CRM197
Фармацевтическая смесь
CRM197
Клинические данные
Другие именаБелок CRM197 Corynebacterium diphtheriae
Идентификаторы
Номер CAS
  • 1272033-67-6 600173-37-3 (без последовательности) проверятьИ
УНИИ
  • 08VC9WC084
Химические и физические данные
Молярная масса58,4 кДа

CRM197 [1] — нетоксичный мутант дифтерийного токсина , в настоящее время используемый в качестве белка-носителя для полисахаридов и гаптенов , чтобы сделать их иммуногенными . [2] Существуют некоторые споры о токсичности CRM197, при этом имеются доказательства того, что он токсичен для дрожжевых клеток и некоторых линий клеток млекопитающих. [3]

Описание

CRM197 — это генетически детоксифицированная форма дифтерийного токсина. Одна мутация в позиции 52, заменяющая глутаминовую кислоту на глицин, приводит к потере активности АДФ-рибозилтрансферазы нативного токсина. Недавно была выяснена структурная основа отсутствия токсичности CRM197. [4] CRM197 широко используется в качестве белка-носителя для конъюгированных вакцин . Потенциальное преимущество CRM197 перед анатоксиновыми белками заключается в том, что, поскольку он генетически детоксифицирован, он сохраняет полный набор аминов лизина для конъюгации . Также имеются данные, свидетельствующие о том, что по сравнению со столбнячным анатоксином наблюдается меньшее подавление иммунного ответа, вызванное носителем, особенно когда с одним и тем же белком-носителем связано много индивидуальных полисахаридов. [5] Было опубликовано резюме использования и свойств CRM197. [5] CRM197, как и дифтерийный токсин, представляет собой одну полипептидную цепь из 535 аминокислот (58,4 кДа), состоящую из двух субъединиц (связанных дисульфидными мостиками).

Производство

Ген CRM197 был клонирован в Corynebacterium diphtheriae , бактерию, которая производит нативный токсин. [6] Как и токсин дикого типа, CRM197 экспрессируется в виде секретируемого белка с относительно низким выходом (обычно <100 мг/л). CRM197, экспрессируемый Corynebacterium, доступен из нескольких источников, включая List Laboratories и Sigma-Aldrich . Низкий выход и высокая стоимость коммерчески доступного нативного CRM197 привели к попыткам получить CRM197 в других бактериях, но до недавнего времени это было сложной задачей.

Три компании преуспели в производстве CRM197 как рекомбинантного белка. Полностью принадлежащая Ligand дочерняя компания Pelican (ранее Pfenex), базирующаяся в Сан-Диего , разработчик производственной платформы Pelican Expression Technology™, [7] производит белок («PeliCRM™») в Индии в Serum Institute of India Pune с использованием Pseudomonas fluorescens и различных запатентованных технологий экспрессии для обеспечения высокого выхода. Fina BioSolutions LLC из Роквилла, штат Мэриленд, достигла экспрессии CRM197 в концентрации несколько граммов/л в E. coli («EcoCRMTM») в качестве внутриклеточного , правильно свернутого растворимого белка. В настоящее время Fina Biosolutions поставляет белок для доклинического использования. Рекомбинантный CRM197 также производится в E. coli Clean Genome® с низким содержанием мутаций компанией Scarab Genomics LLC, где транспортировка CRM197 в периплазму бактериальной клетки повышает его стабильность и правильное сворачивание.

Использует

CRM197 используется в качестве белка-носителя в ряде одобренных конъюгированных вакцин. Hibtiter™, вакцина для защиты от Haemophilus influenzae типа b, одобренная FDA в 1990 году, была первой конъюгированной вакциной, использующей CRM197 (выпуск вакцины был прекращен в 2007 году). Prevnar от Pfizer, которая в 2000 году стала первой пневмококковой конъюгированной вакциной, получившей одобрение FDA, содержит полисахариды из пневмококковых серотипов , конъюгированные с CRM197. В настоящее время оценивается большее количество клинических и доклинических конъюгированных вакцин, использующих CRM197 в качестве белка-носителя. Еще одним примером вакцины, которая в настоящее время используется и является конъюгатом CRM197, является вакцина против менингита ACWY, Menveo, производимая GlaxoSmithKline . [8] Кроме того, CRM197, созданный на платформе Pelican Expression Technology™, используется в препаратах VAXNEUVANCE компании Merck и Pneumosil от Serum Institute.

