entweder 2 % Agar oder 0,3 % Agar für Weichagar-Platten, wobei eine 4 %ige erhitzte
Agarlösung den vorher erwärmten Medien zugegeben wurde.
C. albicans-zellwandspezifischer DNA-Microarray
[0091] Der zellwandspezifische DNA-Microarray wurde von
Sohn et al. (Mol. Microbiol., 47 (2003), 89-102) beschrieben. Der Array enthält 117 verschiedene Sonden für bekannte Gene und bislang
noch nicht charakterisierte offene Leserahmen von
C. albicans. 65 dieser Gene sind Homologe von Zellwandprotein-codieren Genen von
S. cerevisiae. Der Array erfasst ferner Gene, die Proteine codieren, von denen bereits bekannt ist,
dass diese in der Zellwand von
C. albicans lokalisiert sind. Zur Kontrolle wurden Sonden für Actin (
ACT1 (X16377)) einbezogen.
Sonden-Amplifikation und Herstellung von DNA-Microarrays
[0092] Die Sonden wurden mittels PCR aus genomischer DNA von
C. albicans in einem Volumen von 100 µl auf Mikrotiterplatten mit 96 Vertiefungen mittels einer
Peltier Thermal Cycler 200-Vorrichtung (MJ Research) amplifiziert. Die PCR wurde in
PCR-Puffer (100 mM Tris-HCl, pH 8,8, 600 mM KCl, 15 mM Mg
2Cl), enthaltend 1 M Betain (Sigma), 0,3 µm Cresolrot (Sigma) durchgeführt. Eine Einheit
Taq-Polymerase, 20 ng Template und jeweils 0,25 µm jedes Primers und 0,2 mM jedes
dNTPs wurden hinzugegeben und anschließend wurden 30 PCR-Zyklen durchgeführt, wobei
die Denaturierung bei 94°C, die Anlagerungsreaktion bei 50°C und die Verlängerungsreaktion
bei 72°C über jeweils 1 Minute durchgeführt wurden. Die PCR-Produkte wurden mittels
Gelelektrophorese in 1 %igen Agarose-Gelen analysiert. Bevor die Sonden auf Polylysin-beschichtete
Glas-Objektträger aufgetragen wurden, wurde die Flüssigkeit die Nacht über bei 8°C
verdampft, sodass eine Endkonzentration von Betain von 1,5 bis 2 M erhalten wurde.
[0093] Zur Herstellung der DNA-Microarrays wurden Glasobjektträger (J. Melvin Freed Brand,
Sigma) 2 h in 2,5 M NaOH in 60 % EtOH auf einer Schüttelvorrichtung gewaschen. Die
Objektträger wurden fünfmal in frischem ddH
2O gespült und durch einstündige Inkubation in 0,01 % Polylysin (Sigma) in 0,1 x PBS
mit Polylysin beschichtet. Danach wurden die Objektträger kurz in ddH
2O gewaschen und mittels Zentrifugation getrocknet, wobei anschließend eine 30-minütige
Behandlung bei 50°C erfolgte. Die PCR-Sonden wurden auf die beschichteten Objektträger
mittels einer GMS417-Microarray-Vorrichtung aufgedruckt (Genetic Microsystems). Zur
Nachbehandlung wurden die Arrays 5-10 min über 2 x SSC rehydriert und 2 s auf einem
Umkehr-Hitzeblock bei 80°C getrocknet. Die DNA wurde mittels UV-Licht mit 65 mJ in
einer Stratalinker-Vorrichtung (Stratagene) vernetzt. Die Objektträger wurden 20 min
in Blockierungslösung (170 mM Bernsteinsäureanhydrid, 70 mM Natriumborat, pH 8,0,
in 1-Methyl-2-pyrrolidinon) inkubiert und danach 2 min in kochendem ddH
2O gewaschen. Nach einem kurzen Spülen in 95 % EtOH wurden die Objektträger mittels
Zentrifugation getrocknet.
Isolierung von RNA, Fluoreszenzmarkierung von cDNA und Hybridisierung auf den Objektträgern
[0094] Nach einer 6-stündigen Zell-Kultivierung wurde die optische Dichte bestimmt und die
Zellen wurden mittels einer kurzen Zentrifugation bei 1700 x g geerntet. Erhaltene
Zellpellets wurden sofort in flüssigem Stickstoff eingefroren und der pH-Wert des
Überstandes wurde bestimmt. Gesamt-RNA wurde mittels eines Verfahrens unter Verwendung
von saurem Phenol isoliert: Ein Volumen saures Phenol (Roth) und ein Volumen TES (10
mM Tris-HCl, pH 7,5, 10 mM EDTA, 0,5 % SDS) wurden den gefrorenen Zellpellets zugegeben
und anschließend erfolgte eine 45-minütige Inkubation bei 65°C unter gelegentlicher
Vortex-Behandlung. Anschließend wurden eine weitere Phenol-Extraktion über 10 min
bei 65°C und schließlich eine Chloroform-Extraktion bei Raumtemperatur durchgeführt.
Danach wurde die RNA mit 0,3 M NaAc in 70 % EtOH präzipitiert. Bei RNA, die zur cDNA-Synthese
eingesetzt wurde, wurde routinemäßig eine Präzipitation in 2 M LiCl durchgeführt.
[0095] Fluoreszenz-markierte cDNA zur Microarray-Hybridisierung wurde durch reverse Transkription
von 30 µg RNA mit Superscript II (Invitrogen) erhalten. Danach erfolgte eine Markierung
unter Verwendung eines Standard-Markierungsprotokolls, wobei entweder cy3-dUTP oder
cy5-dUT5 (Amersham) eingesetzt wurden. Markierte cDNA wurde mit einer Kontroll-cDNA,
die mit einer anderen Markierung versehen war, gemischt, mit TE-Puffer, pH-Wert 7,4,
gewaschen, aufgereinigt und auf ein Endvolumen von 12 bis 15 µl in 4 x SSC und 0,2
% SDS unter Verwendung von Microcon YM-30-Filtern (Millipore) eingestellt. Eine Hybridisierung
auf dem Array wurde unter einem Deckgläschen bei 63°C die Nacht über in einem Wasserbad
durchgeführt. Nach Hybridisierung wurden die Deckgläschen und die ungebundene cDNA
durch schrittweises Waschen mit 1 x SSC/0,03 % SDC, 0,2 x SSC und 0,05 x SSC entfernt.
Die Chips wurden mittels Zentrifugation getrocknet und sofort gescannt.
