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DE10220188A1 - New antagonists of calcitonin gene-related peptide or amylin, useful for treating or preventing e.g. migraine or inflammation, are specific binding nucleic acids - Google Patents

New antagonists of calcitonin gene-related peptide or amylin, useful for treating or preventing e.g. migraine or inflammation, are specific binding nucleic acids

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Publication number
DE10220188A1
DE10220188A1 DE2002120188 DE10220188A DE10220188A1 DE 10220188 A1 DE10220188 A1 DE 10220188A1 DE 2002120188 DE2002120188 DE 2002120188 DE 10220188 A DE10220188 A DE 10220188A DE 10220188 A1 DE10220188 A1 DE 10220188A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cgrp
nucleic acid
antagonist
rna
binding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2002120188
Other languages
German (de)
Inventor
Christian Maasch
Bernd Eschgfaeller
Thorsten Ruppert
Florian Jarosch
Axel Vater
Sandra Stark
Steffen Helmling
Elisabeth Moyroud
Sven Klusmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gruenenthal GmbH
Original Assignee
Gruenenthal GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gruenenthal GmbH filed Critical Gruenenthal GmbH
Priority to DE2002120188 priority Critical patent/DE10220188A1/en
Priority to EP03732319A priority patent/EP1501929B1/en
Priority to AU2003239841A priority patent/AU2003239841A1/en
Priority to PCT/EP2003/004746 priority patent/WO2003093472A2/en
Priority to US10/513,490 priority patent/US7879991B2/en
Publication of DE10220188A1 publication Critical patent/DE10220188A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
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Abstract

An antagonist (I) of CGRP (calcitonin gene-related peptide), especially a nucleic acid, preferably one that binds to CGRP, is new. Independent claims are also included for: (1) antagonist (Ia) of amylin that is a nucleic acid, preferably one that binds to amylin; (2) antagonist (Ib) of the CGRP or amylin receptors, preferably one that binds to a ligand of the receptor, particularly to CGRP or amylin; (3) nucleic acid (II) that binds to CGRP, amylin or an amyloid polypeptide; (4) complex of CGRP or amylin with a (I); (5) methods of screening for CGRP and amylin antagonists or agonists; and (6) kits, for detecting CGRP or amylin, containing (II).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Antagonisten von CGRP, Antagonisten des CGRP1- Rezeptors, CGRP bindende Nukleinsäuren, die Verwendung solcher Nukleinsäuren als Antagonisten von CGRP und/oder des CGRP1-Rezeptorsystems, die Verwendung einer der genannten Nukleinsäuren für die Herstellung eines Medikamentes, eine Zusammensetzung, insbesondere pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend besagte Nukleinsäure(n), einen Komplex umfassend CGRP und eine der besagten Nukleinsäuren, die Verwendung der besagten Nukleinsäuren zum Nachweis von CGRP sowie ein Verfahren zum Screenen von CGRP-Antagonisten und einen Kit für den Nachweis von CGRP. The present invention relates to antagonists of CGRP, antagonists of CGRP1- Receptor, CGRP binding nucleic acids, the use of such nucleic acids as Antagonists of CGRP and / or the CGRP1 receptor system, the use of one of the mentioned nucleic acids for the manufacture of a medicament, a composition, in particular pharmaceutical composition comprising said nucleic acid (s), a Complex comprising CGRP and one of said nucleic acids, the use of the said nucleic acids for the detection of CGRP and a method for screening CGRP antagonists and a kit for the detection of CGRP.

Schon Hippokrates beschrieb die visuellen Symptome von Migräne, und auch der ägyptischen Medizin waren diese Kopfschmerzen, wie Papyrusfunde bezeugen, nicht unbekannt. Während des 17. Jahrhunderts wurde erkannt, daß die Gefäße des Körpers eine bedeutende Rolle beim Migränekopfschmerz spielen. Es war schon damals bekannt, daß Migräne, neben der Schwere der Attacken, benigne und erblich ist, und von den Jahreszeiten, vom Luftdruck und vom Verzehr bestimmter Nahrungsmittel abhängt (Willis, T., Cerebri anatome, Martin Allestry, London, 1664). Nach Willis (Willis, T., Cerebri anatome, Martin Allestry, London, 1664) wird Kopfschmerz durch einen sich langsam entwickelnden Vasospasmus, der in der Peripherie des Gefäßsystems beginnt, ausgelöst. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Migräne- Pathophysiologie tauchte im 19. Jahrhundert auf. Liveing (Liveing, E., Churchill, London, 1873, 1-512) ordnete Migräne einer Dysfunktion des Gehirns zu, die durch "nerve storms" innerhalb des Gehirns entsteht. Er glaubte, daß eine Beziehung zwischen Migräne und Epilepsie bestehe, da beide durch Entladungen des Zentralen Nervensystems bedingt sind. Die Studien von Ray und Wolff (Ray, B. S. et al., 1940, Arch. Surg., 41, 813-856) demonstrieren, daß nur die großen cerebralen Arterien der Schädelbasis und die meningealen (duralen) Arterien und Venen sensitiv für schädliche Stimuli sind. Das lenkte das Interesse zu den intercranialen Gefäßwänden als putative Schmerzquelle bei Kopfschmerzen. Hippocrates already described the visual symptoms of migraines, and also those of Egypt These headaches were not unknown to medicine, as papyrus finds testify. While In the 17th century it was recognized that the vessels of the body played an important role in Play migraine headache. It was already known back then that migraines, in addition to the seriousness the attacks, benign and hereditary, and of the seasons, of air pressure and of Consumption of certain foods depends (Willis, T., Cerebri anatome, Martin Allestry, London, 1664). After Willis (Willis, T., Cerebri anatome, Martin Allestry, London, 1664) headache is caused by a slowly developing vasospasm that occurs in the Periphery of the vascular system begins to fire. Another important aspect of migraine Pathophysiology emerged in the 19th century. Liveing (Liveing, E., Churchill, London, 1873, 1-512) attributed migraines to brain dysfunction caused by "nerve storms" arises within the brain. He believed that there was a relationship between migraines and Epilepsy exists because both are caused by central nervous system discharges. The Studies by Ray and Wolff (Ray, B.S. et al., 1940, Arch. Surg., 41, 813-856) demonstrate that only the large cerebral arteries of the skull base and the meningeal (dural) Arteries and veins are sensitive to harmful stimuli. That drew interest to them intercranial vessel walls as putative source of pain for headache.

Nach der IHS-Klassifikation von 1998 gibt es hauptsächlich zwei Gruppen von Migräne: Migräne mit und Migräne ohne Aura. Die frühere Einteilung in einfache, klassische und komplizierte Migräne wurde aufgegeben. According to the 1998 IHS classification, there are two main groups of migraines: Migraines with and migraines without aura. The earlier division into simple, classic and complicated migraines were given up.

Migräne wird heute verstanden als eine neurovaskuläre Funktionsstörung, von der etwa 10% der erwachsenen Bevölkerung betroffen sind. Charakterisiert ist diese Erkrankung durch Attacken intensiver wiederkehrender Kopfschmerzen (Doods, H., 2001, Current opinion in investigational Drugs 2(9), 1261-1268), Übelkeit und übertriebene Sensitivität gegenüber externen Stimuli wie Licht und Geräuschen. Die oftmals halbseitigen Kopfschmerzen (Hemikranie) sind pulsierend und pochend und treten in der Regel einseitig auf. Häufig wechselt die Seite der Kopfschmerzen von einem Migräneanfall zum anderen oder sogar während einer Attacke. Die Attacke wird oft von weiteren Symptomen begleitet. Die Betroffenen klagen über Appetitlosigkeit, Übelkeit und Erbrechen. Sie sind besonders licht- und lärmempfindlich und reagieren extrem sensibel auf Gerüche und zeigen Nerven- und Sehstörungen. Zwischen den Migräneattacken verschwinden die Kopfschmerzen. Vor und nach den Attacken können sich Stimmung und Appetit, der Flüssigkeitshaushalt und die Darmfunktion verändern. Migraines are now understood as a neurovascular dysfunction, of which about 10% the adult population are affected. This disease is characterized by Attacks of intense recurrent headaches (Doods, H., 2001, Current opinion in investigational Drugs 2 (9), 1261-1268), nausea and exaggerated sensitivity to external stimuli such as light and noise. The often half-sided headache (Hemikranie) are pulsating and throbbing and usually occur on one side. Frequently the side of the headache changes from one migraine attack to another or even during an attack. The attack is often accompanied by other symptoms. The Those affected complain of anorexia, nausea and vomiting. They are particularly light and sensitive to noise and react extremely sensitively to smells and show nervous and Vision problems. The headache disappears between the migraine attacks. Before and After the attacks mood and appetite, the fluid balance and the Change bowel function.

