Interferon-gamma-Variante HA mit erhöhter biologischer Aktivität

Interferon-gamma (IFN-gamma) ist aufgrund seiner vielfältigen biologischen Aktivitäten, die das menschliche Immunsystem beeinflussen, als Therapeutikum für verschiedene Krankheitsbilder interessant. Menschliches IFN-gamma wird gentechnisch in Bakterienzellen (E.coli) produziert, obwohl hier nur ein nichtglykosyliertes IFN-gamma synthetisiert werden kann. Soweit untersucht, beeinflusst die Glykosylierung die biologischen Aktivitäten des IFN-gamma jedoch nicht. In nichtglykosylierter Form ist das IFN-gamma ein sehr stark basisches Protein. Im Vergleich zu IFN-alpha und IFN-beta ist es weniger pH-stabil und zeigt mit einem Schmelzpunkt von
52 °C eine sehr viel geringere Thermostabilität als die anderen Interferone.

Durch gezielte Modifikation des Gens kann die Aminosäuresequenz des Proteins beeinflusst werden. Zu Beginn dieser Arbeiten war die räumliche Struktur des IFN-gamma nicht bekannt, so dass sich die Proteindesign-Arbeiten auf die Enden des Proteins beschränkten. Ratio für diese Arbeiten war das Herantasten an eine Protease-empfindliche Stelle bzw. die Identifizierung des aktiven Zentrums des IFN-gamma-Proteins.

IFN-gamma-Proteine der »zweiten Generation« wurden durch Verkürzung gewonnen. Am Amino- und Carboxylende des IFN-gamma-Proteins wurden mit Hilfe gentechnischer Methoden systematisch Aminosäure um Aminosäure herausgenommen und die so gewonnenen Varianten des IFN-gamma synthetisiert, gereinigt und alle biochemischen, biophysikalischen und biologischen Eigenschaften untersucht. Ein am Carboxylende um 10 Aminosäuren verkürztes IFN-gamma- Protein mit einem c-terminalen Leucin zeigte eine höhere Temperaturstabilität und war in allen untersuchten biologischen Aktivitäten wirksamer als das vollständige IFN-gamma, obwohl die Rezeptorbindung vermindert war. Diese Arbeiten wurden mit dem Fraunhofer-Forschungspreis ausgezeichnet.

Für die IFN-gamma-HA-Variante wurde ein europaweites Patent erteilt.