Analyse der DNA-Microarray-Daten
[0096] Die DNA-Microarrays wurden mittels Epifluoreszenz-Mikroskopie unter Verwendung eines
GMS 418-Array-Scanners (Genetic Microsystems) gescannt. Zur Photo-Excitation wurden
die folgenden Wellenlängen eingesetzt: 532 nm für Cy3-markierte cDNA und 635 nm für
Cy5-markierte cDNA. Fluoreszenz-Spot-Signale von 16 bit-TIFF-Bilder in den Cy3- und
Cy5-Kanälen wurden überlagert und unter Verwendung der ImaGene-Software Version 3,0
(Bio Discovery, Los Angeles, USA) quantifiziert. Die Spots wurden als Mittelwert aller
Pixel-Werte im Spot-Bereich quantifiziert. Der Hintergrund wurde für jeden Spot separat
als Mittelwert aller Pixel-Werte im Hintergrundsbereich quantifiziert. Die Hintergrundswerte
wurden von den entsprechenden Spot-Werten subtrahiert, wobei Netto-Signal-Werte erhalten
wurden. Die Netto-Signal-Werte unter "1" wurden als "1" bewertet. Sonden mit Netto-Signal-Werten
unter "1000" für beide Kanäle wurden bei der Berechnung unter den entsprechenden Bedingungen
nicht berücksichtigt. Eine unterschiedliche Transkription wurde als Verhältnis der
Signalwerte beider Kanäle angegeben. Bei den Daten handelt es sich um Mittelwerte
von zwei Werten aus mindestens drei verschiedenen Experimenten. Die DNA-Mikroarray-Daten
wurden größtenteils mittels Northern-Blot-Analyse unter identischen Bedingungen bestätigt
(vergleiche Stämme und Wachstumsbedingungen).
Northern-Hybridisierung
[0097] 15 µg Gesamt-RNA wurden mittels Elektrophorese auf denaturierenden Gelen (1 % Agarose,
0,02 M MOPS, 8 mM NaAc, 1 mM EDTA und 2,2 M Formaldehyd) getrennt. RNA wurde auf Hybond-N
(Amersham)-Nylon-Membranen unter Verwendung von 20 x SSC entsprechend Standard-Protokollen
(Sambrook, 1989) aufgetragen und an die feuchten Blots zweimal mit 120 mJ in einer
Stratalinker-Vorrichtung (Stratagene) UV-vernetzt. Die Blots wurden entweder 1 h bei
65°C vorhybridisiert oder bei -80°C eingefroren, bevor sie weiterverarbeitet wurden.
Die PCR-amplifizierten Sonden wurden aufgereinigt und anschließend unter Verwendung
von [α-
32P]dCTP und Zufallsprimern (Stratagene) mittels einer Klenow-Reaktion markiert. Die
Hybridisierung mit Einzelsonden erfolgte über einen Zeitraum von mindestens 6 h. Anschließend
erfolgten drei Waschschritte in 1 % SSC, 0,1 % SDS. Die Blots wurden unter Verwendung
eines Phosphor-Screen (Molecular Dynamics) über einen Zeitraum von 24 bis 72 h entwickelt.
Die Screens wurden unter Verwendung einer Phosphor-Imager-Vorrichtung (Molecular Dynamics)
gescannt. Einzelbanden wurden unter Verwendung von ImageQuant 5,2 (Molecular Dynamics)
quantitativ erfasst. Die Signale wurden entweder nach Normalisierung bezüglich Actin-mRNA-Mengen
oder anhand von Ethidiumbromid-gefärbten 18s- und 28s-rRNA-Banden quantifiziert.
Isolierung chromosomaler DNA und Southern-Hybridisierung
[0098] Chromosomale DNA von
C. albicans wurde isoliert wie beschrieben (
Millon et al., J. Clin. Microbiol., 32 (1994), 1115-1118), mit
EcoRI beziehungsweise
PstI gespalten und auf 0,8 % Agarose-Gelen getrennt. Das Auftragen auf Nylon-Membranen
in 20 x SSC und die Hybridisierung mit einer genspezifischen Sonde, die nach dem Zufallsprinzip
mit [α-
32P] dCTP markiert worden war, erfolgte gemäß Standardprotokollen (Sambrook, 1989),
Die Membranen wurden unter Verwendung eines Phosphor-Screens (Molecular Dynamics)
12h entwickelt. Anschließend wurden sie gescannt und wie für die Northern-Hybridisierung
beschrieben, visualisiert.
Ergebnisse
Die DNA-Microarray-Analyse führt zur Identifizierung neuer, durch RIM101 regulierter Zellwandgene im C. albicans
[0099] Die Zellwand von
C. albicans schützt den Pilz vor seiner Umwelt und ist von zentraler Bedeutung für die Wirt-Pathogen-Wechselwirkung.
Es ist bekannt, dass der pH-abhängige Transkripitonsfaktor
RIM101 zwei Glycosidasen reguliert, die an der Zellwand-Biosynthese von
C. albicans beteiligt sind (
Muhlschlegel und Fonzi, Mol. Cell. Biol., 17 (1997), 5960-5967). Zur Identifizierung weiterer von
RIM101 regulierter Zellwand-Gene wurde eine Transkriptionsanalyse unter Verwendung eines
zellwandspezifischen DNA-Microarrays durchgeführt. Die Chip-Experimente wurden unter
Verwendung eines
Δrim101-Mutantenstammes und des Stammes
RIM101-1426, der das C-terminal verkürzte, dominante aktive Protein Rim101-1426p überexprimiert,
durchgeführt. Die Mutantenstämme wurden mit Wildtyp-Zellen in YPD-Medium bei einer
Temperatur von 30°C und einem pH-Wert von 7,4 beziehungsweise 4,5 verglichen. Zur
Erfassung der durch die pH-Veränderungen hervorgerufenen Gen-Regulationsereignisse
wurden alle Stämme unter Bedingungen gezüchtet, die die Ausbildung einer Blastosporen-Morphologie
favorisieren. Keiner der Stämme zeigte daher filamentöses Wachstum, wenn die Zellen
zur RNA-Isolierung nach sechsstündiger Kultivierung geerntet wurden.
Die Gene RBR1, RBR2 und RBR3 werden durch Rim101p reprimiert
[0100] Die erhaltenen Daten zeigen, dass mehrere bislang nicht charakterisierte offene Laserraster
durch Rim101p reprimiert werden, wozu
RBR1 (orf6.6747),
RBR2 (orf6.6744) und
RBR3 (orf6.1159) gehören. Zur Bestätigung der Microarray-Daten und zur Quantifizierung
der Transkription dieser Gene wurde eine Northern-Blot-Analyse durchgeführt. Die Ergebnisse
sind in Figur 1b gezeigt.
RBR1, RBR2 und
RBR3 wurden Säure-exprimiert, wobei bei einem neutralen pH-Wert keine signifikante Expression
im Wildtyp nachgewiesen wurde. Die RBR-Gene wurden durch dominant aktives
RIM101-1426 bei einem sauren pH-Wert reprimiert und unter allen Bedingungen in
Δrim101-Mutantenstämmen stark hochreguliert (siehe Figuren 1b und Figur 4). Gemäß einer in
silico-Untersuchung weisen alle drei
RIM101-reprimierten Gene eine etwa 20 Aminosäure umfassende N-terminale Signalsequenz zum
Transport in das endoplasmatische Retikulum und eine C-terminale hydrophobe Transmembran-Domäne
auf. Alle RBR-Proteinsequenzen umfassen ebenfalls eine hydrophobe N-terminale Domäne.