Die Pathophysiologie der Migräne steht immer noch unter Diskussion. Die vorherrschende derzeitige Meinung ist, daß Migräne eine neurovaskuläre Erkrankung ist, deren Auslösemechanismus möglicherweise im ZNS lokalisiert ist. Diese Auslösung führt letztendlich zur Vasodilatation mit einer nachfolgenden Aktivierung trigeminaler afferenter senorischer Neurone und zentraler "nociceptiver" Neurone in höheren Schmerzzentren (Hargreaves, R. J. et al., 1999, Can. J. Neurol. Sci. 26, 512-519). Es gibt einige Belege und Hinweise, die die Beteiligung von CGRP bei Migräne bestätigen. CGRP ist abundant in trigeminalen sensorischen Nerven und einer der potentesten bekannten Vasodilatatoren. Des weiteren ist der CGRP1 Rezeptor auf endothelialen Zellen der meningealen Arterien exprimiert. Es wird angenommen, daß CGRP eine Schlüsselrolle als Mediator der meningealen Vasodilatation einnimmt. Neben diesen physiologischen Betrachtungen gibt es einige Tierstudien, die eine Beteiligung des CGRP1-Rezeptors in der Migräne stützen. Die Stimulation des trigeminalen Ganglions in anästhesierten Ratten führt zur meningealen Vasodilatation, welche durch den αCGRP-Antagonisten CGRP8-37 inhibiert werden kann (Kurosawa, M. et al., 1995, Br. J. Pharmacol. 114, 1397-1402). Dieses Experiment impliziert einen erhöhten CGRP-Level nach trigeminaler Stimulation, was bereits 1993 von Goadsby und Edvinsson beschrieben wurde (Goadsby, P. et al., 1993, Ann. Neurol., 33, 48-56). The pathophysiology of migraines is still under discussion. The predominant current opinion is that migraine is a neurovascular disease whose The trigger mechanism may be localized in the CNS. This triggering leads ultimately for vasodilation with subsequent activation of trigeminal afferent senoric neurons and central "nociceptive" neurons in higher pain centers (Hargreaves, R.J. et al., 1999, Can. J. Neurol. Sci. 26, 512-519). There is some evidence and Evidence confirming the involvement of CGRP in migraines. CGRP is abundant in trigeminal sensory nerves and one of the most potent known vasodilators. Of another is the CGRP1 receptor on endothelial cells of the meningeal arteries expressed. CGRP is believed to play a key role as a mediator of the meningeal vasodilation. In addition to these physiological considerations, there are some animal studies that support involvement of the CGRP1 receptor in migraines. The Stimulation of the trigeminal ganglion in anesthetized rats leads to meningeal Vasodilation, which can be inhibited by the αCGRP antagonist CGRP8-37 (Kurosawa, M. et al., 1995, Br. J. Pharmacol. 114, 1397-1402). This experiment implies an increased CGRP level after trigeminal stimulation, which was already described by Goadsby in 1993 and Edvinsson (Goadsby, P. et al., 1993, Ann. Neurol., 33, 48-56).

Die Analyse von CGRP-Plasmakonzentrationen in humanen Probanden ergab, daß die Konzentration von CGRP im Plasma ein wichtiger Parameter in der Migränediagnostik ist. Es wurden erhöhte Plasmakonzentrationen in Patienten mit akuter Migräne, in Patienten mit Cluster-Kopfschmerz (engl. cluster headache) und in Menschen nach trigeminaler Stimulation (Edvinsson, L. et al., 1994, Cephalalgia 14, 320-327) gefunden. In Übereinstimmung mit den gerade beschriebenen Tierstudien können die erhöhten CGRP- Konzentrationen, die in Migränepatienten beschrieben werden, durch Sumatriptan oder Dihydroergotamin reduziert werden (Goadsby, P. et al., 1993, Ann. Neurol. 33, 48-56). Analysis of CGRP plasma concentrations in human subjects showed that the Concentration of CGRP in plasma is an important parameter in migraine diagnosis. It were elevated plasma concentrations in patients with acute migraines, in patients with Cluster headache and in people after trigeminal Stimulation (Edvinsson, L. et al., 1994, Cephalalgia 14, 320-327) was found. In Consistent with the animal studies just described, the increased CGRP- Concentrations described in migraine sufferers by sumatriptan or Dihydroergotamine can be reduced (Goadsby, P. et al., 1993, Ann. Neurol. 33, 48-56).

Im Rahmen der Therapie von Migräne, insbesondere akuter Migräne und vor Ausbildung des Vollbilds des Migräne-Kopfschmerzes, gilt als Mittel der Wahl immer noch die Einnahme von 1-1,5 g Acetylsalicylsäure (z. B. Aspirin). Zusätzlich können zu Acetylsalicylsäure noch 1 bis 1,5 g Paracetamol gegeben werden. Alternativen zu Acetylsalicylsäure stellen NSAIDs, d. h. nicht-steroidale anti-inflammatorische Wirkstoffe, und nicht-steroidale Antirheumatika, wie z. B. Naproxen, Diclofenac oder Ibuprofen dar. As part of the therapy of migraines, especially acute migraines and before training the Full screen of migraine headache is still considered the drug of choice of 1-1.5 g of acetylsalicylic acid (e.g. aspirin). In addition to acetylsalicylic acid 1 to 1.5 g of paracetamol are given. Alternatives to acetylsalicylic acid are NSAIDs d. H. non-steroidal anti-inflammatory agents, and non-steroidal anti-inflammatory drugs, such as As naproxen, diclofenac or ibuprofen.

Als besonders wirksam haben sich bei der Behandlung von Migräne die sog. Triptane erwiesen, die derzeit die wohl potentesten Therapeutika zur Akutbehandlung mittelschwerer bis schwerer Migräneattacken darstellen (Tepper, S. J. et al., 1999, CNS Drugs 12, 403-417; Doods, H., 2001, Current opinion in investigational Drugs 2(9), 1261-1268). The so-called triptans have proven particularly effective in the treatment of migraines proven to be currently the most potent therapeutic agent for acute moderate treatment to severe migraine attacks (Tepper, S.J. et al., 1999, CNS Drugs 12, 403-417; Doods, H., 2001, Current opinion in investigational Drugs 2 (9), 1261-1268).

Aufgrund ihrer hohen Spezifität für 5HT1B/D-Rezeptoren ermöglichen sie auch bei Langzeitanwendung eine sehr effektive und unter Beachtung der Kontraindikationen insgesamt auch nebenwirkungsarme, sichere Therapie akuter Migräneattacken. Betrachtet man die Risiken und sekundären Kosten durch die z. T. gravierenden Ergotamin- Nebenwirkungen bzw. insuffizient behandelten Migräneattacken, erscheint der Einsatz dieser zur Zeit zwar teuersten, aber auch potentesten Migräneakuttherapeutika in vielen Fällen gerechtfertigt. Im für Migräne so bedeutsamen trigeminovaskulären System hemmen die Triptane auch die Freisetzung der vasoaktiven und algogenen Neuropeptide (CGRP, Neurokinine) aus nociceptiven trigeminalen Nervenendigungen und verhindern dadurch die Initiierung bzw. Aufrechterhaltung der neurogenen Entzündung perivaskulär, im besonderen der Dura-Arterien, dem vermutlichen Entstehungsort des Migräne-Kopfschmerzes. Nach der erfolgreichen Einführung von Sumatriptan wurden einige neue Triptane entwickelt und am Markt zugelassen. Diese unterscheiden sich hauptsächlich im Beginn der Wirkung und der oralen Bioverfügbarkeit. Obwohl die Triptane wirksam sind und gut toleriert werden, gibt es Limitationen für diese Substanzklasse. Das Auftreten von Brustdruck, Enge/Anspannung und Angst deuten oft auf Angina pectoris in bis zu 15% der Patienten hin (Doods, H., 2001, Current opinion in investigational Drugs 2(9), 1261-1268; Brown, E. G. et al. Eur. Neurol., 31, 339-344). Der Gebrauch von Sumatriptan wird auch mit Myokardinfarkt (Ottervanger, J. P. et al., 1993, Lancet, 341, 861-862) und Herzstillstand in cardiovaskulären Risikopatienten (Kelly, K. M., 1995, Neurology, 45, 1211-1213) in Verbindung gebracht. Außerdem wurde beobachtet, daß die Gabe von Sumatriptan, Rizatriptan (Merck & Co. Inc.) und Zolmitriptan (Glaxo Wellcome plc/AstraZeneca plc) eine geringfügige Blutdruckerhöhung induziert (De Hoon, J. N. J. M. et al., 2000, Clin. Pharmacol. Ther., 68, 418-426). Die vasokonstriktorische Wirksamkeit der Triptane auf das Koronarsystem konnte in vitro und in vivo deutlich gezeigt werden, obwohl es den Anschein hat, daß die Triptane selektiv auf cerebrale Gefäße wirken (Doods, H., 2001, Current opinion in investigational Drugs 2(9), 1261-1268). Because of their high specificity for 5HT 1B / D receptors, they enable a very effective and safe treatment of acute migraine attacks, even with long-term use, taking into account the contraindications. Looking at the risks and secondary costs from the z. T. serious ergotamine side effects or insufficiently treated migraine attacks, the use of these currently most expensive, but also the most potent migraine therapeutic agents seems justified in many cases. In the trigeminovascular system, which is so important for migraines, the triptans also inhibit the release of vasoactive and algogenic neuropeptides (CGRP, neurokinins) from nociceptive trigeminal nerve endings and thereby prevent the initiation or maintenance of the neurogenic inflammation perivascularly, in particular the dura arterial site, the likely origin of migraine headache. After the successful introduction of sumatriptan, some new triptans were developed and approved on the market. These differ mainly in the beginning of the effect and the oral bioavailability. Although the triptans are effective and well tolerated, there are limitations for this class of substance. The occurrence of chest pressure, tightness / tension and anxiety often indicate angina pectoris in up to 15% of patients (Doods, H., 2001, Current opinion in investigational Drugs 2 (9), 1261-1268; Brown, EG et al Eur. Neurol., 31, 339-344). The use of sumatriptan has also been associated with myocardial infarction (Ottervanger, JP et al., 1993, Lancet, 341, 861-862) and cardiac arrest in cardiovascular risk patients (Kelly, KM, 1995, Neurology, 45, 1211-1213). It was also observed that the administration of sumatriptan, rizatriptan (Merck & Co. Inc.) and zolmitriptan (Glaxo Wellcome plc / AstraZeneca plc) induced a slight increase in blood pressure (De Hoon, JNJM et al., 2000, Clin. Pharmacol. Ther. , 68, 418-426). The vasoconstrictive activity of the triptans on the coronary system has been clearly demonstrated in vitro and in vivo, although it appears that the triptans act selectively on cerebral vessels (Doods, H., 2001, Current opinion in investigational Drugs 2 (9), from 1261 to 1268).

