CRM197

CRM197
Клинические данные
Другие имена	Белок Corynebacterium diphtheriae CRM197
Идентификаторы
Номер CAS	1272033-67-6 ; 600173-37-3 (без последовательности) ;
НЕКОТОРЫЙ	08VC9WC084 ;
Химические и физические данные
Молярная масса	58,4 кД

CRM197 ^{[ 1 ]} представляет собой нетоксичный мутант дифтерийного токсина , который в настоящее время используется в качестве белка-носителя для полисахаридов и гаптенов, чтобы сделать их иммуногенными . ^{[ 2 ]} Существуют некоторые споры о токсичности CRM197, имеются доказательства того, что он токсичен для дрожжевых клеток и некоторых клеточных линий млекопитающих. ^{[ 3 ]}

Описание

CRM197 представляет собой генетически детоксицированную форму дифтерийного токсина. Единственная мутация в положении 52, заменяющая глицин глутаминовой кислотой, приводит к потере АДФ-рибозилтрансферазной активности 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 токсоидными в том, что, поскольку он генетически детоксицирован, он сохраняет полный набор лизинаминов белками заключается для конъюгации . Имеются также данные, свидетельствующие о том, что по сравнению со столбнячным анатоксином подавление иммунного ответа, вызванное носителем, меньше, особенно когда имеется много отдельных полисахаридов, связанных с одним и тем же белком-носителем. ^{[ 5 ]} Опубликовано краткое описание использования и свойств CRM197. ^{[ 5 ]} CRM197, как и дифтерийный токсин, представляет собой одиночную полипептидную цепь из 535 аминокислот (58,4 кДа), состоящую из двух субъединиц (соединенных дисульфидными мостиками).

Производство

Ген CRM197 был клонирован в Corynebacterium diphtheriae , бактерию, производящую нативный токсин. ^{[ 6 ]} Как и токсин дикого типа, CRM197 экспрессируется в виде секретируемого белка с относительно низким выходом (обычно <100 мг/л). Коринебактерии, экспрессирующие CRM197, доступны 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 оказывалось сложной задачей.

Три компании преуспели в производстве CRM197 в виде рекомбинантного белка. дочерняя компания Ligand Pelican (ранее Pfenex) , , базирующаяся в Сан-Диего разработчик производственной платформы Pelican Expression Technology™, ^{[ 7 ]} производит белок («PeliCRM™») в Индии в Институте сыворотки Индии в Пуне, используя Pseudomonas fluorescens и различные запатентованные технологии экспрессии для достижения высокого выхода. Компания Fina BioSolutions LLC из Роквилля, штат Мэриленд, достигла мультиграмм/л экспрессии CRM197 в E. coli («EcoCRMTM») в виде внутриклеточного , правильно свернутого растворимого белка. Fina Biosolutions в настоящее время предоставляет белок для доклинического использования. Рекомбинантный CRM197 также производится в Clean Genome® E. coli с низким уровнем мутаций компанией Scarab Genomics LLC , где транспорт CRM197 в периплазму бактериальных клеток повышает его стабильность и правильное сворачивание.

Использование

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, в которой использовался CRM197 (производство вакцины было прекращено в 2007 году). Prevnar компании Pfizer, которая в 2000 году стала первой пневмококковой конъюгированной вакциной , получившей одобрение FDA, содержит полисахариды 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 используемой в настоящее время вакцины, представляющей собой конъюгат CRM197, является вакцина против менингита ACWY, Menveo, производимая GlaxoSmithKline . ^{[ 8 ]} Кроме того, CRM197, изготовленный на платформе Pelican Expression Technology™, используется в VAXNEUVANCE компании Merck и Pneumosil компании Serum Institute.