Die Transmembran-Domänen sind charakteristisch für GPI-verankerte Zellwandproteine.
Den Transmembran-Domänen schließt sich eine stromaufwärts gelegene Sequenz mit einer
Omega-Stelle an, die die Spaltstelle zur Anlagerung des GPI-Ankers definiert ebenso
wie weitere Determinanten, die die Lokalisierung entweder in der Zellwand oder in
der Plasmamembran definieren (
Caro et al., Yeast, 13 (1997), 1477-1489;
De Groot et al., Yeast, 20 (2003), 781-796;
Frieman und Cormack, Mol. Microbiol., 50 (2003), 883-896). Die Proteine Rbr1p (111 Aminosäuren) und Rbr2p (168 Aminosäuren) besitzen potentielle
Spaltstellen an den Positionen 81 beziehungsweise 143. Das Protein Rbr3p (560 Aminosäuren)
zeigt eine potentielle Spaltstelle an Position 540. Darüber hinaus zeigt die Proteinsequenz
mit Ausnahme der C- und N-terminalen hydrophoben Sequenzen mehrere Stellen mit einem
hohen O-beta-Glycosylierungs-Potential, das typisch für pilzliche Zellwandproteine
ist (http://www.cbs.dtu.dk/services/YinOYang).
[0101] Eine Recherche von pro- und eukaryotischen Genom-Datenbanken am National Center for
Biotechnology Information (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST) zeigte, dass die erfindungsgemäßen
RBR-Gene keine signifikante Homologie zu Genen von S.
cerevisiae oder anderen Organismen zeigen. Es zeigte sich, dass Rbr1p etwa 40 % identisch mit
Hyr1p von C.
albicans, einem GPI-verankerten, nicht-essentiellen Zellwandprotein ist, das sehr häufig in
Hyphen vorkommt (
Bailey et al., J. Bacteriol., 178 (1996), 5353-5360).
Der Δrbr1-Mutantenstamm zeigt einen pH-abhängigen Filamentations-Defekt
[0102] Da
RBR1 gegenüber den anderen
RIM101-reprimierten Genen die stärkste Expression zeigte, wurde dieses Gen näher charakterisiert.
Das offene Laserraster (orf6.6747), das Rbr1p codiert, hat eine Länge von 336 bp und
codiert ein GPI-verankertes Protein von nur 111 Aminosäuren. Zur funktionellen Charakterisierung
des Zellwandproteins Rbr1p in
C. albicans wurden drei unabhängige Δ
rbr1-Mutantenstämme mittels Transformation und homologer Rekombination von CA14 unter Verwendung
der
URA3-Flipper-Kassette (Morschhauser et al., 1999) konstruiert. Die Stämme wurden routinemäßig
zuerst auf SC-uri-Medium selektiert und in einem zweiten Schritt nach Induktion der
FLP-Rekombinase auf
ura3--Kolonien. Homozygote Δ
rbr1-Mutanten wurden entweder nur mit dem
URA3-Gen oder mit
URA3 und
RBR1 unter der Kontrolle von dessen nativem Promotor revertiert. Heterozygote und homozygote
Δ
rbr1-Mutanten zeigten keine Wachstumsdefekte unter den verwendeten Medienbedingungen. Southern-
und Northern-Blot-Analysen bestätigten den Genotyp und die
RBR1-Transkription. Da
RBR1 hauptsächlich bei einem niedrigen pH-Wert exprimiert wird (vergleiche Figur 1 b)
sind unter diesen Bedingungen mögliche Veränderungen im Wachstum und bei der Resistenz
gegen Zellwandstress sowie Filamentationsdefekte zu erwarten. Daher wurde das Wachstum
und die Filament-Induktion der Δ
rbr1-Mutanten in Gegenwart von Wasserstoffperoxid, Calcofluor-white und 0,3 M MaCl auf
unterschiedlichen Festmedien bei 25°C, 30°C und 37°C untersucht. Auf Medien mit 2
% Agar wurde kein distinkter Phänotyp beobachtet, wobei jedoch die Δ
rbr1-Stämme auf Weichagar mit 0,3 % Agar einen Filamentations-Defekt zeigten. Bei einer
dreitägigen Inkubation auf M-199-Weichagar mit einem pH-Wert von 4,5 zeigte Δ
rbr1 kein filamentöses Wachstum (vergleiche Figur 2), während beim Wildtyp und der
RBR1-Revertante nach 24 Stunden bei 30°C eine Filamentation induziert wurde. Unter den
gleichen Bedingungen und beibei einem pH-Wert von 7,4 induzierte der Δ
rbr1-Stamm keine Filamente nach 24 Stunden (Daten nicht gezeigt). Dieser Defekt in der
Filament-Induktion deutet darauf hin, dass
RBR1 insbesondere in der Zellwand von
C. albicans in einer sauren Umgebung benötigt wird. Dies stimmt mit dem Expressionsprofil von
RBR1 überein (vergleiche Figur 1b). Nach 5 Tagen auf einem sauren M-199-Weichagar bei
30°C begannen die Δ
rbr1-Mutantenstämme auch Hyphen zu bilden, was möglicherweise auf einen damit nicht im
Zusammenhang stehende Nährstoffmangel zurückzuführen ist. Wenn der Test in flüssigen
Medien durchgeführt wurde, wurde zwischen dem Wildtyp und der Δ
rbr1-Mutante kein Unterschied im Wachstum oder der Filamentierungsrate festgestellt (Daten
nicht gezeigt), was darauf hinweist, dass für den beobachteten Phänotyp oberflächenvermittelten
Effekte verantwortlich sein könnten.
NRG1 aktiviert die Expression von RBR1
[0103] Da Rbr1p am Dimorphismus-Switch beteiligt zu sein scheint, sollte die Frage geklärt
werden, ob neben Rim101p auch andere Transkriptionsregulatoren der Morphogenese in
C. albicans an der
RBR1-Regulation beteiligt sind. Daher wurde die Expression von
RBR1 in den Mutantenstämmen Δ
efg1, Δ
nrg1 und Δ
tup1 bei einem pH-Wert von 4,5 bei 25°C und einem pH-Wert von 7,4 bei 37°C in Hyphen-induzierenden
Medien untersucht (Figur 3). Dabei stellte sich heraus, dass die Expression von
RBR1 in der Mutante Δ
nrg1 bei einem pH-Wert von 4,5 stark reduziert war, während in den Mutanten Δ
efg1 und Δ
tup1 dem Wildtyp entsprechende Transkript-Mengen nachgewiesen wurden. Bei einem neutralen
pH-Wert wurde keine signifikante
RBR1-Expression festgestellt, weder im Wildtyp noch in einer der getesteten Deletionsmutanten.