Eine weitere Gruppe von grundsätzlich zu verwendenden Wirkstoffen sind die Ergotamine. Another group of active ingredients to be used are the ergotamines.

Die Freisetzung von CGRP bei primären Kopfschmerzen, die Pharmakologie des trigeminovaskularen Systems, das Konzept der neurogenen Entzündung (Moskowitz, M. A. et al., 1993, Brain Metab. Rev. 5, 159-177) und die Antwort auf Triptane (Humphrey, P. P. A. et al., 1991, Trends Pharmacol. Sci., 12, 444-446) sind Schlüsselelemente in der Pathologie der Migräne (Edvinsson, L., 2001, Pharmacology & Toxicology 89, 65-73). Entsprechend hat sich die neueste pharmakologische Forschung auf dieses Neuropeptid konzentriert. The release of CGRP in primary headache, the pharmacology of the trigeminovascular system, the concept of neurogenic inflammation (Moskowitz, M. A. et al., 1993, Brain Metab. Rev. 5, 159-177) and the response to triptans (Humphrey, P.P.A. et al., 1991, Trends Pharmacol. Sci., 12, 444-446) are key elements in the pathology of the Migraines (Edvinsson, L., 2001, Pharmacology & Toxicology 89, 65-73). Accordingly, it has the latest pharmacological research has focused on this neuropeptide.

Das 37 Aminosäuren lange Neuropeptid αCGRP, calcitonin gene-related peptide, wurde 1982 als extrem potenter Vasodilator identifiziert (Amara et al., 1982, Nature 298, 240-244). CGRP entsteht durch alternatives splicing des CGRP-Gens. Neben dem αCGRP gibt es ein zweites CGRP, βCGRP, das eine hohe Sequenzhomologie zum erst genannten aufweist, jedoch von einem anderen Gen transkribiert wird. Beide Peptide zeigen ähnliche biologische Effekte wie Vasodilatation, erhöhter Blutdruck, Hypotonie und Tachycardie. αCGRP und Calcitonin entstehen durch alternatives Splicing des Calcitonin-Genes (Amara, G. S. et al., 1982, Nature 298, 240-244). Die Struktur für hCGRP wurde zum Teil durch 1H-NMR bestimmt. Das Peptid besteht aus einer definierten N-terminalen Schleife, die aus den Aminosäuren 2 bis 7 durch Verknüpfung von zwei Cysteinen über eine Disulfidbrücke gebildet wird, an der sich etwa drei Windungen einer α-Helix anschließen. Richtung C- Terminus schließt sich ein schlecht definierter Knick an, der wiederum in eine instabile Struktur am C-Terminus selbst mündet (Breeze, A. L. et al., 1991, Biochemistry, 30, 575-582). Des weiteren liegt das C-terminale Phenylalanin in amidierter Form vor. The 37 amino acid neuropeptide αCGRP, calcitonin gene-related peptide, was identified in 1982 as an extremely potent vasodilator (Amara et al., 1982, Nature 298, 240-244). CGRP arises from alternative splicing of the CGRP gene. In addition to the αCGRP, there is a second CGRP, βCGRP, which has a high sequence homology to the former, but is transcribed by another gene. Both peptides show similar biological effects like vasodilation, increased blood pressure, hypotension and tachycardia. αCGRP and calcitonin result from alternative splicing of the calcitonin gene (Amara, GS et al., 1982, Nature 298, 240-244). The structure for hCGRP was determined in part by 1 H NMR. The peptide consists of a defined N-terminal loop, which is formed from amino acids 2 to 7 by linking two cysteines via a disulfide bridge, which is followed by about three turns of an α-helix. Towards the C-terminus there follows a poorly defined kink, which in turn leads to an unstable structure at the C-terminus itself (Breeze, AL et al., 1991, Biochemistry, 30, 575-582). Furthermore, the C-terminal phenylalanine is in amidated form.

Ergotaminpräparate sind klassische Pharmaka zur Kupierung eines Migräneanfalls, die wegen der möglichen Nebenwirkungen jedoch nicht ganz unproblematisch sind. Die Gefahr einer Gewöhnung und Auslösung eines zusätzlichen Dauerkopfschmerzes steigt mit zunehmender Einnahmehäufigkeit. Aus diesem Grunde sollten pro Woche nicht mehr als 6 mg Ergotamintartrat und pro Migräneattacke nicht mehr als 4 mg eingenommen werden. Grundsätzlich gilt auch hier, daß beim Migränekopfschmerz die Verwendung von Mischpräparaten (z. B. Ergotamintartrat mit Koffein oder Prophyphenazon, Codein, Paracetamol usw.) strikt vermieden werden soll. Auf dieser Therapiestufe kann auch 1-1,5 mg Dihydroergotamin (Hydergin®) i. m. oder ganz langsam i. v. versucht werden. Besonders bei ausgeprägten vegetativen Migräne-Begleiterscheinungen hat sich die zusätzliche Gabe von 1-2 mg Flunitrazepam (Rohypnol®, ein Schlafmittel) sehr bewährt. Vor allem auch unter dem Aspekt, Schmerzmittel einzusparen, zumal die Patienten in dieser Situation ohnehin das Bedürfnis haben, sich hinzulegen. Werden die Migränekopfschmerzen von Übelkeit und Erbrechen begleitet (evtl. auch schon vor dem erwarteten Auftreten dieser Symptome), ist die Verabreichung von Metoclopramid (Paspertin®) sehr wirksam. Es ist vorteilhaft, diese Substanz vor einem Analgetikum einzunehmen, weil Metoclopramid die Darmtätigkeit steigert und somit die Resorption weiterer verabreichter Substanzen fördert. Alternativ kann auch der Dopamin-Antagonist Domperidon (Motilium®) verwendet werden. Ergotamine supplements are classic drugs used to stop a migraine attack due to the possible side effects are not entirely unproblematic. The danger of one Getting used and triggering an additional permanent headache increases with increasing Dosing frequency. For this reason, should not exceed 6 mg per week Ergotamine tartrate and no more than 4 mg per migraine attack. In principle, the same applies here that in the case of migraine headache, the use of Mixed preparations (e.g. ergotamine tartrate with caffeine or prophyphenazone, codeine, Paracetamol etc.) should be strictly avoided. At this therapy level, 1-1.5 mg Dihydroergotamine (Hydergin®) i. m. or very slowly i. v. be tried. Especially at pronounced vegetative migraine side effects has the additional dose of 1-2 mg Flunitrazepam (Rohypnol®, a sleep aid) has proven itself. Especially under that Aspect of saving painkillers, especially since the patients in this situation anyway Need to lie down. Are the migraine headaches from nausea and Accompanied vomiting (possibly even before the expected onset of these symptoms) is Administration of metoclopramide (Paspertin®) very effective. It is beneficial to do this Take substance before an analgesic because metoclopramide stops bowel activity increases and thus promotes the absorption of other administered substances. Alternatively, you can the dopamine antagonist domperidone (Motilium®) can also be used.

