经纯化的抗蠕虫组合物及相关方法技术

技术编号:24132495 阅读:32 留言:0更新日期:2020-05-13 06:51
描述了用于在对象中治疗寄生性蠕虫(parastitic worm)或蠕虫(helminth)感染或者降低其发生之严重程度的组合物和方法。所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的组合物,所述组合物包含由单一类型的杀线虫晶体蛋白形成的分离的天然生物活性杀线虫晶体。所述分离的天然生物活性杀线虫晶体基本上不含任何细菌芽孢或除晶体形式杀线虫晶体蛋白之外的宿主细菌蛋白质。还描述了用于制备分离的天然生物活性杀线虫晶体的方法。所述晶体蛋白可以是全长的、截短的、变体的或亚变体的Cry蛋白。晶体蛋白的一些实例包括Cry5B、Cry21、Cry14A、Cry6A和Cry13A。

Purified anti worm composition and related methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经纯化的抗蠕虫组合物及相关方法联邦政府资助的研究的声明本专利技术是在由美国卫生与公共服务部(DepartmentofHealthandHumanService,HHS)国立卫生研究院(NationalInstituteofHealth,NIH)授予的授权号NIAID5R01AI056189-13和由美国农业部(UnitedStatesDepartmentofAgriculture,USDA)国家粮食与农业研究所(NationalInstitutesofFoodandAgriculture,NIFA)授予的授权号NIFA2016-67015-24861的政府支持下完成的。政府在本专利技术中具有一定的权利。相关申请本申请要求于2017年5月23日提交的美国临时专利申请序列号62/510,081的优先权,其内容通过引用并入本文中。
技术介绍
寄生于人GI道的土壤传播性蠕虫(soil-transmittedhelminth,STH)感染全世界23亿最贫困的人和>400,000,000最贫困的儿童。由土壤细菌苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)产生的晶体(Crystal,Cry)蛋白是提供对STH的安全且有效治疗的候选药剂。然而,尽管Cry蛋白的抗蠕虫生物活性已确立,但是向人和动物的胃肠(gastrointestinal,GI)道有效递送完整的生物活性Cry蛋白用于治疗STH仍存在重大的挑战。Cry蛋白表达和纯化的成本和可扩展性限制其在发展中国家作为实用性STH治疗的应用,在发展中国家,治疗必须可以以非常低的成本(低于$1/剂)和以非常大的量获得以治疗大且贫困的患者群体。用于递送Cry蛋白的便宜、简单且可扩展的方式是将其在苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)中表达,苏云金芽孢杆菌理想地适合于表达非常高水平的Cry蛋白,并且已将其便宜地大规模发酵用于环境释放。然而,Bt中高水平Cry蛋白的产生需要芽孢形成。因此,目前部署到环境中的Cry蛋白组合物为包含来自细菌的晶体蛋白和芽孢二者的“芽孢-晶体裂解物”(spore-crystallysate,SCL)的形式。由于存在在人中引起食物中毒的可包含许多肠毒素基因的细菌芽孢,在人中使用这些SCL组合物是有问题的。此外,Bt芽孢的包含使得制剂施用于人和动物都更加困难,因为芽孢难以处理,且效率更低,因为按重量计(gram-for-gram)任何制剂除活性成分(晶体)之外还必须包含显著量的非活性成分(芽孢)。芽孢与晶体蛋白由于二者的尺寸非常类似而难以分离。因此,在本领域中仍迫切需要用于将蛋白质治疗剂(例如抗蠕虫蛋白质)递送至GI道的新方法。专利技术概述本公开内容基于以下发现:芽孢形成缺陷型或无芽孢形成能力的细菌可用于产生适合于药用的杀线虫晶体的高度纯化的制剂。本专利技术的经纯化的杀线虫晶体制剂相对于从芽孢晶体裂解物(SCL)纯化的晶体蛋白提供了更优的抗蠕虫特性。此外,这样的制剂基本上不含不适合于向人施用的污染性芽孢和宿主细菌蛋白质。在某些示例性实施方案中,制剂基本上不含可溶性细胞组分、脂质和细胞壁碎片。在一个方面中,本公开内容提供了药物组合物,其包含由单一类型的杀线虫晶体蛋白形成的分离的天然生物活性杀线虫晶体。