Diese Daten deuten darauf hin, dass Nrg1p direkt oder indirekt die
RBR1-Transkription aktiviert, während Efg1p und Tup1p unter den getesteten Bedingungen
nicht an der
RBR1-Regulation beteiligt waren.
SEQUENCE LISTING
[0104]
<110> Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewand
<120> Hyphenspezifische Zellwandproteine von Candida
<130> 18610
<140>
<141>
<160> 6
<170> PatentIn Ver. 2.1
<210> 1
<211> 336
<212> DNA
<213> Candida albicans
<400> 1

<210> 2
<211> 111
<212> PRT
<213> Candida albicans
<400> 2

<210> 3
<211> 507
<212> DNA
<213> Candida albicans
<400> 3

<210> 4
<211> 168
<212> PRT
<213> Candida albicans
<400> 4

<210> 5
<211> 1682
<212> DNA
<213> Candida albicans
<400> 5


<210> 6
<211> 560
<212> PRT
<213> Candida albicans
<400> 6



1. C.
albicans-Zelle enthaltend einen Vektor, worin ein Nucleinsäuremolekül, das ein zur Hyphenentwicklung
eines pathogenen pilzlichen Organismus erforderliches Zellwandprotein codiert, in
Antisense-Orientierung zu mindestens einem Regulationselement angeordnet ist und ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus:
a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer in SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80% zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
von a) oder b) zeigt, und
d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist, und
e) einem Fragment eines in a) bis b) definierten Nucleinsäuremoleküls, das in einer
Wirtszelle in Antisense-Orientierung zu einem Promotor die Expression eines Zellwandproteins
eines pathogenen pilzlichen Organismus hemmen kann und mindestens 10 Nucleotide umfasst.
2. Verfahren zur Herstellung eines zur Hyphenentwicklung eines pathogenen pilzlichen
Organismus erforderlichen Zellwandproteins, umfassend die Kultivierung einer Wirtszelle
in einem geeigneten Kulturmedium unter Bedingungen, die eine Expression des Zellwandproteins
erlauben, und die Gewinnung des exprimierten Zellwandproteins aus der Zelle oder aus
dem Medium, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirtszelle mindestens einen Vektor enthält, worin das in Anspruch 1 definierte
Nucleinsäuremolekül in Antisense-Orientierung zu mindestens einem Regulationselement
angeordnet ist.
3. Antikörper, der spezifisch ein Protein erkennt und daran bindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Protein die Aminosäuresequenz SEQ ID Nr. 2 enthält, wobei der Antikörper spezifisch
die Aminosäuresequenz SEQ ID Nr. 2 erkennt und daran bindet.
4. Antikörper nach Anspruch 3, wobei der Antikörper ein monoclonaler oder ein polyclonaler
Antikörper ist.
5. Verfahren zur Charakterisierung und/oder zum Nachweis des Hyphenstadiums von Candida-Zellen oder Zellen pathogener pilzlicher Organismen einer Trichosporon-Art oder einer Blastoschizomyces-Art, umfassend die Inkubation der Zellen oder Zellfraktionen davon mit einem Mittel
zur Identifizierung eines Zellwandproteins, das die Aminosäuresequenz SEQ ID Nr. 2
enthält, wobei der Nachweis des Proteins oder eines Fragmentes davon das Vorliegen
des virulenten Hyphenstadiums der Zellen anzeigt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die zu charakterisierenden Candida-Zellen Zellen von C. albicans, C tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata, C. dubliniensis oder C. lusitaniae sind.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die zu charakterisierenden Zellen in einer
biologischen Probe vorliegen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die zu charakterisierenden Zellen
aus einer biologischen Probe isolierte und angereicherte intakte Zellen sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei zur Charakterisierung isolierte
Zellfraktionen eingesetzt werden, die durch Zellaufschluss und Fraktionierung von
Candida-Zellen oder Zellen von mit Candida verwandten Arten erhältlich sind und mindestens eine Zellwand-Fraktion umfassen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das zur Identifizierung des Proteins
eingesetzte Mittel ein immunologisches Mittel ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das immunologische Mittel ein gegen das Protein
gerichtetes Antiserum, ein Antikörper nach Anspruch 3 oder 4 oder ein Fragment davon
oder ein Komplex davon ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Antikörper eine Markierung, ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus einer Farbmarkierung, einer radioaktive Markierung, einer Fluoreszenzmarkierung,
einer Chemilumineszenz-Markierung oder einem eine messbare Reaktion auslösenden Enzym,
aufweist.
13. Verfahren zum Nachweis einer
Candida-Infektion und/oder einer Infektion von pathogenen pilzlichen Organismen einer
Trichosporon-Art oder einer
Blastoschizomyces-Art in einer aus einem menschlichen oder tierischen Organismus erhaltenen biologischen
Probe, wobei die Gegenwart des Zellwandproteins Rbr1p mit der SEQ ID Nr.2 und/oder
eines Fragmentes davon in der biologischen Probe und/oder in der Zellwand von gegebenenfalls
in der biologischen Probe enthaltenen
Candida-Zellen oder Zellen von pathogenen pilzlichen Organismen einer
Trichosporon-Art oder einer
Blastoschizomyces-Art nachgewiesen wird, umfassend
a) die Inkubation der biologischen Probe mit einem Mittel zur Identifizierung des
Zellwandproteins, das die Aminosäuresequenz SEQ ID Nr. 2 enthält, und
b) den Nachweis der Interaktion des Identifizierungsmittels mit dem Protein.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Candida-Zellen Zellen von C. albicans, C tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata,
C. dubliniensis oder C. lusitaniae sind.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die biologische Probe ein Haut- oder Schleimhautabstrich,
eine Organbiopsie, eine Gewebebiopsie, eine Körperflüssigkeit, ein Körpersekret, Stuhl
oder eine Spülung von Hohlräumen oder Hohlorganen ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Körperflüssigkeit Sputum, Urin, Pleuraerguss,
Liquor, Lymphe oder Blut ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Blut als ungereinigte Blutprobe, Blutplasma
oder Blutserum vorliegt.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei durch den Nachweis des Proteins in Blut
oder in der Zellwand von im Blut enthaltenen Candida-Zellen invasive Candidiasis nachgewiesen wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei das zur Identifizierung des Proteins
eingesetzte Mittel ein immunologisches Mittel ist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das immunologische Mittel ein gegen das Protein
gerichtetes Antiserum, ein Antikörper nach Anspruch 3 oder 4 oder ein Fragment davon
oder ein Komplex davon ist.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei der Antikörper eine Markierung, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus einer Farbmarkierung, einer radioaktiven Markierung,
einer Fluoreszenzmarkierung, einer Chemilumineszenz-Markierung oder einem eine messbare
Reaktion auslösenden Enzym, aufweist.