Im Stand der Technik sind eine Reihe von CGRP-Antagonisten sowie davon abgeleitete Derivaten bekannt. So ist beispielsweise ein Quinine-Analogon als CGRP-Antagonist in der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 97/09046 beschrieben. Diese Verbindungen zeigen jedoch nur eine schwache Affinität für den humanen CGRP-Rezeptor im mikromolaren Bereich und sind deshalb nicht von großer Wichtigkeit. A number of CGRP antagonists as well as those derived therefrom are in the prior art Derivatives known. For example, a Quinine analogue is a CGRP antagonist in the international patent application with publication number WO 97/09046 described. However, these compounds show only a weak affinity for the human CGRP receptor in the micromolar range and are therefore not of great importance.

Ein erster potenter nicht-peptidischer CGRP-Rezeptorantagonist ist die Verbindung BIBN- 4096BS, wie beschrieben in DE 199 11 039. Diese Substanz ist ein Lys-Tyr-Dipeptidderivat und weist eine hohe Affinität für den humanen CGRP1-Rezeptor auf (Ki = 14,4 pM). In Untersuchungen an cerebralen Gefäßen konnte BIBN-4096BS die CGRP-vermittelte Vasodilatation umkehren (Doods, H. et al., 2000, Br. J. Pharmacol., 129, 420-423). Obwohl hohe Dosen von CGRP cardioprotektiv sind, hatte der α-CGRP-Antagonist BIBN-4096BS keinen negativen Effekt auf Myokardinfarkte oder die Freisetzung von Creatinphosphatkinase. A first potent non-peptide CGRP receptor antagonist is the compound BIBN-4096BS, as described in DE 199 11 039. This substance is a Lys-Tyr dipeptide derivative and has a high affinity for the human CGRP1 receptor (K i = 14 , 4 pm). In studies on cerebral vessels, BIBN-4096BS was able to reverse the CGRP-mediated vasodilation (Doods, H. et al., 2000, Br. J. Pharmacol., 129, 420-423). Although high doses of CGRP are cardioprotective, the α-CGRP antagonist BIBN-4096BS had no negative effects on myocardial infarction or the release of creatine phosphate kinase.

Basierend auf der Struktur von BIBN-4096BS wurde ein Cyclopropyl-Derivat entwickelt, bei welchem der Dipeptidkern durch einen Cyclopropylring ersetzt wurde. Diese Verbindung ist Gegenstand der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 01/32648. Weitere CGRP-Rezeptor-Antagonisten sind Gegenstand der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 01/32649, die Naphthalene, Piperidine, Imidazole und Quinazoline als CGRP-Rezeptor-Antagonisten beschreiben. A cyclopropyl derivative was developed based on the structure of BIBN-4096BS which the dipeptide core was replaced by a cyclopropyl ring. This connection is Subject of the international patent application with the publication number WO 01/32648. Other CGRP receptor antagonists are the subject of international Patent application with publication number WO 01/32649, the naphthalenes, Describe piperidines, imidazoles and quinazolines as CGRP receptor antagonists.

Weitere Strukturklassen, die Gegenstand von Untersuchungen sind, sie als CGRP-Rezeptor- Antagonisten einzusetzen, sind 3,4-Dinitrobenzamine, wie beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 98/09630 beschrieben, sowie 4-Sulfinylbenzanilide, wie in der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 98/56779 beschrieben. Ausführliche Bindungsanalysen zeigen jedoch, daß diese Substanzen irreversible Bindungseigenschaften besitzen. Darüber hinaus weisen sie, insbesondere einige Vertreter der 4-Sulfinylbenzanilide, Einschränkungen dergestalt auf, daß sie eine vergleichsweise geringe Löslichkeit und orale Verfügbarkeit sowie eine kurze Halbwertszeit von ca. 10 Minuten haben, was eine intensive in vivo- Charakterisierung ausschließt. Other structural classes that are the subject of investigations, they as CGRP receptor Antagonists to use are 3,4-dinitrobenzamines, such as in the international patent application with publication number WO 98/09630 described, as well as 4-sulfinylbenzanilides, as in the international patent application with the Publication number WO 98/56779. Show detailed attachment analysis however, that these substances have irreversible binding properties. Furthermore show restrictions, especially some representatives of 4-sulfinylbenzanilides in such a way that they have a comparatively low solubility and oral availability as well have a short half-life of approx. 10 minutes, which is an intensive in vivo Excludes characterization.

Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Mittel bereitzustellen, welches zur Behandlung von Migräne und den damit im Zusammenhang stehenden Formenkreis weiterer Erkrankungen geeignet ist. Eine weitere der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist die Bereitstellung eines Antagonisten für CGRP sowie das CGRP1-Rezeptorsystem. Schließlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem CGRP-Antagonisten, insbesondere im Rahmen eines Screening-Verfahrens, bereitgestellt werden können. The present invention was therefore based on the object of providing a means which is used to treat migraines and the related Form of other diseases is suitable. Another of the present invention underlying task is to provide an antagonist for CGRP as well as the CGRP1 receptor system. Finally, it is an object of the present invention to provide a To provide methods with the CGRP antagonist, in particular in the context of a Screening method can be provided.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in einem ersten Aspekt gelöst durch einen Antagonisten von CGRP, wobei der Antagonist eine Nukleinsäure ist und bevorzugterweise die Nukleinsäure an CGRP bindet. According to the invention, the problem is solved in a first aspect by an antagonist of CGRP, where the antagonist is a nucleic acid and preferably the Nucleic acid binds to CGRP.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das CGRP α-CGRP ist. In one embodiment it is provided that the CGRP is α-CGRP.

In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das CGRP β-CGRP ist. In an alternative embodiment it is provided that the CGRP is β-CGRP.

In einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Antagonist des CGRP1-Rezeptors, wobei der Antagonist eine Nukleinsäure ist und wobei bevorzugterweise die Nukleinsäure an einen Liganden des Rezeptors bindet und wobei bevorzugtererweise der Ligand CGRP ist. In a second aspect, the object is achieved according to the invention by an antagonist of the CGRP1 receptor, wherein the antagonist is a nucleic acid and wherein preferably the nucleic acid binds to a ligand of the receptor and wherein more preferably the ligand is CGRP.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Ligand α-CGRP ist. In one embodiment it is provided that the ligand is α-CGRP.

In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Ligand β-CGRP ist. In an alternative embodiment it is provided that the ligand is β-CGRP.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Nukleinsäure wenigstens ein L- Nukleotid umfasst. In a further embodiment it is provided that the nucleic acid has at least one L- Includes nucleotide.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Antagonist eine L- Nukleinsäure ist. In a preferred embodiment it is provided that the antagonist is an L- Is nucleic acid.

In einem dritten Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Nukleinsäure, die an CGRP bindet. In a third aspect, the object is achieved according to the invention by a nucleic acid, that binds to CGRP.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das CGRP α-CGRP ist. In one embodiment it is provided that the CGRP is α-CGRP.

In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das CGRP β-CGRP ist. In an alternative embodiment it is provided that the CGRP is β-CGRP.

In einem vierten Aspekt wird die Aufgabe erfinidungsgemäß gelöst durch eine Nukleinsäure mit einer Sequenz, wobei die Sequenz ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend die Sequenzen gemäß SEQ ID No. 1 bis SEQ ID No. 244. In a fourth aspect, the object is achieved according to the invention by a nucleic acid with a sequence, the sequence being selected from the group comprising the Sequences according to SEQ ID No. 1 to SEQ ID No. 244th

In einer Ausführungsform des dritten und vierten Aspektes ist vorgesehen, dass die Nukleinsäure wenigstens ein L-Nukleotid umfasst. In one embodiment of the third and fourth aspects it is provided that the Nucleic acid comprises at least one L nucleotide.

In einer Ausführungsform des dritten und vierten Aspektes ist vorgesehen dass die Nukleinsäure eine L-Nukleinsäure ist. In one embodiment of the third and fourth aspects it is provided that the Nucleic acid is an L-nucleic acid.

In einer weiteren Ausführungsform des dritten und vierten Aspektes ist vorgesehen, dass die Nukleinsäure ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend DNA, RNA und Kombinationen davon. In a further embodiment of the third and fourth aspects it is provided that the Nucleic acid is selected from the group comprising DNA, RNA and combinations from that.

In einer noch weiteren Ausführungsform des dritten und vierten Aspektes ist vorgesehen dass die Affinität der Nukleinsäure weniger als 0,5 µM, bevorzugterweise weniger als 0,1 µM, bevorzugtererweise weniger als 0,05 µM und am bevorzugtesten weniger als 0,01 µM ist. In yet another embodiment of the third and fourth aspects it is provided that the affinity of the nucleic acid is less than 0.5 µM, preferably less than 0.1 µM, is preferably less than 0.05 µM and most preferably less than 0.01 µM.