CRM197 обладает сайтом связывания для рецептора EGF, связывающего гепарин-подобный фактор роста эпидермального роста (HB-EGF), члена семейства EGF. ^{[ 9 ]} Поскольку этот рецептор сверхэкспрессируется на раковых клетках, предпринимались попытки использовать CRM197 в качестве противораковой терапии. ^{[ 10 ]} Компания по иммунотерапии рака Imugen сообщила о резком улучшении титров антител в результате иммунотерапии рака B-клеточными пептидами, нацеленной на HER2, когда она использовала CRM197 в качестве белка-носителя.[5]

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

Доклинические исследования показали, что CRM197 также пригоден для конъюгации и презентации пептидных эпитопов — вакцинного подхода, который может найти применение при стрептококковой инфекции . ^{[ 11 ]} рак, ^{[ 12 ]} или болезнь Альцгеймера ^{[ 13 ]} терапия.

История

В 1971 году Цуёси Учида в лаборатории Алвина 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 этот белок повышает иммуногенность бактериальных полисахаридов. ^{[ 15 ]} Фармацевтическая компания Wyeth воспользовалась этой иммуногенностью в 1990-х годах, когда конъюгировала семь полисахаридов Streptococcus pneumoniae с CRM197, чтобы создать оригинальную вакцину Превнар, которая была одобрена FDA в феврале 2000 года. Превнар, состоящий из 13 полисахаридов, был одобрен FDA в 2010 году. ^{[ 16 ]} Менингококковая вакцина Menveo от Novartis представляет собой четыре полисахарида Neisseria meningitidis плюс CRM197. Эта вакцина получила одобрение FDA в 2010 году. ^{[ 17 ]}