CRM197 обладает сайтом связывания для рецептора EGF, связывающего эпидермальный фактор роста, подобного гепарин-связывающему фактору роста (HB-EGF), члена семейства EGF. [9] Поскольку этот рецептор сверхэкспрессируется на раковых клетках, были предприняты попытки использовать CRM197 в качестве противораковой терапии. [10] Компания Imugene, занимающаяся иммунотерапией рака, сообщила о значительном улучшении титров антител от своей иммунотерапии рака пептидом В-клеток, нацеленной на HER2, при использовании CRM197 в качестве белка-носителя. [5]

CRM197 оценивается как потенциальный белок слияния для доставки лекарств . Швейцарская компания Turing Pharmaceuticals работает над конструкциями слияния CRM197 с терапевтическими белками длиной до 1000 аминокислот.[6]

Доклинические исследования показали, что CRM197 также подходит для конъюгации и презентации пептидных эпитопов , вакцинного подхода, который может найти применение при терапии стрептококковой инфекции [11] , рака [12] или болезни Альцгеймера [13] .

История

В 1971 году Цуёси Учида в лаборатории Элвина Паппенгеймера в Гарварде использовал нитрогуанидин для создания мутантов дифтерийного токсина, которые были названы перекрестно реагирующими материалами, или CRM. [14] Один из этих мутантов, названный CRM197, заинтересовал исследователей, поскольку его отсутствие токсичности предполагало лучший исходный материал для вакцины против дифтерии, чем белок дикого типа, и было обнаружено, что белок усиливает иммуногенность бактериальных полисахаридов. [15] Фармацевтическая компания Wyeth воспользовалась этой иммуногенностью в 1990-х годах, когда она конъюгировала семь полисахаридов из Streptococcus pneumoniae с CRM197 для создания оригинальной вакцины Prevnar, которая была одобрена FDA в феврале 2000 года. 13-полисахаридная вакцина Prevnar была одобрена FDA в 2010 году. [16] Менингококковая вакцина Menveo от Novartis состоит из четырех полисахаридов Neisseria meningitidis плюс CRM197. Эта вакцина получила одобрение FDA в 2010 году. [17]