In einer noch weiteren Ausführungsform des dritten und vierten Aspektes ist vorgesehen, dass die Affinität der Nukleinsäure mehr als 250 nM, bevorzugterweise mehr als 100 nM, bevorzugtererweise mehr als 50 nM und am bevorzugtesten mehr als 10 nM ist. In yet another embodiment of the third and fourth aspects, that the affinity of the nucleic acid is more than 250 nM, preferably more than 100 nM, more preferably is more than 50 nM and most preferably more than 10 nM.

In einer Ausführungsform des dritten und vierten Aspektes ist vorgesehen, dass die Nukleinsäure ein minimales Bindungsmotiv umfasst. In one embodiment of the third and fourth aspects it is provided that the Nucleic acid includes a minimal binding motif.

In einer weiteren Ausführungsform des dritten und vierten Aspektes ist vorgesehen dass sie eine Länge aufweist, wobei die Länge ausgewählt ist aus der Gruppe, die Längen von 15 bis 150 Nukleotiden, 20 bis 120 Nukleotiden, 30 bis 120 Nukleotiden, 40 bis 100 Nukleotiden, 40 bis 70 Nukleotiden und 50 bis 70 Nukleotiden, 30 bis 50 und am meisten bevorzugt 25 bis 45 Nukleotiden umfaßt. In a further embodiment of the third and fourth aspects it is provided that has a length, the length being selected from the group consisting of lengths from 15 to 150 nucleotides, 20 to 120 nucleotides, 30 to 120 nucleotides, 40 to 100 nucleotides, 40 to 70 nucleotides and 50 to 70 nucleotides, 30 to 50 and most preferably 25 to 45 Includes nucleotides.

In einer noch weiteren Ausführungsform des dritten und vierten Aspektes ist vorgesehen dass die Nukleinsäure eine zwei-, drei- oder mehrteilige Struktur aufweist. In yet another embodiment of the third and fourth aspects it is provided that the nucleic acid has a two, three or more part structure.

In einem fünften Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung einer der erfindungsgemäßen Nukleinsäure als ein Antagonist von CGRP und/oder des CGRP1-Rezeptorsystems. In a fifth aspect, the object is achieved according to the invention through the use one of the nucleic acids according to the invention as an antagonist of CGRP and / or the CGRP1 receptor system.

In einem sechsten Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung einer der erfindungsgemäßen Nukleinsäure für die Herstellung eines Medikaments. In a sixth aspect, the object is achieved according to the invention through the use one of the nucleic acids according to the invention for the manufacture of a medicament.

In einem siebten Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Antagonisten für die Herstellung eines Medikaments. In a seventh aspect, the object is achieved according to the invention through the use of an antagonist according to the invention for the manufacture of a medicament.

In einer Ausführungsform der Verwendungen gemäß den beiden vorstehenden Aspekten ist vorgesehen, dass das Medikament für die Behandlung einer Erkrankung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die Migräne, Cluster-Kopfschmerzen, Appetitlosigkeit, Übelkeit, Erbrechen, neurogene Entzündung, insbesondere neurogene Entzündung, die mit anderen Neuropeptiden vermittelt wird, Vasodilatation, erhöhter Blutdruck, Hypotonie, Tachikadie, Erkrankungen, die auf eine Aktivierung trigeminaler afferenter sensorischer Neurone und zentraler "nociceptiver" Neuronen, insbesondere höheren Schmerzzentren, zurückgehen, und chronisch entzündliche Schmerzen, umfasst und/oder zur Behandlung von Schmerzen, insbesondere chronische Schmerzen, akute Schmerzen, entzündliche Schmerzen, visceraler Schmerzen und neuropathischer Schmerzen. In one embodiment the uses according to the two above aspects provided that the medication is for the treatment of a disease arising from the Group selected is the migraine, cluster headache, loss of appetite, nausea, Vomiting, neurogenic inflammation, especially neurogenic inflammation, with others Is mediated neuropeptides, vasodilation, increased blood pressure, hypotension, tachicadia, Diseases related to activation of trigeminal afferent sensory neurons and central "nociceptive" neurons, especially higher pain centers, decrease, and chronic inflammatory pain, includes and / or for the treatment of pain, especially chronic pain, acute pain, inflammatory pain, more visceral Pain and neuropathic pain.

In einem achten Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Zusammensetzung umfassend eine erfindungsgemäße und bevorzugterweise einen pharmazeutisch akzeptablen Träger. In an eighth aspect, the object is achieved according to the invention by a Composition comprising an inventive and preferably a pharmaceutically acceptable carrier.

In einem neunten Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch Zusammensetzung umfassend einen erfindungsgemäßen Antagonisten und bevorzugterweise einen pharmazeutisch akzeptablen Träger. In a ninth aspect, the object is achieved according to the invention by composition comprising an antagonist according to the invention and preferably one pharmaceutically acceptable carrier.

In einem zehnten Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch Komplex umfassend CGRP und eine erfindungsgemäße Nukleinsäure. In a tenth aspect, the object is achieved according to the invention by complex comprising CGRP and a nucleic acid according to the invention.

In einem elften Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure zum Nachweis von CGRP, bevorzugterweise α- CGRP oder β-CGRP und am bevorzugtesten menschliches α-CGRP oder β-CGRP. In an eleventh aspect, the object is achieved according to the invention through the use a nucleic acid according to the invention for the detection of CGRP, preferably α- CGRP or β-CGRP and most preferably human α-CGRP or β-CGRP.

In einem zwölften Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch Verfahren zum Screenen von CGRP-Antagonisten umfassend die folgenden Schritte:

  • - Bereitstellen eines Kandidaten-CGRP-Antagonisten,
  • - Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Nukleinsäuren,
  • - Vorsehen eines Testsystems, welches ein Signal in Gegenwart eines CGRP- Antagonisten ergibt, und
  • - Bestimmen, ob der Kandidaten-CGRP-Antagonist ein CGRP-Antagonist ist.
In a twelfth aspect, the object is achieved according to the invention by methods for screening CGRP antagonists comprising the following steps:
  • Providing a candidate CGRP antagonist,
  • Provision of a nucleic acid according to the invention,
  • Provision of a test system which gives a signal in the presence of a CGRP antagonist, and
  • - Determine whether the candidate CGRP antagonist is a CGRP antagonist.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das CGRP α-CGRP und/oder β-CGRP ist, bevorzugtererweise menschliches α-CGRP und/oder β-CGRP. In one embodiment it is provided that the CGRP is α-CGRP and / or β-CGRP, preferably human α-CGRP and / or β-CGRP.

In einem dreizehnten Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch Verfahren zum Screenen von CGRP-Agonisten umfassend die folgenden Schritte:

  • - Bereitstellen von CGRP, bevorzugt immobilisiertem CGRP,
  • - Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Nukleinsäuren, bevorzugterweise einer markierten erfindungsgemäßen Nukleinsäure,
  • - Zugabe eines Kandidaten-CGRP-Agonsiten, und
  • - Bestimmen, ob der Kandidaten-CGRP-Agonist ein CGRP-Agonist ist.
In a thirteenth aspect, the object is achieved according to the invention by methods for screening CGRP agonists comprising the following steps:
  • Provision of CGRP, preferably immobilized CGRP,
  • Provision of a nucleic acid according to the invention, preferably a labeled nucleic acid according to the invention,
  • - addition of a candidate CGRP agonsite, and
  • - Determine whether the candidate CGRP agonist is a CGRP agonist.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Bestimmen dadurch erfolgt, dass festgestellt wird, ob die Nukleinsäure durch den Kandidaten-CGRP-Agonisten verdrängt wird. In one embodiment it is provided that the determination takes place in that it is determined whether the nucleic acid is displaced by the candidate CGRP agonist.

In einem vierzehnten Aspekt wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Kit für den Nachweis von CGRP, bevorzugterweise α-CGRP oder β-CGRP, umfassend eine erfindungsgemäße Nukleinsäure. In a fourteenth aspect, the object is achieved according to the invention by a kit for the detection of CGRP, preferably α-CGRP or β-CGRP, comprising one nucleic acid according to the invention.