22. Verfahren zum Auffinden und Identifizieren von Substanzen mit therapeutischer Wirkung
gegen Krankheiten, die durch
Candida-Arten oder pathogene pilzliche
Trichosporon- oder
Blastoschizomyces-Arten verursacht werden, wobei eine zu testende Substanz in einem geeigneten Medium
mit mindestens einem Agens in Kontakt gebracht und eine Interaktion zwischen der zu
testenden Substanz und dem Agens nachgewiesen wird, wobei das Agens ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus:
einem Nucleinsäuremolekül, das ein zur Hyphenentwicklung eines pathogenen pilzlichen
Organismus erforderliches Zellwandprotein codiert und ausgewählt ist aus der Gruppe
bestehend aus:
a) einem Nucleinsäuremolekül mit einer in SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
b) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer
in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert,
c) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die über ihre gesamte Länge
eine Homologie von mindestens 80% zu einer Nucleotidsequenz eines der Nucleinsäuremoleküle
von a) oder b) zeigt,
d) einem Nucleinsäuremolekül mit einer Nucleotidsequenz, die zu einer Nucleotidsequenz
eines der Nucleinsäuremoleküle von a) bis c) komplementär ist, und
e) einem Fragment eines in a) bis d) definierten Nucleinsäuremoleküls, das in einer
Wirtszelle in Antisense-Orientierung zu einem Promotor die Expression eines Zellwandproteins
eines pathogenen pilzlichen Organismus hemmen kann und mindestens 10 Nucleotide umfasst;
einem Vektor, der das Nucleinsäuremolekül enthält;
einer Wirtszelle, die den Vektor enthält;
einem Protein, das eine Aminosäuresequenz aus SEQ ID Nr. 2 enthält, und
einem Antikörper, der spezifisch das Protein erkennt und daran bindet.
23. Diagnostische Zusammensetzung, umfassend ein in Anspruch 22 genanntes Agens.
24. Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend ein in Anspruch 22 genanntes Agens.
25. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 24, wobei es sich um einen Impfstoff
handelt, der ein in Anspruch 22 genanntes Protein enthält und der zur aktiven Immunisierung
eines menschlichen oder tierischen Körpers gegen eine Candida-Infektion geeignet ist.
26. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 24, wobei es sich um einen Impfstoff
handelt, der einen in Anspruch 22 genannten Antikörper enthält und der zur passiven
Immunisierung eines menschlichen oder tierischen Körpers gegen eine Candida-Infektion geeignet ist.
27. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 24 oder 25, wobei der Impfstoff als
Lyophilisat vorliegt.
28. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 24 oder 25, wobei der Impfstoff als
wässrige kolloidale Lösung oder Suspension vorliegt.
29. Pharmazeutische Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, zusätzlich enthaltend
mindestens ein Adjuvans.
30. Kit zur in vitro-Identifizierung des Zellwandproteins Rbr1p mit der SEQ ID Nr. 2 von
Candida-Arten oder eines pathogenen Organismus einer Trichosporon-Art oder einer Blastoschizomyces-Art und/oder zum in vitro-Nachweis der Virulenz der Zellen, umfassend mindestens einen
Behälter mit einem Antikörper nach Anspruch 3 oder 4.
31. Kit nach Anspruch 30, umfassend einen zweiten Behälter mit dem isolierten und gereinigten
Protein mit einer in SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz.
32. Verwendung eines in Anspruch 22 genannten Agens zur Diagnose von Krankheiten eines
menschlichen oder tierischen Organismus, die durch Candida-Arten oder pathogene pilzliche Organismen einer Trichosporon-Art oder einer Blastoschizomyces-Art verursacht werden.
33. Verwendung eines in Anspruch 22 genannten Agens zur Herstellung einer diagnostischen
Zusammensetzung zur Diagnose von Krankheiten eines menschlichen oder tierischen Organismus,
die durch Candida-Arten oder pathogene pilzliche Organismen einer Trichosporon-Art oder einer Blastoschizomyces-Art verursacht werden.
34. Verwendung eines in Anspruch 22 genannten Agens als Wirkstoff zur Behandlung und/oder
Prävention von Krankheiten eines menschlichen oder tierischen Organismus, die durch
Candida-Arten oder pathogene pilzliche Organismen einer Trichosporon-Art oder einer Blastoschizomyces-Art verursacht werden.
35. Verwendung eines in Anspruch 22 genannten Agens als Wirkstoff zur Herstellung einer
pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung und/oder Prävention von Krankheiten
eines menschlichen oder tierischen Organismus, die durch Candida-Arten oder pathogene pilzliche Organismen einer Trichosporon-Art oder einer Blastoschizomyces-Art verursacht werden.
36. Verwendung eines in Anspruch 22 genannten Agens zur Identifizierung und/oder zum Nachweis
von Substanzen, die die Expression oder Aktivität des Zellwandproteins Rbr1p mit der
SEQ ID Nr.2 in einem pathogenen pilzlichen Organismus hemmen und als Wirkstoff zur
Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Bekämpfung von durch Candida-Arten
verursachten Erkrankungen geeignet sind.
37. Verwendung eines Nucleinsäuremoleküls mit einer in SEQ ID Nr. 1 dargestellten Nucleotidsequenz,
eines Nucleinsäuremoleküls mit einer Nucleotidsequenz, die ein Protein mit einer in
SEQ ID Nr. 2 dargestellten Aminosäuresequenz codiert, oder eines Fragmentes davon
zur Isolierung einer homologen Nucleinsäure, die das Rbr1 p-Zellwandprotein mit der
SEQ ID Nr. 2 von C. tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata, C. dubliniensis,
C. lusitaniae, einer Trichosporon-Art, einer Blastoschizomyces-Art oder eines anderen pilzlichen pathogenen Organismus codiert.
38. Verwendung eines Antikörpers nach Anspruch 3 oder 4 zur Charakterisierung und/oder
zum Nachweis des virulenten Hyphenstadiums von Candida-Zellen.
1. A
C.
albicans cell containing a vector in which a nucleic acid molecule which encodes a cell wall
protein necessary for the hyphae development of a pathogenic fungal organism is arranged
in antisense orientation to at least one regulation element and is selected from the
group consisting of:
a) a nucleic acid molecule having a nucleotide sequence as shown in SEQ ID No.1,
b) a nucleic acid molecule having a nucleotide sequence which encodes a protein having
an amino acid sequence as shown in SEQ ID No. 2,
c) a nucleic acid molecule having a nucleotide sequence which shows a homology of
at least 80% to a nucleotide sequence of one of the nucleic acid molecules of a) or
b) over its entire length, and
d) a nucleic acid molecule having a nucleotide sequence which is complementary to
a nucleotide sequence of one of the nucleic acid molecules of a) to c), and
e) a fragment of a nucleic acid molecule defined in a) to b) which can inhibit the
expression of a cell wall protein of a pathogenic fungal organism in antisense orientation
to a promoter in a host cell and comprises at least 10 nucleotides.
2. A method for the production of a cell wall protein necessary for the hyphae development
of a pathogenic fungal organism, comprising the culturing of a host cell in a suitable
culture medium under conditions which allow expression of the cell wall protein, and
the obtainment of the expressed cell wall protein from the cell or from the medium,
characterized in that the host cell contains at least one vector in which the nucleic acid molecule defined
in claim 1 is arranged in antisense orientation to at least one regulation element.