Ссылки

  1. ^ Bröker M, Costantino P, DeTora L, McIntosh ED, Rappuoli R (июль 2011 г.). «Биохимические и биологические характеристики перекрестно реагирующего материала 197 CRM197, нетоксичного мутанта дифтерийного токсина: использование в качестве конъюгационного белка в вакцинах и других потенциальных клинических применениях». Biologicals . 39 (4): 195– 204. doi :10.1016/j.biologicals.2011.05.004. PMID  21715186.
  2. ^ "CRM197 Product Details". Reagentproteins.com . Получено 3 декабря 2015 г. .
  3. ^ Qiao J, Ghani K, Caruso M (март 2008 г.). «Мутант дифтерийного токсина CRM197 является ингибитором синтеза белка, который вызывает клеточную токсичность». Toxicon . 51 (3): 473– 477. doi :10.1016/j.toxicon.2007.09.010. PMID  17988701.
  4. ^ Malito E, Bursulaya B, Chen C, Lo Surdo P, Picchianti M, Balducci E и др. (апрель 2012 г.). «Структурная основа отсутствия токсичности мутанта дифтерийного токсина CRM197». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (14): 5229– 5234. Bibcode : 2012PNAS..109.5229M. doi : 10.1073/pnas.1201964109 . PMC 3325714. PMID  22431623 . 
  5. ^ ab Shinefield HR (июнь 2010 г.). «Обзор разработки и текущего использования конъюгированных вакцин CRM(197) для педиатрического применения». Вакцина . 28 (27): 4335– 4339. doi :10.1016/j.vaccine.2010.04.072. PMID  20452430.
  6. ^ Раппуоли Р. (сентябрь 1983 г.). «Выделение и характеристика нетандемных двойных лизогенов Corynebacterium diphtheriae, гиперпродуцирующих CRM197». Прикладная и экологическая микробиология . 46 (3): 560– 564. Bibcode : 1983ApEnM..46..560R. doi : 10.1128/aem.46.3.560-564.1983. PMC 239316. PMID  6416165. 
  7. ^ NYSE MKT: PFNX
  8. ^ "Вакцина Menveo Group A, C, W135 и Y conjugate - Summary of Product Characteristics (SPC) - (eMC)". www.medicines.org.uk . Получено 2016-10-01 .
  9. ^ Митамура Т., Хигасияма С., Танигучи Н., Клагсбрун М., Мекада Э. (январь 1995 г.). «Дифтерийный токсин связывается с доменом, подобным эпидермальному фактору роста (EGF), человеческого гепарин-связывающего EGF-подобного фактора роста/рецептора дифтерийного токсина и специфически ингибирует его митогенную активность». Журнал биологической химии . 270 (3): 1015–1019 . doi : 10.1074/jbc.270.3.1015 . PMID  7836353.
  10. ^ Buzzi S, Rubboli D, Buzzi G, Buzzi AM, Morisi C, Pironi F (ноябрь 2004 г.). «CRM197 (нетоксичный дифтерийный токсин): воздействие на пациентов с запущенным раком». Иммунология рака, иммунотерапия . 53 (11): 1041– 1048. doi :10.1007/s00262-004-0546-4. PMC 11032786. PMID 15168087.  S2CID 20025369  . Датеока С., Ониши Й., Какудо К. (июнь 2012 г.). «Эффекты CRM197, специфического ингибитора HB-EGF, при раке полости рта». Медицинская молекулярная морфология . 45 (2): 91–97 . doi : 10.1007/s00795-011-0543-6. PMID  22718294. S2CID  24111518.
  11. ^ Caro-Aguilar I, Ottinger E, Hepler RW, Nahas DD, Wu C, Good MF и др. (март 2013 г.). «Иммуногенность у мышей и нечеловеческих приматов вакцины-кандидата на основе пептида стрептококка группы A J8, конъюгированного с CRM197». Human Vaccines & Immunotherapeutics . 9 (3): 488– 496. doi :10.4161/hv.23224. PMC 3891704 . PMID  23249976. 
  12. ^ Tobias J, Jasinska J, Baier K, Kundi M, Ede N, Zielinski C, Wiedermann U (февраль 2017 г.). «Повышенная и долгосрочная иммуногенность мультиэпитопной вакцины Her-2/neu, конъюгированной с носителем CRM197 в сочетании с адъювантом Montanide». BMC Cancer . 17 (1): 118. doi : 10.1186/s12885-017-3098-7 . PMC 5301331 . PMID  28183282. 
  13. ^ Vingtdeux V, Zhao H, Chandakkar P, Acker CM, Davies P, Marambaud P (январь 2017 г.). «Подход к иммунизации на основе специфического пептида с использованием белка-носителя CRM197: разработка селективной вакцины против пептидов пироглутаматного Aβ». Молекулярная медицина . 22 : 841– ​​849. doi : 10.2119/molmed.2016.00218. PMC 5263057. PMID  27900387 . 
  14. ^ Uchida T, Gill DM, Pappenheimer AM (сентябрь 1971 г.). «Мутация в структурном гене дифтерийного токсина, переносимого умеренным фагом». Nature . 233 (35): 8– 11. doi :10.1038/newbio233008a0. PMID  4999827.
  15. ^ Андерсон П. (январь 1983 г.). «Реакции антител на Haemophilus influenzae типа b и дифтерийный токсин, индуцированные конъюгатами олигосахаридов капсулы типа b с нетоксичным белком CRM197». Инфекция и иммунитет . 39 (1): 233–238 . doi : 10.1128 /IAI.39.1.233-238.1983. PMC 347931. PMID  6600444. 
  16. ^ "Pfizer получает одобрение FDA на препарат Prevnar 13™ для профилактики инвазивных пневмококковых заболеваний у младенцев и детей младшего возраста". Pfizer.com. 24 февраля 2010 г. Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 г. Получено 3 декабря 2015 г.
  17. ^ Купер Б., ДеТора Л., Стоддард Дж. (январь 2011 г.). «Menveo®): новая четырехвалентная менингококковая конъюгированная вакцина CRM197 против серогрупп A, C, W-135 и Y». Expert Review of Vaccines . 10 (1): 21– 33. doi :10.1586/erv.10.147. PMID  21162617. S2CID  13478399.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=CRM197&oldid=1245060376"