Der vorliegenden Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es möglich ist, spezifisch an CGRP bindende Nukleinsäuren zu erzeugen. Nachdem umfangreiche Belege dafür vorliegen, daß CGRP im Schmerzgeschehen und an der Ausbildung von Migräne in ihren verschiedenen Ausbildungsformen beteiligt ist, ergibt sich somit, daß derartige Nukleinsäuren als Antagonisten für CGRP bzw. das CGRP1-Rezeptorsystem verwendet werden können und insoweit auch als pharmazeutische Wirkstoffe bei der Behandlung von Erkrankungen des Formenkreises der Migräne. Dabei ist besonders bemerkenswert, daß es sich bei CGRP um ein vergleichsweise kleines Peptid handelt, gegen welches bindende Nukleinsäuren nur schwer erzeugt werden können. Die Aminosäuresequenz von humanem αCGRP und βCGRP unterscheiden sich in drei Aminosäuren, die Aminosäuresequenz von αCGRP und βCGRP und der Ratte unterscheiden sich in einer Aminosäure. Die verschiedenen Sequenzen sind beschrieben in Hakala und Vihinen (Hakala J. M. L. und Vihinen M., 1994, Protein Engineering 7(9), 1069-1075. (Accession numbers: human αCGRP P06881, human βCGRP P10092, rat αCGRP P01256, rat βCGRP P10093. The present invention is based on the surprising finding that it is possible to generate nucleic acids specifically binding to CGRP. After extensive evidence for the existence of CGRP in pain and the development of migraines in is involved in their various forms of training, it follows that such Nucleic acids used as antagonists for CGRP or the CGRP1 receptor system can and in so far as active pharmaceutical ingredients in the treatment of Diseases of the type of migraine. It is particularly noteworthy that it CGRP is a comparatively small peptide against which binding Nucleic acids are difficult to generate. The amino acid sequence of human αCGRP and βCGRP differ in three amino acids, the amino acid sequence of αCGRP and βCGRP and the rat differ in an amino acid. The various sequences are described in Hakala and Vihinen (Hakala J. M. L. and Vihinen M., 1994, Protein Engineering 7 (9), 1069-1075. (Accession numbers: human αCGRP P06881, human βCGRP P10092, advice αCGRP P01256, advice βCGRP P10093.

Diese Anwendung stützt sich dabei im wesentlichen auf die Beobachtung, daß CGRP in neuralem Gewebe und insbesondere in somatischen Sinneszellen reichlich vorhanden ist und häufig mit anderen Neuropeptiden, wie beispielsweise Substanz P co-exprimiert wird, und die weiteren im folgenden geschilderten Ergebnisse der Schmerz- und Migräneforschung. This application is essentially based on the observation that CGRP in neural tissue and especially in somatic sensory cells is abundant and often co-expressed with other neuropeptides such as substance P, and the further results of pain and migraine research described below.

Immunocytochemische Studien zeigen, daß Substanz P fast immer mit CGRP in kleinen DRG-Neuronen (dorsal root ganglion) assoziiert ist, wohingegen CGRP auch ohne Substanz P beobachtet wird (Wiesenfeld-Hallin, Z. et al., 1984, Neurosci. Lett. 52, 199-203). Die Freisetzung von CGRP in der Peripherie führt zu einer Vasodilatation und zusammen mit anderen Neuropeptiden, wie Substanz P, zur neurogenen Entzündung. CGRP wird auch im Dorsalhorn des Rückenmarks als Antwort auf schädliche Stimulationen in der Peripherie freigesetzt und stellt somit einen Applikations- und Untersuchungsort zur Anwendung der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren, Antagonisten und Mittel dar. Immunocytochemical studies show that substance P is almost always small in size with CGRP DRG neurons (dorsal root ganglion) are associated, whereas CGRP is also without substance P is observed (Wiesenfeld-Hallin, Z. et al., 1984, Neurosci. Lett. 52, 199-203). The Release of CGRP in the periphery leads to vasodilation and together with other neuropeptides, such as substance P, for neurogenic inflammation. CGRP is also in the Dorsal horn of the spinal cord in response to harmful stimulations in the periphery released and thus provides an application and investigation site for the application of the nucleic acids, antagonists and agents according to the invention.

Der CGRP1 Antagonist CGRP8-37 wurde in unterschiedlichen Schmerzmodellen getestet. Um endogenes CGRP zu antagonisieren, wurde ein anti-CGRP-Antiserum in verschiedenen Schmerzmodellen nach intrathekaler Gabe getestet. Die Erzeugung von αCGRP-defizienten Mäusen und Verhaltensexperimente dazu schließen das Bild. Der anti-nociceptive Effekt von CGRP8-37 konnte in verschiedenen Schmerzmodellen wie Phenylquinone-induziertes (PQ) Writhing (Saxen, M. A. et al., 1994, Life Sciences 55, 1665-1674), Essigsäure-induziertes Writhing (Friese, N. et al., 1997, Regulatory Peptides 70, 1-7), viszeraler Schmerz (colorectales Distensions-Modell, Plourde, V. et al., 1997, Am. J. Physiol, 35, G191-G196), Brandschmerz (Hitzeinduzierte Hyperalgesie, Lofgren, O. et al., 1997, Neuropeptides 31, 601-607), und neuropathischen Schmerz (spinale Hemisektion, Bennett, A. D. et al., 2000, Pain 86, 163-175). Im Maus tail-flick, einem Modell für den Akutschmerz, konnte kein Effekt beobachtet werden. The CGRP1 antagonist CGRP8-37 has been tested in different pain models. To antagonize endogenous CGRP, an anti-CGRP antiserum has been used in various Pain models tested after intrathecal administration. The generation of αCGRP-deficient Mice and behavioral experiments close the picture. The anti-nociceptive effect of CGRP8-37 could be used in various pain models such as phenylquinone-induced (PQ) Writhing (Saxen, M.A. et al., 1994, Life Sciences 55, 1665-1674), acetic acid-induced Writhing (Friese, N. et al., 1997, Regulatory Peptides 70, 1-7), visceral pain (colorectal distension model, Plourde, V. et al., 1997, Am. J. Physiol, 35, G191-G196), Burn pain (heat-induced hyperalgesia, Lofgren, O. et al., 1997, Neuropeptides 31, 601-607), and neuropathic pain (spinal hemisection, Bennett, A.D. et al., 2000, Pain 86, 163-175). In mouse tail-flick, a model for acute pain, there was no effect to be watched.

Um den Effekt des spinal freigesetzten CGRP's zu blockieren wurde ein Antiserum in verschiedenen Modellen für chronischen Schmerz getestet. In chronisch entzündlichen Schmerzmodellen wie beispielsweise Adjuvant-induzierter Arthritis (Kuraishi, Y. et al., 1988, Neurosci. Lett. 92, 325-329) oder Carrageenin-induzierter Hyperalgesie (Kawamura, M. et al., 1989, Brain Res. 497, 199-203) zeigte das anti-CGRP-Antiserum anti-nociceptive Wirkung. Dieses Antiserum kann auch in Ratten eine wiederholte Stress-induzierte Hyperalgesie verhindern (Satoh, M. et al., 1992, Pain 49, 273-278). In order to block the effect of the spinally released CGRP, an antiserum in tested various models for chronic pain. In chronic inflammatory Pain models such as adjuvant-induced arthritis (Kuraishi, Y. et al., 1988, Neurosci. Lett. 92, 325-329) or carrageenin-induced hyperalgesia (Kawamura, M. et al., 1989, Brain Res. 497, 199-203) showed the anti-CGRP antiserum anti-nociceptive activity. This antiserum can also cause repeated stress-induced hyperalgesia in rats prevent (Satoh, M. et al., 1992, Pain 49, 273-278).

Die anti-nociceptiven Effekte, die sowohl mit dem trunkierten Peptid CGRP8-37 und als auch mit dem Antiserum beobachtet werden, passen gut mit der in αCGRP-defizienten Knockout- Mäusen beobachteten Hyperalgesie zusammen (Salmon, A.-M. et al., 1999, Neuroreport 10, 849-954). CGRP-/- Mäuse zeigen im Vergleich zu den CGRP+/+-Mäusen reduzierte Hyperalgesie bei chronisch entzündlichem Schmerz der durch Formalin- oder Capsaicin- Injektionen in die Hinterpfote ausgelöst wurde (Salmon, A.-M. et al., 2001, Nature 56, 357-358). Eine zweite αCGRP-defiziente Maus wurde erzeugt, um die Rolle des Calcitonins zu untersuchen. Die CGRP-/--Mäuse werden normal geboren, sind fertil und leben ein normales Leben. Diese Mäuse entwickeln in einem chronischen Arthritis-Modell (Kaolin-Carragenin- Mix wurde ins Kniegelenk injiziert) im Vergleich zum Wildtyp, keine sekundäre Hyperalgesie (Zhang, L. et al., 2001, Pain 89, 265-273). The anti-nociceptive effects observed with both the truncated peptide CGRP8-37 and with the antiserum match well with the hyperalgesia observed in αCGRP-deficient knockout mice (Salmon, A.-M. et al., 1999, Neuroreport 10, 849-954). CGRP - / - mice show reduced hyperalgesia compared to the CGRP + / + mice with chronic inflammatory pain that was triggered by formalin or capsaicin injections into the hind paw (Salmon, A.-M. et al., 2001, Nature 56, 357-358). A second αCGRP-deficient mouse was created to study the role of calcitonin. The CGRP - / - mice are born normally, are fertile and live a normal life. In a chronic arthritis model (kaolin-carragenin mix was injected into the knee joint), these mice do not develop secondary hyperalgesia compared to the wild type (Zhang, L. et al., 2001, Pain 89, 265-273).

