ELTE T d á ELTE Tudományos Sajtóklub – S jtókl b 2008. június 12. 2008 jú i 12
Genetikailag módosított állatok és szerepük a humán terápiában Egy új transzgénikus technológia a humán gyógyításban: többet, hamarabb, olcsóbban – gyógyhatású fehérjék hatékonyabb gy gy j y előállítása
Dr. Kacskovics Imre ‐ ELTE, Immunológiai Tanszék Dr. Bősze Zsuzsanna ‐ Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont
Transzgénikus g állatok • A transzgénikus állatok olyan idegen gént hordoznak, amelyeket mesterségesen juttattak a kromoszómájukba. é j k k ó áj kb • Az idegen gént rekombináns DNS technológiával állítják elő. • A kérdéses, fehérjeként kifejeződő DNS szakasz mellett, a A kérdéses fehérjeként kifejeződő DNS szakasz mellett a génkonstrukció egyéb elemeket is tartalmaz, amelyek szabályozzák a gén megfelelő helyre történő beépülését, vagy éppen a megfelelő sejtben történő kifejeződését. • Az elmúlt években olyan transzgénikus birkákat és kecskéket állítottak elő, amelyek idegen fehérjéket termelnek a tejben. lő l k id f hé jék t t l k t jb • A tavaly előállított transzgénikus csirkék emberi fehérjéket termelnek a tojás fehérjében. a tojás fehérjében. j g • Ezek az állatok az elkövetkező években kiemelt jelentőségűek lesznek a humán terápiában.
Transzgénikus állat modellek g • Transzgénikus állatok olyan kísérleti módszert biztosítanak, amellyel számos humán gyógyászattal összefüggő kérdést lehet tisztázni. Egy példa: Normál egeret (amely hagyományosan egyszerűen kezelhető és • Normál egeret (amely hagyományosan egyszerűen kezelhető és kiváló biológiai modell) nem lehet emberi poliovírussal fertőzni, mivel sejtjeik felszínén nem fejeződik ki az a humán fehérje, amelyhez a vírus kötődik. l h í kö ődik Ezzel szemben, olyan transzgénikus E l b l é ik egerek, amelyek kifejezik a kérdéses humán receptort (fehérjét) megfertőzhetők a poliovírussal, sőt g p , • a humán kórformához hasonló bénultságot és egyéb kóros elváltozást mutatnak.
Mérföldkövek a transzgénikus állatok előállításában Mérföldkövek a transzgénikus állatok előállításában
• DNS injektálás megtermékenyített petesejtbe (Gordon és mtsai 1980) • Egér őssejtvonalak alapítása (Evans és Kaufman 1981) • Az első transzgénikus Az első transzgénikus haszonállatok előállítása mikroinjektálással haszonállatok előállítása mikroinjektálással 1985‐ben (Brem és mtsai) • Célzott génbevitellel előállított transzgénikus egerek – őssejtek használatán alapuló módszer alapjainak megteremtése (Capecchi 1987‐1989) • Dolly, a testi sejtből klónozással előállított bárány megszületése Dolly a testi sejtből klónozással előállított bárány megszületése 1997‐ben (Wilmut és mtsai)
Problémák a hagyományos mikroinjektálással: a véletlenszerűen integrálódó transzgén kromoszómális környezete által okozott változások a transzgén kifejeződésében‐pozíció effektust eredményeznek Normális transzgén expresszió
Pozíció hatások
Megoldás:a pozíció hatás kivédése nagy méretű kromoszóma darabok bejuttatásával (YAC, P1 clone, BAC) j ( , , )
Határoló elem
Határoló elem A gén szabályozó elemei Expressziós domén
YAC/BAC transzgénikus állatok előállítása YAC/BAC transzgénikus állatok előállítása