Ссылки

^ Брокер М., Константино П., ДеТора Л., Макинтош Э.Д., Раппуоли Р. (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». Биологические препараты . 39 (4): 195–204. doi : 10.1016/j.biologicals.2011.05.004 . ПМИД 21715186 .
^ «Подробнее о продукте CRM197» . Reagentproteins.com . Проверено 3 декабря 2015 г.
^ Цяо Дж., Гани К., Карузо М. (март 2008 г.). «Мутант дифтерийного токсина CRM197 является ингибитором синтеза белка, вызывающим клеточную токсичность». Токсикон . 51 (3): 473–477. дои : 10.1016/j.токсикон.2007.09.010 . ПМИД 17988701 .
^ Малито Э., Бурсулайя Б., Чен С., Ло Сурдо П., Пиккианти М., Бальдуччи Е. и др. (апрель 2012 г.). «Структурная основа отсутствия токсичности мутанта дифтерийного токсина CRM197» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (14): 5229–5234. Бибкод : 2012PNAS..109.5229M . дои : 10.1073/pnas.1201964109 . ПМЦ 3325714 . ПМИД 22431623 .
^ Jump up to: ^а ^б 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 . ПМИД 20452430 .
^ Раппуоли Р. (сентябрь 1983 г.). «Выделение и характеристика нетандемных двойных лизогенов Corynebacterium diphtheriae, гиперпродуцирующих CRM197» . Прикладная и экологическая микробиология . 46 (3): 560–564. Бибкод : 1983ApEnM..46..560R . doi : 10.1128/aem.46.3.560-564.1983 . ПМК 239316 . ПМИД 6416165 .
^ NYSE MKT: PFNX
^ «Конъюгированная вакцина Menveo групп A, C, W135 и Y - Краткое описание характеристик продукта (SPC) - (eMC)» . www.medicines.org.uk . Проверено 1 октября 2016 г.
^ 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. дои : 10.1074/jbc.270.3.1015 . ПМИД 7836353 .
^ Буцци С., Рубболи Д., Буцци Дж., Баззи А.М., Мориси С., Пирони Ф. (ноябрь 2004 г.). «CRM197 (нетоксичный дифтерийный токсин): влияние на больных раком на поздних стадиях» . Иммунология рака, иммунотерапия . 53 (11): 1041–1048. дои : 10.1007/s00262-004-0546-4 . ПМЦ 11032786 . ПМИД 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. дои : 10.1007/s00795-011-0543-6 . ПМИД 22718294 . S2CID 24111518 .
^ Каро-Агилар И., Оттингер Э., Хеплер Р.В., Нахас Д.Д., Ву С., Гуд М.Ф. и др. (март 2013 г.). «Иммуногенность на мышах и приматах, не являющихся человеком, кандидатной вакцины на основе пептида J8 против стрептококка группы А, конъюгированного с CRM197» . Человеческие вакцины и иммунотерапия . 9 (3): 488–496. дои : 10.4161/hv.23224 . ПМК 3891704 . ПМИД 23249976 .
^ Тобиас Дж., Ясинска Дж., Байер К., Кунди М., Эде Н., Зелински С., Видерманн Ю. (февраль 2017 г.). «Повышенная и долгосрочная иммуногенность мультиэпитопной вакцины Her-2/neu, конъюгированной с носителем CRM197, в сочетании с адъювантом Montanide» . БМК Рак . 17 (1): 118. дои : 10.1186/s12885-017-3098-7 . ПМК 5301331 . ПМИД 28183282 .
^ Винтде В., Чжао Х., Чандаккар П., Акер С.М., Дэвис П., Марамбо П. (январь 2017 г.). «Подход к иммунизации на основе специфичных для модификации пептидов с использованием белка-носителя CRM197: разработка селективной вакцины против пептидов пироглутамата Aβ » . Молекулярная медицина . 22 : 841–849. дои : 10.2119/molmed.2016.00218 . ПМК 5263057 . ПМИД 27900387 .
^ Учида Т., Гилл Д.М., Паппенхаймер А.М. (сентябрь 1971 г.). «Мутация в структурном гене дифтерийного токсина, переносимом умеренным фагом». Природа . 233 (35): 8–11. дои : 10.1038/newbio233008a0 . ПМИД 4999827 .
^ Андерсон П. (январь 1983 г.). «Антитильные ответы 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. дои : 10.1128/IAI.39.1.233-238.1983 . ПМЦ 347931 . ПМИД 6600444 .
^ «Pfizer получает одобрение FDA на препарат Превнар 13™ для профилактики инвазивной пневмококковой инфекции у младенцев и детей раннего возраста» . Pfizer.com. 24 февраля 2010 года. Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 года . Проверено 3 декабря 2015 г.
^ Купер Б., ДеТора Л., Стоддард Дж. (январь 2011 г.). «Menveo®): новая четырехвалентная конъюгированная менингококковая вакцина CRM197 против серогрупп A, C, W-135 и Y». Экспертная оценка вакцин . 10 (1): 21–33. дои : 10.1586/erv.10.147 . ПМИД 21162617 . S2CID 13478399 .

[BrökerCostantino2011-1] Брокер М., Константино П., ДеТора Л., Макинтош Э.Д., Раппуоли Р. (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». Биологические препараты . 39 (4): 195–204. doi : 10.1016/j.biologicals.2011.05.004 . ПМИД 21715186 .

[2] «Подробнее о продукте CRM197» . Reagentproteins.com . Проверено 3 декабря 2015 г.

[3] Цяо Дж., Гани К., Карузо М. (март 2008 г.). «Мутант дифтерийного токсина CRM197 является ингибитором синтеза белка, вызывающим клеточную токсичность». Токсикон . 51 (3): 473–477. дои : 10.1016/j.токсикон.2007.09.010 . ПМИД 17988701 .

[pmid22431623-4] Малито Э., Бурсулайя Б., Чен С., Ло Сурдо П., Пиккианти М., Бальдуччи Е. и др. (апрель 2012 г.). «Структурная основа отсутствия токсичности мутанта дифтерийного токсина CRM197» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (14): 5229–5234. Бибкод : 2012PNAS..109.5229M . дои : 10.1073/pnas.1201964109 . ПМЦ 3325714 . ПМИД 22431623 .

[:0-5] Jump up to: ^а ^б 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 . ПМИД 20452430 .