Infolge dieser Ergebnisse können α-CGRP-Antagonisten wie die hierin offenbarte CGRP- Antagonisten bzw. die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren auch effektiv für die Behandlung von chronisch entzündlichem und viszeralem Schmerz eingesetzt werden. As a result of these results, α-CGRP antagonists such as the CGRP- Antagonists or the nucleic acids according to the invention are also effective for the treatment of chronic inflammatory and visceral pain.

Die Nukleinsäuren gemäß der vorliegenden Erfindung sollen auch solche Nukleinsäuren umfassen, die im wesentlichen homolog zu den spezifisch hierin offenbarten Sequenzen sind. Der Begriff im wesentlichen homolog soll hierin so verstanden werden, daß die Homologie wenigstens 75%, bevorzugterweise 85%, bevorzugtererweise 90% und am bevorzugtesten mehr als 95, 96, 97, 98 oder 99% beträgt. The nucleic acids according to the present invention are also intended to be such nucleic acids which are substantially homologous to the sequences specifically disclosed herein. The term essentially homologous should be understood herein to mean homology at least 75%, preferably 85%, more preferably 90% and most preferred is more than 95, 96, 97, 98 or 99%.

Der Begriff erfindungsgemäße Nukleinsäure oder Nukleinsäure gemäß der vorliegenden Erfindung soll auch jene Nukleinsäuren umfassen, die einen Teil der hierin offenbarten Nukleinsäuresequenzen bzw. Nukleinsäuren umfassen, bevorzugterweise in dem Umfang umfassen, daß die besagten Teile bei der Bindung von CGRP beteiligt sind. Diese Art von Nukleinsäuren können von den hierin offenbarten abgeleitet werden, beispielsweise durch Verkürzung oder Trunkierung. Die Verkürzung soll sich entweder auf eines oder beide Enden der hierin offenbarten Nukleinsäuren beziehen. Die Verkürzung kann sich auch auf eine Nukleotidsequenz innerhalb der jeweiligen Nukleinsäure bzw. Nukleinsäuresequenz beziehen, d. h. sie kann sich beziehen auf ein oder mehrere Nukleotide zwischen dem 5'- bzw. dem 3'- terminalen Nukleotid. Im Zusammenhang damit soll Verkürzung die Deletion von so wenig wie einem einzelnen Nukleotid von der Sequenz der hierin offenbarten Nukleinsäuren umfassen. Verkürzung kann auch mehr als einen Bereich der erfindungsgemäßen Nukleinsäure(n) betreffen. Beispiele für die Verkürzung der Nukleinsäuren werden in dem Beispielsteil der vorliegenden Beschreibung gelehrt. The term nucleic acid according to the invention or nucleic acid according to the present The invention is also intended to encompass those nucleic acids that are part of those disclosed herein Include nucleic acid sequences or nucleic acids, preferably to the extent include that said parts are involved in the binding of CGRP. This kind of Nucleic acids can be derived from those disclosed herein, for example by Shortening or truncation. The shortening is meant to be either on one or both ends of the nucleic acids disclosed herein. The shortening can also affect one Refer to nucleotide sequence within the respective nucleic acid or nucleic acid sequence, d. H. it can refer to one or more nucleotides between the 5'- and the 3'- terminal nucleotide. In connection with this, the deletion is supposed to shorten by so little such as a single nucleotide from the sequence of the nucleic acids disclosed herein include. Shortening can also cover more than one area of the invention Affect nucleic acid (s). Examples of the shortening of the nucleic acids are in the Sample part of the present description taught.

Die Nukleinsäuren gemäß der vorliegenden Erfindung können entweder D-Nukleinsäuren oder L-Nukleinsäuren sein. Bevorzugterweise sind die Nukleinsäuren L-Nukleinsäuren. Zusätzlich ist es möglich, daß ein oder mehrere Teile der Nukleinsäure als D-Nukleinsäure(n) ausgebildet sind, oder wenigstens ein oder mehrere Teile der Nukleinsäure als L-Nukleinsäure ausgebildet sind. Der Begriff "Teil" der Nukleinsäure soll so wenig wie ein Nukleotid bezeichnen. Derartige Nukleinsäuren werden im allgemeinen hierin als D- bzw. L- Nukleinsäure bezeichnet. The nucleic acids according to the present invention can either be D-nucleic acids or L-nucleic acids. The nucleic acids are preferably L-nucleic acids. In addition, it is possible that one or more parts of the nucleic acid as D-nucleic acid (s) are formed, or at least one or more parts of the nucleic acid as L-nucleic acid are trained. The term "part" of the nucleic acid is meant to be as little as a nucleotide describe. Such nucleic acids are generally referred to herein as D- or L- Designated nucleic acid.

Es ist auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren Teil einer längeren Nukleinsäure sind, wobei diese längere Nukleinsäure mehrere Teile umfaßt, wobei wenigstens ein Teil eine Nukleinsäure gemäß der vorliegenden Erfindung oder ein Teil davon ist. Der andere Teil oder die anderen Teile dieser längeren Nukleinsäuren können entweder eine D-Nukleinsäure oder eine L-Nukleinsäure sein. Eine jegliche Kombination kann in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Dieser andere Teil bzw. diese anderen Teile der längeren Nukleinsäure können eine Funktion aufweisen, die vom Binden und insbesondere vom Binden an CGRP, verschieden ist. Eine mögliche Funktion besteht darin, eine Wechselwirkung mit anderen Molekülen, z. B. zu Zwecken der Immobilisierung, Kreuzvernetzung, Nachweis oder Amplifikation zu erlauben. It is also within the scope of the present invention that the inventive Nucleic acids are part of a longer nucleic acid, this longer nucleic acid comprises several parts, at least one part of a nucleic acid according to the present Invention or part of it. The other part or parts of this longer one Nucleic acids can be either a D-nucleic acid or an L-nucleic acid. A any combination can be used in connection with the present invention. This other part or these other parts of the longer nucleic acid can have a function which is different from binding and in particular binding to CGRP. A possible function is to interact with other molecules, e.g. B. too To allow purposes of immobilization, cross-linking, detection or amplification.

Die L-Nukleinsäuren sind somit Nukleinsäuren, die aus L-Nukleotiden bestehen, bevorzugterweise vollständig aus L-Nukleotiden bestehen. The L-nucleic acids are therefore nucleic acids which consist of L-nucleotides preferably consist entirely of L nucleotides.

D-Nukleinsäuren sind somit solche Nukleinsäuren, die aus D-Nukleotiden bestehen, bevorzugterweise vollständig aus D-Nukleotiden bestehen. D-nucleic acids are thus those nucleic acids which consist of D-nucleotides preferably consist entirely of D nucleotides.

Unabhängig davon, ob die erfindungsgemäße Nukleinsäure aus D-Nukleotiden, L- Nukleotiden oder einer Kombination beider besteht, wobei die Kombination z. B. eine zufällige Kombination oder eine definierte Sequenz von Abfolgen von Nukleotiden ist, die aus wenigstens einem L-Nukleotid bzw. einem D-Nukleotid besteht, kann die Nukleinsäure aus einem oder mehreren Desoxyribonukleotid(en), Ribonukleotid(en) oder Kombinationen davon bestehen. Regardless of whether the nucleic acid of the invention from D nucleotides, L- Nucleotides or a combination of both, the combination z. Legs random combination or a defined sequence of sequences of nucleotides that consists of at least one L-nucleotide or one D-nucleotide, the nucleic acid from one or more deoxyribonucleotide (s), ribonucleotide (s) or combinations of which exist.

Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren als L-Nukleinsäure ist aus einer Reihe von Gründen mit Vorteilen verbunden. Die L-Nukleinsäuren sind Enantiomere der natürlicherweise auftretenden Nukleinsäuren. Die D-Nukleinsäuren sind jedoch in wäßrigen Lösungen und insbesondere in biologischen Systemen oder biologischen Proben nicht sehr stabil infolge der weiten Verbreitung von Nukleasen. Natürlicherweise auftretende Nukleasen, insbesondere Nukleasen von tierischen Zellen oder Geweben oder Zell- oder Körperflüssigkeiten, sind nicht in der Lage, L-Nukleinsäuren abzubauen. Infolge dessen ist die biologische Halbwertszeit der L-Nukleinsäure in derartigen Systemen, einschließlich des menschlichen und tierischen Körpers, wesentlich verlängert. Bedingt durch das Fehlen einer Abbaubarkeit von L-Nukleinsäuren werden keine Nuklease-Abbauprodukte erzeugt und es werden insoweit keine darauf zurückgehende Nebenwirkungen beobachtet. Dieser Aspekt unterscheidet die L-Nukleinsäure von all jenen anderen Verbindungen, die bei der Therapie von Erkrankungen, die auf die Anwesenheit von CGRP abstellen, verwendet werden. The formation of the nucleic acids according to the invention as L-nucleic acid is one of a number advantages associated with reasons. The L-nucleic acids are enantiomers of the naturally occurring nucleic acids. However, the D nucleic acids are in aqueous Solutions and especially not in biological systems or biological samples stable due to the widespread use of nucleases. Naturally occurring nucleases, in particular nucleases of animal cells or tissues or cell or Body fluids are unable to break down L-nucleic acids. As a result the biological half-life of L-nucleic acid in such systems, including the human and animal body, significantly extended. Due to the lack of one Degradability of L-nucleic acids does not produce nuclease degradation products and it does to this extent no side effects due to this are observed. That aspect distinguishes the L-nucleic acid from all those other compounds used in therapy of diseases that rely on the presence of CGRP.