3. An antibody which specifically recognizes a protein and binds thereto, characterized in that the protein contains the amino acid sequence SEQ ID No. 2, the antibody specifically
recognizing the amino acid sequence SEQ ID No. 2 and binding thereto.
4. The antibody according to claim 3, the antibody being a monoclonal or a polyclonal
antibody.
5. A method for the characterization and/or for the detection of the hyphae stage of
Candida cells or cells of pathogenic fungal organisms of a Trichosporon species or of a Blastoschizomyces species, comprising the incubation of the cells or cell fractions thereof with an
agent for the identification of a cell wall protein which contains the amino acid
sequence SEQ ID No. 2, the detection of the protein or of a fragment thereof indicating
the presence of the virulent hyphae stage of the cells.
6. The method according to claim 5, the Candida cells to be characterized being cells of C. albicans, C. tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata, C. dubliniensis or C. lusitaniae.
7. The method according to claim 5 or 6, the cells to be characterized being present
in a biological sample.
8. The method according to any one of claims 5 to 7, the cells to be characterized being
cells isolated from a biological sample and enriched intact cells.
9. The method according to any one of claims 5 to 8, isolated cell fractions being employed
for the characterization which are obtainable by cell disruption and fractionation
of Candida cells or cells of species related to Candida and comprise at least one cell wall fraction.
10. The method according to any one of claims 5 to 9, the agent employed for the identification
of the protein being an immunological agent.
11. The method according to claim 10, the immunological agent being an antiserum directed
against the protein, an antibody according to claim 3 or 4 or a fragment thereof or
a complex thereof.
12. The method according to claim 11, the antibody having a label selected from the group
consisting of a dye label, a radiolabel, a fluorescent label, a chemiluminescent label
or an enzyme inducing a measurable reaction.
13. A method for the detection of a
Candida infection and/or of an infection by pathogenic fungal organisms of a
Trichosporon species or of a
Blastoschizomyces species in a biological sample obtained from a human or animal organism, the presence
of the protein Rbr1p with SEQ ID No. 2 and/or of a fragment thereof in the biological
sample and/or in the cell wall of
Candida cells or cells of pathogenic fungal organisms of a
Trichosporon species or of a
Blastoschizomyces species optionally contained in the biological sample being detected, comprising
a) the incubation of the biological sample with an agent for the identification of
the cell wall protein which contains the amino acid sequence SEQ ID No. 2, and
b) the detection of the interaction of the identification agent with the protein.
14. The method according to claim 13, the Candida cells being cells of C. albicans, C. tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata,
C. dubliniensis or C. lusitaniae.
15. The method according to claim 13 or 14, the biological sample being a skin or mucous
membrane swab, an organ biopsy, a tissue biopsy, a body fluid, a body secretion, stool
or a rinse from cavities or hollow organs.
16. The method according to claim 15, the body fluid being sputum, urine, pleural effusion,
spinal fluid, lymph or blood.
17. The method according to claim 16, the blood being present as an unpurified blood sample,
blood plasma or blood serum.
18. The method according to claim 16 or 17, invasive candidiasis being detected by the
detection of the protein in blood or in the cell wall of Candida cells contained in
the blood.
19. The method according to one of claims 13 to 18, the agent employed for the identification
of the protein being an immunological agent.
20. The method according to claim 19, the immunological agent being an antiserum directed
against the protein, an antibody according to claim 3 or 4 or a fragment thereof or
a complex thereof.
21. The method according to claim 19 or 20, the antibody having a label selected from
the group consisting of a dye label, a radiolabel, a fluorescent label, a chemiluminescent
label or an enzyme inducing a measurable reaction.
22. A method for the discovery and identification of substances having therapeutic action
against diseases which are caused by Candida species or pathogenic fungal Trichosporon
or Blastoschizomyces species, a substance to be tested being brought into contact
in a suitable medium with at least one agent and an interaction between the substance
to be tested and the agent being detected, the agent being selected from the group
consisting of:
a nucleic acid molecule which encodes a cell wall protein necessary for the hyphae
development of a pathogenic fungal organism and is selected from the group consisting
of:
a) a nucleic acid molecule having a nucleotide sequence as shown in SEQ ID No. 1,
b) a nucleic acid molecule having a nucleotide sequence which encodes a protein having
an amino acid sequence as shown in SEQ ID No. 2,
c) a nucleic acid molecule having a nucleotide sequence which shows a homology of
at least 80% to a nucleotide sequence of one of the nucleic acid molecules of a) or
b) over its entire length,
d) a nucleic acid molecule having a nucleotide sequence which is complementary to
a nucleotide sequence of one of the nucleic acid molecules of a) to c), and
e) a fragment of a nucleic acid molecule defined in a) to d) which can inhibit the
expression of a cell wall protein of a pathogenic fungal organism in antisense orientation
to a promoter in a host cell and comprises at least 10 nucleotides,
a vector which contains the nucleic acid molecule,
a host cell which contains the vector,
a protein which contains an amino acid sequence selected from SEQ ID No. 2, and
an antibody which specifically recognizes the protein and binds thereto.
23. A diagnostic composition comprising an agent characterized in claim 22.
24. A pharmaceutical composition comprising an agent characterized in claim 22.
25. The pharmaceutical composition according to claim 24, it being a vaccine which contains
a protein characterized in claim 22 and which is suitable for the active immunization of a human or animal body
against a Candida infection.
26. The pharmaceutical composition according to claim 24, it being a vaccine which contains
an antibody characterized in claim 22 and which is suitable for the passive immunization of a human or animal
body against a Candida infection.
27. The pharmaceutical composition according to in claim 24 or 25, the vaccine being present
as a lyophilizate.
28. The pharmaceutical composition according to claim 24 or 25, the vaccine being present
as an aqueous colloidal solution or suspension.
29. The pharmaceutical composition according to one of claims 25 to 28, additionally containing
at least one adjuvant.
30. A kit for the in vitro identification of the cell wall protein Rbr1p with SEQ ID No.
2 of Candida species or of a pathogenic organism of a Trichosporon species or of a Blastoschizomyces species and/or for the in vitro detection of the virulence of the cells, comprising
at least one container having an antibody according to claim 3 or 4.
31. The kit according to claim 30, comprising a second container having the isolated and
purified protein having an amino acid sequence shown in SEQ ID No. 2.
32. Use of an agent characterized in claim 22 for the diagnosis of diseases of a human or animal organism which are caused
by Candida species or pathogenic fungal organisms of a Trichosporon species or of a Blastoschizomyces species.
33. Use of an agent characterized in claim 22 for the production of a diagnostic composition for the diagnosis of diseases
of a human or animal organism which are caused by Candida species or pathogenic fungal organisms of a Trichosporon species or of a Blastoschizomyces species.