[pmid6416165-6] Раппуоли Р. (сентябрь 1983 г.). «Выделение и характеристика нетандемных двойных лизогенов Corynebacterium diphtheriae, гиперпродуцирующих CRM197» . Прикладная и экологическая микробиология . 46 (3): 560–564. Бибкод : 1983ApEnM..46..560R . doi : 10.1128/aem.46.3.560-564.1983 . ПМК 239316 . ПМИД 6416165 .

[7] NYSE MKT: PFNX

[8] «Конъюгированная вакцина Menveo групп A, C, W135 и Y - Краткое описание характеристик продукта (SPC) - (eMC)» . www.medicines.org.uk . Проверено 1 октября 2016 г.

[pmid7836353-9] 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. дои : 10.1074/jbc.270.3.1015 . ПМИД 7836353 .

[10] Буцци С., Рубболи Д., Буцци Дж., Баззи А.М., Мориси С., Пирони Ф. (ноябрь 2004 г.). «CRM197 (нетоксичный дифтерийный токсин): влияние на больных раком на поздних стадиях» . Иммунология рака, иммунотерапия . 53 (11): 1041–1048. дои : 10.1007/s00262-004-0546-4 . ПМЦ 11032786 . ПМИД 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. дои : 10.1007/s00795-011-0543-6 . ПМИД 22718294 . S2CID 24111518 .

[pmid23249976-11] Каро-Агилар И., Оттингер Э., Хеплер Р.В., Нахас Д.Д., Ву С., Гуд М.Ф. и др. (март 2013 г.). «Иммуногенность на мышах и приматах, не являющихся человеком, кандидатной вакцины на основе пептида J8 против стрептококка группы А, конъюгированного с CRM197» . Человеческие вакцины и иммунотерапия . 9 (3): 488–496. дои : 10.4161/hv.23224 . ПМК 3891704 . ПМИД 23249976 .

[pmid28183282-12] Тобиас Дж., Ясинска Дж., Байер К., Кунди М., Эде Н., Зелински С., Видерманн Ю. (февраль 2017 г.). «Повышенная и долгосрочная иммуногенность мультиэпитопной вакцины Her-2/neu, конъюгированной с носителем CRM197, в сочетании с адъювантом Montanide» . БМК Рак . 17 (1): 118. дои : 10.1186/s12885-017-3098-7 . ПМК 5301331 . ПМИД 28183282 .

[pmid27900387-13] Винтде В., Чжао Х., Чандаккар П., Акер С.М., Дэвис П., Марамбо П. (январь 2017 г.). «Подход к иммунизации на основе специфичных для модификации пептидов с использованием белка-носителя CRM197: разработка селективной вакцины против пептидов пироглутамата Aβ » . Молекулярная медицина . 22 : 841–849. дои : 10.2119/molmed.2016.00218 . ПМК 5263057 . ПМИД 27900387 .

[14] Учида Т., Гилл Д.М., Паппенхаймер А.М. (сентябрь 1971 г.). «Мутация в структурном гене дифтерийного токсина, переносимом умеренным фагом». Природа . 233 (35): 8–11. дои : 10.1038/newbio233008a0 . ПМИД 4999827 .

[15] Андерсон П. (январь 1983 г.). «Антитильные ответы 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. дои : 10.1128/IAI.39.1.233-238.1983 . ПМЦ 347931 . ПМИД 6600444 .

[16] «Pfizer получает одобрение FDA на препарат Превнар 13™ для профилактики инвазивной пневмококковой инфекции у младенцев и детей раннего возраста» . Pfizer.com. 24 февраля 2010 года. Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 года . Проверено 3 декабря 2015 г.

[pmid21162617-17] Купер Б., ДеТора Л., Стоддард Дж. (январь 2011 г.). «Menveo®): новая четырехвалентная конъюгированная менингококковая вакцина CRM197 против серогрупп A, C, W-135 и Y». Экспертная оценка вакцин . 10 (1): 21–33. дои : 10.1586/erv.10.147 . ПМИД 21162617 . S2CID 13478399 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]