杀线虫晶体蛋白由宿主细菌的非芽孢形成形式(non-sporulatingform)产生,并且药物组合物基本上不含任何细菌芽孢或除晶体形式杀线虫晶体蛋白之外的宿主细菌蛋白质。在某些实施方案中,药物组合物包含适于经口施用于人对象的赋形剂。在某些实施方案中,宿主细菌是芽孢杆菌属(Bacillus)物种。在一些实施方案中,宿主细菌是苏云金芽孢杆菌(Bt)。在一些实施方案中,宿主细菌是大肠杆菌(Escherichiacoli)或荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)物种。在一些实施方案中,非芽孢形成宿主细菌被遗传改造以具有导致芽孢形成缺陷的基因突变(geneticmutation),使得天然生物活性杀线虫晶体被俘获(trapped)在细菌的胞质溶胶中。在某些实施方案中,导致芽孢形成缺陷的基因突变是选自以下的一种或更多种基因的缺失或失活:kinA、kinB、spo0A、spo0B、spo0E、spo0F、spo0J、spo0MspoIIB、spoIID、spoIIE、spoIIF、spoIIG、spoIIL、spoIIM、spoIIIA、spoIIIB、spoIIIE、spoIVA、spoIVC、spoIVD、spoVG、spoVK、spoVL、spoVM、spoVN、spoVP、spoVQ、spoVID、σH、σF、σE、σG和σK。在一个实施方案中,导致芽孢形成缺陷的基因突变是spo0A基因的缺失或失活。在一些实施方案中,宿主细菌被遗传改造以在非芽孢形成特异性启动子的控制下表达单一类型的杀线虫晶体蛋白。在某些实施方案中,非芽孢形成特异性启动子是Cry3A、GerA、GNAT或TadA启动子。在某些实施方案中,单一类型的杀线虫晶体蛋白选自:Cry5B、Cry5C、Cry5D、Cry6A、Cry13A、Cry14A、Cry21A、Cry21B、Cry55B,及其变体和截短体(truncation)。在某些实施方案中,杀线虫晶体蛋白是Cry5B,或者其变体或片段。在一些实施方案中,杀线虫晶体蛋白是Cry5B变体Ser407Cys。在本文中公开的药物组合物的某些实施方案中,药物组合物还包含第二晶体蛋白,其为仅由该第二晶体蛋白形成的分离的天然生物活性杀线虫晶体的形式。在一些实施方案中,药物组合物包含至少95%的分离的天然生物活性杀线虫晶体含量。在一些实施方案中,分离的天然生物活性杀线虫晶体为可经口利用剂型(orally-availabledosageform)。在一些实施方案中,药物组合物为干粉形式并且被药用胶囊包封。在另一方面中,本公开内容提供了用于产生本专利技术的药物组合物的方法,所述方法包括:(a)对经遗传改造以表达单一类型的杀线虫晶体蛋白的宿主细菌的非芽孢形成形式进行培养,其中非芽孢形成宿主细菌产生由单一类型的杀线虫晶体蛋白形成的天然生物活性杀线虫晶体,其中将宿主细菌在生长培养基中进行培养,并且任选地其中非芽孢形成宿主细菌将天然生物活性杀线虫晶体释放到生长培养基中;以及(b)分离并浓缩天然生物活性杀线虫晶体以形成分离的天然生物活性杀线虫晶体。在该方法的一些实施方案中,宿主细菌是芽孢杆菌属物种。在一些实施方案中,宿主细菌是苏云金芽孢杆菌(Bt)。在一些实施方案中,宿主细菌是大肠杆菌(E.coli)或荧光假单胞菌(P.fluorescens)物种。在所述方法的一些实施方案中,非芽孢形成宿主细菌被遗传改造以具有导致芽孢形成缺陷的基因突变,使得天然生物活性杀线虫晶体被俘获在细菌的胞质溶胶中。在一些实施方案中,导致芽孢形成缺陷的基因突变是选自以下的一种或更多种基因的缺失或失活:kinA、kinB、spo0A、spo0B、spo0E、spo0F、spo0J、spo0Mspo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.药物组合物,其包含由单一类型的杀线虫晶体蛋白形成的分离的天然生物活性杀线虫晶体,其中所述晶体蛋白由宿主细菌的非芽孢形成形式产生,并且其中所述药物组合物基本上不含任何细菌芽孢或除晶体形式杀线虫晶体蛋白之外的宿主细菌蛋白质。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170523 US 62/510,0811.药物组合物,其包含由单一类型的杀线虫晶体蛋白形成的分离的天然生物活性杀线虫晶体,其中所述晶体蛋白由宿主细菌的非芽孢形成形式产生,并且其中所述药物组合物基本上不含任何细菌芽孢或除晶体形式杀线虫晶体蛋白之外的宿主细菌蛋白质。