34. Use of an agent characterized in claim 22 as an active compound for the treatment and/or prevention of diseases of
a human or animal organism which are caused by Candida species or pathogenic fungal organisms of a Trichosporon species or of a Blastoschizomyces species.
35. Use of an agent characterized in claim 22 as an active compound for the production of a pharmaceutical composition
for the treatment and/or prevention of diseases of a human or animal organism which
are caused by Candida species or pathogenic fungal organisms of a Trichosporon species or of a Blastoschizomyces species.
36. Use of an agent characterized in claim 22 for the identification and/or for the detection of substances which inhibit
the expression or activity of the cell wall protein Rbr1p with SEQ ID No. 2 in a pathogenic
fungal organism and are suitable as an active compound for the production of a pharmaceutical
composition for the control of diseases caused by Candida species.
37. Use of a nucleic acid molecule haying a nucleotide sequence shown in SEQ ID No. 1,
of a nucleic acid molecule having a nucleotide sequence which encodes a protein having
an amino acid sequence shown in SEQ ID No. 2, or of a fragment thereof for the isolation
of a homologous nucleic acid which encodes the cell wall protein Rbr1p with SEQ ID
No. 2 of C. tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata, C. dubliniensis,
C. lusitaniae, of a Trichosporon species, of a Blastoschizomyces species or of another fungal pathogenic organism.
38. Use of an antibody according to claim 3 or 4 for the characterization and/or for the
detection of the virulent hyphae stage of Candida cells.
1. Cellule
C.
albicans comportant un vecteur, dans laquelle une molécule d'acide nucléique codant une protéine
de membrane cellulaire nécessaire au développement des hyphes d'un organisme fongique
pathogène est disposée dans le sens contraire à au moins un élément de régulation
et sélectionnée dans le groupe consistant en :
a) une molécule d'acide nucléique présentant une séquence de nucléotides représentée
dans SEQ ID No. 1,
b) une molécule d'acide nucléique présentant une séquence de nucléotides qui code
une protéine avec une séquence d'acides aminés représentée dans SEQ ID No. 2,
c) une molécule d'acide nucléique présentant une séquence de nucléotides qui présente
sur sa longueur totale une homologie d'au moins 80 % à une séquence de nucléotides
d'une des molécules d'acide nucléique de a) ou b), et
d) une molécule d'acide nucléique présentant une séquence de nucléotides qui est complémentaire
à une séquence de nucléotides d'une des molécules d'acide nucléique de a) à c), et
e) un fragment d'une molécule d'acide nucléique définie en a) à b) qui peut inhiber
dans une cellule hôte dans le sens contraire à un promoteur l'expression d'une protéine
de membrane cellulaire d'un organisme fongique pathogène et comprend au moins 10 nucléotides.
2. Procédé de fabrication d'une protéine de membrane cellulaire nécessaire au développement
des hyphes d'un organisme fongique pathogène, comprenant la culture d'une cellule
hôte dans un milieu de culture adapté dans des conditions propices à une expression
de la protéine de membrane cellulaire, et l'obtention de la protéine de membrane cellulaire
exprimée à partir de la cellule ou du milieu, caractérisé en ce que la cellule hôte comporte au moins un vecteur, dans lequel la molécule d'acide nucléique
définie dans la revendication 1 est disposée dans le sens contraire à au moins un
élément de régulation.
3. Anticorps, lequel détecte spécifiquement une protéine et s'y lie, caractérisé en ce que la protéine contient la séquence d'acides aminés SEQ ID No. 2, l'anticorps détectant
spécifiquement la séquence d'acides aminés SEQ ID No. 2 et s'y liant.
4. Anticorps selon la revendication 3, l'anticorps étant un anticorps monoclonal ou polyclonal.
5. Procédé de caractérisation et/ou de mise en évidence du stade des hyphes de cellules
Candida ou cellules d'organismes fongiques pathogènes d'une espèce Trichosporon ou d'une espèce Blastoschizomyces, comprenant l'incubation des cellules ou fractions cellulaires de celles-ci avec un
moyen d'identification d'une protéine de membrane cellulaire contenant la séquence
d'acides aminés SEQ ID No. 2, la mise en évidence de la protéine ou d'un fragment
de celle-ci indiquant la présence du stade des hyphes virulent des cellules.
6. Procédé selon la revendication 5, les cellules Candida à caractériser étant des cellules de C. albicans, C. tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata,
C. dubliniensis ou C. lusitaniae.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, les cellules à caractériser se trouvant dans
un échantillon biologique.
8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, les cellules à caractériser étant des
cellules isolées à partir d'un échantillon biologique et enrichies intactes.
9. Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, des fractions cellulaires isolées étant
utilisées pour la caractérisation, lesquelles peuvent être obtenues par désintégration
cellulaire et fractionnement de cellules Candida ou cellules d'espèces apparentées à Candida et comprennent au moins une fraction de membrane cellulaire.
10. Procédé selon l'une des revendications 5 à 9, le moyen utilisé pour identifier la
protéine étant un moyen immunologique.
11. Procédé selon la revendication 10, le moyen immunologique étant un antisérum dirigé
contre la protéine, un anticorps selon la revendication 3 ou 4 ou un fragment de celui-ci
ou un complexe de celui-ci.
12. Procédé selon la revendication 11, l'anticorps présentant un marquage sélectionné
dans le groupe consistant en un marquage de couleur, un marquage radioactif, un marquage
fluorescent, un marquage par chimiluminescence ou une enzyme déclenchant une réaction
mesurable.
13. Procédé de mise en évidence d'une infection par
Candida et/ou d'une infection par des organismes fongiques pathogènes d'une espèce
Trichosporon ou d'une espèce
Blastoschizomyces dans un échantillon biologique obtenu à partir d'un organisme humain ou animal, la
présence de la protéine de membrane cellulaire Rbr1p avec la SEQ ID No. 2 et/ou un
fragment de celle-ci étant mise en évidence dans l'échantillon biologique et/ou dans
la membrane cellulaire, selon le cas, des cellules
Candida contenues dans l'échantillon biologique ou des cellules d'organismes fongiques pathogènes
d'une espèce
Trichosporon ou d'une espèce
Blastoschizomyces, comprenant
a) l'incubation de l'échantillon biologique avec un moyen d'identification de la protéine
de membrane cellulaire qui contient la séquence d'acides aminés SEQ ID No. 2, et
b) la mise en évidence de l'interaction du moyen d'identification avec la protéine.
14. Procédé selon la revendication 13, les cellules Candida étant des cellules de C. albicans, C. tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliermondii, C. glabrata,
C. dubliniensis ou C. lusitaniae.
15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, l'échantillon biologique étant un prélèvement
de peau ou de muqueuse, une biopsie d'organe, une biopsie de tissu, un fluide corporel,
une sécrétion corporelle, des selles ou un fluide de lavage de cavités ou d'organes
creux.
16. Procédé selon la revendication 15, le fluide corporel étant des expectorations, de
l'urine, un épanchement pleural, du liquide cérébro-spinal, de la lymphe ou du sang.