Egy másik alternatíva: a lentivírus transzgenezis Egy másik alternatíva: a lentivírus
Hagyományos előmag mikroinjektálás
Lentivírus injektálás rendkívüli hatékonyság 10x több transzgenikus állat mint a hagyományos módszerrel állat mint a hagyományos módszerrel
Lois et al. (2002), Pfeifer et al. (2002)
Zöld jelzőgént kifejező egér előállítása lentivírus Zöld jelzőgént kifejező egér előállítása lentivírus transzgenezissel Bősze Zs. és mtsai (MBK) – Kvell K. és Czömpöly T (Pécsi Egyetem)
Lentivírus transzgenezis gazdasági állatokon
Fi i ló i i é Fiziológiai és anatómiai modell tó i i d ll Betegség modell Xenotranszplantáció
Sertés szarvasmarha csirke Sertés, szarvasmarha, csirke
Hoffmann et al. (2003); McGrow et al. 2004; Whitelaw et al. 2004
Zöld jelzőgént kifejező transzgenikus nyúl lentivírus Zöld j l ő é t kif j ő t ik úl l ti í transzgenezissel
Bősze Zs. és munkacsoportja (2008)
GYÓGYHATÁSÚ FEHÉRJÉK TERMELTETÉSE
GYÓGYHATÁSÚ GÉNKONSTRUKCIÓ FEHÉRJE
ÁLLATFAJ
TERMELT FEHÉRJE (g/ltr maximum)
SZÖVETI PLAZMINOGÉN AKTIVÁTOR
KECSKE β-KAZEINgDNS
EGÉR KECSKE
6 8
ANTITROMBIN III
KECSKE β-KAZEIN -gDNS gDNS
EGÉR KECSKE
10 14
α1ANTITRIPSZIN
KECSKE β-KAZEINgDNS
EGÉR KECSKE
35 20
αLAKTALBUMIN
HUMÁN αLAKTALBUMIN
SZARVASMARHA
2.4
α-GLUKOZIDÁZ
SZARVASMARHA α s1 KAZEIN gDNS α-s1-KAZEIN-gDNS
EGÉR NYÚL
2 5
Transzgénikus nyúltejből kivont humán α‐glukozidáz nyúltejből kivont humán α glukozidáz enzimpótló terápia hatása az izomszerkezetre
Nyilvánvaló javulás már a tizenkét hét kezelést követően vett biopszia mintában
Van den Hout et al. 2004.
α‐glukozidáz enzimpótló terápiában részesült betegek mozgás képességének javulása Beteg 1: 4.5 éves Beteg 2: 19 hónapos
Van den Hout et al. 2004.
Szuper immunizáció ‐ transzgénikus állatok, amelyek Szuper‐immunizáció transzgénikus állatok, amelyek drasztikusan fokozzák az ellenanyag termelés hatékonyságát ImmunoGenes Kft. ImmunoGenes Kft.
A struktúra‐felismerő ellenanyagok a kórokozók természetes semlegesítői a szervezetben.
Kórokozó
Kórokozó
Ellenanyag
Makrofág
Klasszikus komplement út
Makrofág aktiválása
Az ellenanyag alkalmazási lehetőségei Passzív immunterápia
‐ immunhiányos emberek kezelése (IVIG terápia) ‐ tumor terápia (humanizált monoklonális ellenanyagok) ‐ fertőző betegségek kezelése (állati eredetű ellenanyagok)
Diagnózis & Kutatás
‐ ELISA (Enzyme‐Linked ImmunoSorbent Assay) ‐ Western blot W bl ‐ immunoprecipitáció ‐ immunhisztokémiai vizsgálatok ‐ sejt megoszlás elemzése (Flow Cytometry) sejt megoszlás elemzése (Flow Cytometry)
Poliklonális ellenanyag termelés
Janeway et al. 2003 Immunobiology
Innováció Történeti áttekintés 1995 ‐ 1995
kezdeti ötlet: a tehéntej ellenanyag tartalmának fokozása (humán kezdeti ötlet: a tehéntej ellenanyag tartalmának fokozása (humán intestinalis kórokozók ellen)
2002 ‐
a szarvasmarha neonatalis Fc receptor (FcRn) génexpressziós szabályozásának elemzése (in bál á á k l é (i vitro it és in é i vivo – i egér modell – é d ll Dr. Bősze D Bő Zsuzsanna, Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont; MBK)
Szuperimmunizáció 2006 ‐
FcRn transzgénikus g állatokban fokozódik az antigén specifikus g p ellenanyagválasz
Az FcRn mediált IgG védelem IgG
FcRn
lizoszóma = lebomlás
Rojas and Apodaca 2002. Nat Rev Mol Cell Biol.