2.权利要求1所述的药物组合物,其还包含适于经口施用于人对象的赋形剂。


3.权利要求1所述的药物组合物,其中所述宿主细菌是芽孢杆菌属(Bacillus)物种。


4.权利要求1所述的药物组合物,其中所述宿主细菌是苏云金芽孢杆菌(Btillusthuringiensis,Bt)。


5.权利要求1所述的方法,其中所述宿主细菌是大肠杆菌(E.coli)或荧光假单胞菌(P.fluorescens)物种。


6.权利要求1所述的药物组合物,其中所述非芽孢形成宿主细菌被遗传改造以具有导致芽孢形成缺陷的基因突变,使得所述天然生物活性杀线虫晶体被俘获在所述细菌的胞质溶胶中。


7.权利要求6所述的方法,其中所述导致芽孢形成缺陷的基因突变是选自以下的一种或更多种基因的缺失或失活:kinA、kinB、spoOA、spoOB、spoOE、spoOF、spoOJ、spoOMspoIIB、spoIID、spoIIE、spoIIF、spoIIG、spoIIL、spoIIM、spoIIIA、spoIIIB、spoIIIE、spoIVA、spoIVC、spoIVD、spoVG、spoVK、spoVL、spoVM、spoVN、spoVP、spoVQ、spoVID、σH、σF、σE、σG和σK。


8.权利要求6所述的方法,其中所述导致芽孢形成缺陷的基因突变是spoOA基因的缺失或失活。


9.权利要求1所述的药物组合物,其中所述宿主细菌被遗传改造以在非芽孢形成特异性启动子的控制下表达所述单一类型的杀线虫晶体蛋白。


10.权利要求9所述的药物组合物,其中所述非芽孢形成特异性启动子是Cry3A、GerA、GNAT或TadA启动子。


11.权利要求1所述的药物组合物,其中所述单一类型的杀线虫晶体蛋白选自:Cry5B、Cry5C、Cry5D、Cry6A、Cry13A、Cry14A、Cry21A、Cry21B、Cry55B,及其变体和截短体。


12.权利要求11所述的药物组合物,其中所述杀线虫晶体蛋白是Cry5B或者其变体或片段。


13.权利要求12所述的药物组合物,其中所述杀线虫晶体蛋白是Cry5B变体Ser407Cys。


14.权利要求1所述的药物组合物,其还包含第二晶体蛋白,所述第二晶体蛋白为仅由所述第二晶体蛋白形成的分离的天然生物活性杀线虫晶体的形式。


15.权利要求1至14中任一项所述的药物组合物,其中所述药物组合物包含至少95%的分离的天然生物活性杀线虫晶体含量。


16.权利要求1至15中任一项所述的药物组合物,其中所述分离的天然生物活性杀线虫晶体处于可经口利用的剂型中。


17.权利要求1至16中任一项所述的药物组合物,其中所述药物组合物为干粉形式并且被药用胶囊包封。


18.用于产生药物组合物的方法,所述方法包括:
(a)对经遗传改造以表达单一类型的杀线虫晶体蛋白的宿主细菌的非芽孢形成形式进行培养,其中所述非芽孢形成宿主细菌产生由所述单一类型的杀线虫晶体蛋白形成的天然生物活性杀线虫晶体,其中将所述宿主细菌在生长培养基中进行培养,并且任选地其中所述非芽孢形成宿主细菌将所述天然生物活性杀线虫晶体释放到所述生长培养基中;以及
(b)分离并浓缩所述天然生物活性杀线虫晶体以形成分离的天然生物活性杀线虫晶体。