17. Procédé selon la revendication 16, le sang étant sous forme d'échantillon de sang
non nettoyé, de plasma sanguin ou de sérum sanguin.
18. Procédé selon la revendication 16 ou 17, une candidose invasive étant mise en évidence
par la mise en évidence de la protéine dans le sang ou dans la membrane cellulaire
par des cellules Candida contenues dans le sang.
19. Procédé selon l'une des revendications 13 à 18, le moyen utilisé pour identifier la
protéine étant un moyen immunologique.
20. Procédé selon la revendication 19, le moyen immunologique étant un antisérum dirigé
contre la protéine, un anticorps selon la revendication 3 ou 4 ou un fragment de celui-ci
ou un complexe de celui-ci.
21. Procédé selon la revendication 19 ou 20, l'anticorps présentant un marquage sélectionné
dans le groupe consistant en un marquage de couleur, un marquage radioactif, un marquage
fluorescent, un marquage par chimiluminescence ou une enzyme déclenchant une réaction
mesurable.
22. Procédé de détection et d'identification de substances ayant une action thérapeutique
contre des maladies provoquées par des espèces
Candida ou des espèces
Trichosporon ou
Blastoschizomyces fongiques pathogènes, une substance à tester étant mise en contact avec au moins
un agent dans un milieu adapté et une interaction étant mise en évidence entre la
substance à tester et l'agent, l'agent étant sélectionné dans le groupe consistant
en :
une molécule d'acide nucléique codant une protéine de membrane cellulaire nécessaire
au développement des hyphes d'un organisme fongique pathogène et sélectionnée dans
le groupe consistant en :
a) une molécule d'acide nucléique présentant une séquence de nucléotides représentée
dans SEQ ID No. 1,
b) une molécule d'acide nucléique présentant une séquence de nucléotides qui code
une protéine avec une séquence d'acides aminés représentée dans SEQ ID No. 2,
c) une molécule d'acide nucléique présentant une séquence de nucléotides qui présente
sur sa longueur totale une homologie d'au moins 80 % à une séquence de nucléotides
d'une des molécules d'acide nucléique de a) ou b), et
d) une molécule d'acide nucléique présentant une séquence de nucléotides qui est complémentaire
à une séquence de nucléotides d'une des molécules d'acide nucléique de a) à c), et
e) un fragment d'une molécule d'acide nucléique définie en a) à d) qui peut inhiber
dans une cellule hôte dans le sens contraire à un promoteur l'expression d'une protéine
de membrane cellulaire d'un organisme fongique pathogène et comprend au moins 10 nucléotides,
un vecteur qui contient la molécule d'acide nucléique,
une cellule hôte qui contient le vecteur,
une protéine qui contient une séquence d'acides aminés de SEQ ID No. 2, et
un anticorps qui détecte spécifiquement la protéine et s'y lie.
23. Composition de diagnostic comprenant un agent cité dans la revendication 22.
24. Composition pharmaceutique comprenant un agent cité dans la revendication 22.
25. Composition pharmaceutique selon la revendication 24, celle-ci s'agissant d'un vaccin
qui contient une protéine citée dans la revendication 22 et convient à l'immunisation
active d'un corps humain ou animal contre une infection par Candida.
26. Composition pharmaceutique selon la revendication 24, celle-ci s'agissant d'un vaccin
qui contient un anticorps cité dans la revendication 22 et convient à l'immunisation
passive d'un corps humain ou animal contre une infection par Candida.
27. Composition pharmaceutique selon la revendication 24 ou 25, le vaccin étant sous forme
de lyophilisat.
28. Composition pharmaceutique selon la revendication 24 ou 25, le vaccin étant sous forme
de solution colloïdale aqueuse ou suspension.
29. Composition pharmaceutique selon l'une des revendications 25 à 28, contenant en outre
au moins un adjuvant.
30. Kit d'identification in vitro de la protéine de membrane cellulaire Rbr1p avec la SEQ ID No. 2 d'espèces Candida ou d'un organisme pathogène d'une espèce Trichosporon ou d'une espèce Blastoschizomyces et/ou de mise en évidence in vitro de la virulence des cellules, comprenant au moins un récipient avec un anticorps
selon la revendication 3 ou 4.
31. Kit selon la revendication 30, comprenant un second récipient avec la protéine isolée
et nettoyée présentant une séquence d'acides aminés représentée dans SEQ ID No. 2.
32. Utilisation d'un agent cité dans la revendication 22 pour diagnostiquer des maladies
affectant un organisme humain ou animal qui sont provoquées par des espèces Candida ou organismes fongiques pathogènes d'une espèce Trichosporon ou d'une espèce Blastoschizomyces.
33. Utilisation d'un agent cité dans la revendication 22 pour fabriquer une composition
de diagnostic destinée à diagnostiquer des maladies affectant un organisme humain
ou animal qui sont provoquées par des espèces Candida ou organismes fongiques pathogènes d'une espèce Trichosporon ou d'une espèce Blastoschizomyces.
34. Utilisation d'un agent cité dans la revendication 22 comme substance active pour le
traitement et/ou la prévention de maladies affectant un organisme humain ou animal
qui sont provoquées par des espèces Candida ou organismes fongiques pathogènes d'une espèce Trichosporon ou d'une espèce Blastoschizomyces.
35. Utilisation d'un agent cité dans la revendication 22 comme substance active pour la
fabrication d'une composition pharmaceutique servant à traiter et/ou prévenir des
maladies affectant un organisme humain ou animal qui sont provoquées par des espèces
Candida ou organismes fongiques pathogènes d'une espèce Trichosporon ou d'une espèce Blastoschizomyces.
36. Utilisation d'un agent cité dans la revendication 22 pour identifier et/ou mettre
en évidence des substances qui inhibent l'expression ou l'activité de la protéine
de membrane cellulaire Rbr1p avec la SEQ ID No. 2 dans un organisme fongique pathogène
et conviennent pour servir de substance active pour la fabrication d'une composition
pharmaceutique destinée à lutter contre des affections provoquées par des espèces
Candida.
37. Utilisation d'une molécule d'acide nucléique avec une séquence de nucléotides représentée
dans SEQ ID No. 1, d'une molécule d'acide nucléique avec une séquence de nucléotides
qui code une protéine avec la séquence d'acides aminés représentée dans SEQ ID No.
2, ou d'un fragment de celle-ci pour isoler un acide nucléique homologue qui code
la protéine de membrane cellulaire Rbr1p avec la SEQ ID No. 2 de C. tropicalis, C. krusei, C. parapsilosis, C. guilliennondii, C. glabrata, C. dubliniensis,
C. lusitaniae, d'une espèce Trichosporon, d'une espèce Blastoschizomyces ou d'un autre organisme pathogène fongique.
38. Utilisation d'un anticorps selon la revendication 3 ou 4 pour la caractérisation et/ou
la mise en évidence du stade des hyphes virulent de cellules Candida.