Immunizálás
Ellenan nyag konccentrációja a
Ellenanyagok
Minél több ellenanyag termelődik, annál gyorsabb a lebomlása, azaz gyakori immunizálás szükséges a magas IgG koncentráció fenntartásához IMMUNIZÁLÁS
immunizálástól eltelt idő
Mesterségesen megnövelt FcRn kifejeződés transzgénikus egerekben
kD kDa 63.8 ‐ 49 5 49.5 ‐ ~40 kDa
37.4 ‐ B4 WT TG2 TG5 B4 WT TG2 TG5
FcRn protein kifejeződése fokozott a tg egerekben (Western blot)
Mennyiség, idő és költség hatékonyság növekedés az ellenanyag termelésben !
Ellenanyagszint a TG és hagyományos y g gy y állatokban felvétel
!
FcRn
!
vissza‐ juttatás
Sejt
lebontás
HAGYOMÁNYOS ÁLLAT IMMUNIZÁLÁSA HAGYOMÁNYOS ÁLLAT IMMUNIZÁLÁSA
TRANSZGÉNIKUS ÁLLAT ÁLLAT IMMUNIZÁLÁSA
átlagos mértékű IgG védelem jelentős lebomlás
kitűnő IgG védelem, kisebb mértékű lebomlás
140000
Eltibody llenanyag koncen ant conc. inntráció serum
vissza‐ juttatás
felvétel
lebontás
!
!
TRANSZGÉN TG
normal hagyományos 0 0
10
20
FcRn közvetített szuperimmunizálás: • az FcRn overexpresszió csökkenti az IgG lebomlását, ezáltal növeli annak mennyiségét • fokozott immunválasz, kisebb antigén igény (ritkább immunizálás is elegendő) • az ellenanyag termelés ideje lerövidül az ellenanyag termelés ideje lerövidül nemzetközi szabadalmi bejelentés: 2007. november (ELTE‐MBK)
30
40
50
time after immunization (days)
60
Lehetőség az ellenanyag termelés piacán: Terápia – Diagnosztika – Kutatási reagensek Kutatási reagensek
Poliklonális ellenanyag piac ‐ kb. 2.5 milliárd USD Növekvő igény – 15% éves növekedési igény – terápia – 6‐7 % éves növekedési igény 6 7%é ö k dé i i é ‐ diagnosztika di tik és in é i vitro kutatás it k t tá
A növekvő igényt támasztja alá olyan transzgénikus állatok létrehozása, amelyek emberi ellenanyagokat termelnek (fejlesztési fázis) – Hematech (szarvasmarha) – THP (rabbit) – Revivicor (pig)
ImmunoGenes
Humán ellenanyag termelés humán gént hordozó, ún. transzkromoszomális é h d ó ú k áli állatokban
Hematech
THP
Saját technológiánk jelentősen megnöveli az ellenanyagtermelést ezekben az állatokban is ‐ kb áll kb i együttműködés ü űködé
Az ImmunoGenes technológiának köszönhető előnyök és megtakarítások – – – –
nagyobb mennyiségű ellenanyag gyorsabb piacra kerülés (kb. 30%‐al rövidül az idő) kevesebb immunizálás, kisebb antigén igény kevesebb az állatokkal kapcsolatos költség (kevesebb állat, kevesebb immunizálás) – kisebb épület igény egy adott termékre nézve – költség megtakarítás költ é t k ítá (kb. 40 %) (kb 40 %) – állatvédelem (ritkább immunizálás)! állatvédelem (ritkább immunizálás)!