19.权利要求18所述的方法,其中所述宿主细菌是芽孢杆菌属物种。


20.权利要求18所述的方法,其中所述宿主细菌是苏云金芽孢杆菌(Bt)。


21.权利要求18所述的方法,其中所述宿主细菌是大肠杆菌或荧光假单胞菌物种。


22.权利要求18所述的方法,其中所述非芽孢形成宿主细菌被遗传改造以具有导致芽孢形成缺陷的基因突变,使得所述天然生物活性杀线虫晶体被俘获在所述细菌的胞质溶胶中。


23.权利要求22所述的方法,其中所述导致芽孢形成缺陷的基因突变是选自以下的一种或更多种基因的缺失或失活:kinA、kinB、spoOA、spoOB、spoOE、spoOF、spoOJ、spoOMspoIIB、spoIID、spoIIE、spoIIF、spoIIG、spoIIL、spoIIM、spoIIIA、spoIIIB、spoIIIE、spoIVA、spoIVC、spoIVD、spoVG、spoVK、spoVL、spoVM、spoVN、spoVP、spoVQ、spoVID、σH、σF、σE、σG和σK。


24.权利要求22所述的方法,其中所述导致芽孢形成缺陷的基因突变是spoOA基因的缺失或失活。


25.权利要求18所述的方法,其中所述宿主细菌被遗传改造以在非芽孢形成特异性启动子的控制下表达所述单一类型的杀线虫晶体蛋白。


26.权利要求25所述的方法,其中所述非芽孢形成特异性启动子是Cry3A、GerA、GNAT或TadA启动子。


27.权利要求18所述的方法,其中所述单一类型的杀线虫晶体蛋白选自:Cry5B、Cry5C、Cry5D、Cry6A、Cry13A、Cry14A、Cry21A、Cry21B、Cry55B,及其变体和截短体。


28.权利要求27所述的方法,其中所述杀线虫晶体蛋白是Cry5B或者其变体或片段。


29.权利要求28所述的药物组合物,其中所述杀线虫晶体蛋白是Cry5B变体Ser407Cys。


30.权利要求18所述的方法,其还包括使所述非芽孢形成宿主细菌暴露于抗微生物化合物以使所述宿主细菌灭活的步骤。


31.权利要求30所述的方法,其中所述抗微生物化合物是碘类。


32.权利要求30所述的方法,其中所述抗微生物化合物是药用抗生素。


33.权利要求30所述的方法,其中所述抗微生物化合物是β-内酰胺类抗生素。


34.权利要求30所述的方法,其中所述抗微生物化合物是选自萜烯、己烷和甲醛的有机溶剂。


35.权利要求34所述的方法,其中所述抗微生物化合物是萜烯。


36.权利要求35所述的方法,其中所述萜烯选自:百里酚、丁香油酚、香叶醇、香芹酚和柠檬醛,或其组合。


37.权利要求36所述的方法,其中所述萜烯是香芹酚。


38.权利要求34所述的方法,其中所述抗微生物化合物是己烷。


39.权利要求30所述的方法,其还包括向经灭活的宿主细菌添加食品级油以从所述杀线虫晶体蛋白提取所述抗微生物化合物、可溶性细胞组分、脂质和细胞壁碎片的步骤。


40.权利要求39所述的方法,其中所述食品级油是玉米油。


41.权利要求30所述的方法,其还包括向经灭活的宿主细菌添加有机溶剂以从所述杀线虫晶体蛋白提取所述抗微生物化合物的步骤。


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【专利技术属性】
技术研发人员:拉菲·万·阿罗扬加里·R·奥斯特罗夫
申请(专利权)人:马萨诸塞大学
类型:发明
国别省市:美国;US

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