Innováció – technológia transzfer‐ üzleti lehetőség A technológiai fejlesztési állapota: „proof of concept” ‐ transzgénikus egerek g
Jelenleg: transzgénikus nyulak és birkák (Roslin Institute, Edinburgh, UK) előállítása
szellemi tulajdon: benyújtott szabadalom (PCT, 2007) Tulajdonjog: ELTE‐MBK ELTE és MBK kizárólagos hasznosítási jogot adott a feltalálók által 2007‐ ELTE és MBK kizárólagos hasznosítási jogot adott a feltalálók által 2007‐ ben alapított ImmunoGenes Kft‐nek
az ImmunoGenes Kft szerződést kötött nemzetközi tapasztalatokkal bíró I G Kft ődé t kötött tkö i t t l t kk l bí ó menedzsmenttel
2008. május ‐ „magvető” tőkebevonás: magyar és amerikai befektetők
ImmunoGenes Kft Menedzsment: Wolfgang Oster, executive chairman, MD, PhD (USA) serial entrepreneur and investor in US / Europe: Polytechnos Venture Fund II, Managing Partner; FiveLakes Venture Partners General Partner; Member Board of Managing Partner; FiveLakes Venture Partners, General Partner; Member Board of Directors, including chairman, in several US and EU biotech companies; Business Angel and Advisor Imre Kacskovics, CEO, Imre Kacskovics, CEO, DVM, PhD, Eötvös Loránd University (Hungary) DVM, PhD, Eötvös Loránd University (Hungary) expert in immunoglobulins and Fc receptors areas Zsuzsanna Bősze CSO, PhD, DSc, Agricultural Biotechnology Center (Hungary) expert in generating transgenic animals Christian Schneider, business development, DVM, PhD, MBA (Germany) extensive work and investment experience in the areas of diagnostics and medical R&D; serial entrepreneur and investor in US / Europe: Polytechnos Venture Fund II, M Managing Partner; FiveLakes Venture Partners i P t Fi L k V t P t Gabor‐Paul Ondo, legal counsel, PhD (Switzerland) executive director, chief claim and risk officer in US / Europe: Winterthur International, UBS Financial Services‐Zürich/London Sulzer Medica/Centerpulze IMI Intelligent UBS Financial Services‐Zürich/London, Sulzer Medica/Centerpulze, IMI Intelligent Medical Implant
ImmunoGenes Kft Tudományos tanács Tudományos tanács
Anna Erdei, PhD, DSc – Chair Immunology, Eötvös Loránd University, Corr. Member of the Hungarian Academy of Sciences Secretary General of the European Federation of Hungarian Academy of Sciences, Secretary General of the European Federation of Immunological Societies, Council member of the International Union of Immunological Societies (Hungary) John E. Butler, PhD John E. Butler PhD – Professor Immunology, University of Iowa, IA, Professor Immunology University of Iowa IA Scientific Advisor – Revivicor (USA) Lennart Hammarström, MD, PhD – Professor, Clinical Immunology, Karolinska Institute (Sweden) ( ) Richard A. Goldsby, PhD – Professor of Biology, Amherst College, MA, Co‐Founder – Hematech (USA) Bruce Whitelaw, Bruce Whitelaw PhD PhD ‐ Head of Division of Developmental Biology, Head of Division of Developmental Biology The Roslin Institute (UK)
Üzleti tervünk
ImmunoGenes 2010
2011
új ellenanyagtermékek új ll ék k kifejlesztése
Előnyök: ‐ extra mennyiség ‐ extra sebesség t b é ‐ csökkentett költség IG rabbit®
IG rabbit® és IG sheep®
www.immunogenes.com
A „szuperimmun” csapat
Prof. Dr. Erdei Anna ELTE
Dr. Kacskovics Imre ELTE
Dr. Bősze Zsuzsanna MBK
Dr. Hiripi László MBK
Schneider Zita h d ELTE
Cervenakk Judit d ELTE
Magna Melinda l d ELTE
Bender d Balázs lá MBK
Bruce Whitelaw - Roslin Istitute, UK, 2007