Es ist auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren, unabhängig davon, ob sie als D-Nukleinsäuren, L-Nukleinsäuren oder D,L- Nukleinsäuren vorliegen, oder ob sie als DNA oder RNA vorliegen, als einzelsträngige oder doppelsträngige Nukleinsäuren vorhanden sein können. Typischerweise sind die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren einzelsträngige Nukleinsäuren, die eine definierte Sekundärstruktur infolge der Primärsequenz aufweisen und auch Tertiärstrukturen ausbilden können. Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren können jedoch auch als doppelsträngig in dem Sinne vorliegen, daß zwei zueinander komplementäre Stränge infolge Hybridisierung miteinander gepaart vorliegen. Dies verleiht der Nukleinsäure eine Stabilität, die von Vorteil ist, wenn die Nukleinsäure in der natürlicherweise vorkommenden D-Form anstelle der L- Form vorliegt. It is also within the scope of the present invention that the inventive Nucleic acids, regardless of whether they are D-nucleic acids, L-nucleic acids or D, L- Nucleic acids are present, or whether they are present as DNA or RNA, as single-stranded or double-stranded nucleic acids can be present. Typically they are nucleic acids according to the invention single-stranded nucleic acids which have a defined Having a secondary structure as a result of the primary sequence and also forming tertiary structures can. However, the nucleic acids according to the invention can also be double-stranded in in the sense that there are two mutually complementary strands due to hybridization are paired with each other. This gives the nucleic acid a stability that is beneficial is when the nucleic acid in the naturally occurring D-form instead of the L- Form is present.

Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren können auch modifiziert sein. Eine besonders vorteilhafte Modifikation im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stellt dabei die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nukleinsäure(n) dar, bei der mindestens ein, bevorzugterweise mehrere und am bevorzugtesten alle die Nukleinsäure ausbildenden Pyrimidinnukleotide an der 2'-Position des Riboseteils der jeweiligen Nukleotide eine 2- Fluorogruppe aufweisen. The nucleic acids according to the invention can also be modified. A special one advantageous modification in connection with the present invention represents the Design of the nucleic acid (s) according to the invention in which at least one, preferably several, and most preferably all, forming the nucleic acid Pyrimidine nucleotides at the 2 'position of the ribose part of the respective nucleotides a 2- Have fluorine group.

Weitere Beispiele für eine Modifizierung der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren können solche Modifikationen sein, die ein einzelnes Nukleotid der Nukleinsäure betreffen und im Stand der Technik sehr gut bekannt sind. Entsprechende Beispiele sind, unter anderem, beschrieben in Kusser, W. (2000) J Biotechnol 74, 27-38; Aurup, H. et al., 1994, Nucleic Acids Res 22, 20-4; Cummins, L. L. et al. 1995, Nucleic Acids Res 23, 2019-24; Eaton, B. E. et al., 1995, Chem Biol 2, 633-8; Green, L. S. et al., 1995, Chem Biol 2, 683-95; Kawasaki, A. M. et al., 1993, J Med Chem 36, 831-41; Lesnik, E. A. et al., 1993, Biochemistry 32, 7832-8; Miller, L. E. et al., 1993, J Physiol 469, 213-43. Further examples of a modification of the nucleic acids according to the invention can be such modifications which relate to a single nucleotide of the nucleic acid and in State of the art are very well known. Relevant examples are, among others, described in Kusser, W. (2000) J Biotechnol 74, 27-38; Aurup, H. et al., 1994, Nucleic Acids Res 22, 20-4; Cummins, L.L. et al. 1995, Nucleic Acids Res 23, 2019-24; Eaton, B.E. et al., 1995, Chem Biol 2, 633-8; Green, L.S. et al., 1995, Chem Biol 2, 683-95; Kawasaki, A.M. et al., 1993, J Med Chem 36, 831-41; Lesnik, E.A. et al., 1993, Biochemistry 32, 7832-8; Miller, L.E. et al., 1993, J Physiol 469, 213-43.

Die Nukleinsäuren gemäß der vorliegenden Erfindung können als einteilige, zwei-, drei oder mehrteilige Form ausgebildet sein. Von den mehrteiligen Form ist besonders die zweiteilige oder bipartite Form bevorzugt. Eine mehrteilige Form einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure ist hierin insbesondere eine solche, die aus wenigstens zwei Nukleinsäuresträngen besteht. Diese beiden Nukleinsäurestränge bilden eine funktionale Einheit, wobei die funktionale Einheit ein Ligand oder bindendes Molekül für ein Zielmolekül ist. Die wenigstens zwei Stränge können von einer der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren abgeleitet sein oder werden durch entweder Spaltung einer an das Zielmolekül bindenden erfindungsgemäßen Nukleinsäure, um zwei oder mehrere Stränge zu bilden, oder durch Synthese einer Nukleinsäure, die einem ersten Teil der erfindungsgemäßen vollständigen Nukleinsäure entspricht und einer weiteren Nukleinsäure, die einem zweiten Teil der erfindungsgemäßen vollständigen Nukleinsäure entspricht. Es ist anzuerkennen, daß sowohl die Spaltung als auch die Synthese angewandt werden kann, um eine mehrteilige Nukleinsäure herzustellen, die aus mehr als den beiden vorstehend beispielhaft beschriebenen Strängen besteht. Im übrigen ist betreffend die mehrteiligen Formen der erfindungsgemäßen Nukleinsäure festzuhalten, daß wenigstens zwei Nukleinsäurestränge typischerweise verschieden sind von zwei Strängen, die zueinander komplementär sind und miteinander hybridisieren, obgleich ein gewisser Grad an Komplementarität zwischen den verschiedenen Nukleinsäure(teilen) existieren kann. The nucleic acids according to the present invention can be in one, two, three or be formed in several parts. Of the multi-part form is particularly the two-part or bipartite form preferred. A multi-part form of a nucleic acid according to the invention herein is in particular one that consists of at least two nucleic acid strands. These two nucleic acid strands form a functional unit, the functional one Unit is a ligand or binding molecule for a target molecule. The at least two Strands can be derived from one of the nucleic acids according to the invention by either cleaving an inventive binding to the target molecule Nucleic acid to form two or more strands, or by synthesis of one Nucleic acid, which is a first part of the complete nucleic acid according to the invention corresponds and a further nucleic acid which is a second part of the invention corresponds to complete nucleic acid. It is recognized that both the split and the synthesis can be used to produce a multi-part nucleic acid derived from more than the two strands described above by way of example. For the rest is regarding the multi-part forms of the nucleic acid according to the invention, that at least two strands of nucleic acid are typically different from two strands that are complementary to each other and hybridize with each other, although to some extent Complementarity between different nucleic acids (parts) can exist.

Die Nukleinsäuren gemäß der vorliegenden Erfindung weisen typischerweise eine hohe Affinität zum Zielmolekül auf. Eine Möglichkeit, die Affinität, ausgedrückt als Bindungskonstante, der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren zu bestimmen, ist die Verwendung der sog. Biacore-Vorrichtung, die den Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt und beispielsweise beschrieben ist in Jönsson, U. et al., 1991, Biotechniques, 11(5), 620. Die Affinitäten wurden auch gemessen durch isothermale Titrationskalorimetrie (ITC), wie in den Beispielen und in Haq, I. & Ladburg, J., 2000, J. Mol. Recognit. 13(4): 188 beschrieben. Insoweit sind die hierin beschriebenen Affinitätswerte als durch isothermale Titrationskalorimetrie gemessen zu verstehen, wobei die Temperatur für die einzelne Messung 25°C betrug, sofern keine gegenteiligen Angaben gemacht werden. Eine weitere verwendete Methode wird manuell angewendet; es handelt sich um einen sogenannten Bead- Assay. Hierbei werden konstante Konzentrationen an radioaktiv markierter Nukleinsäure mit verschiedenen Konzentration an biotinyliertem Zielmolekül wie beispielsweise einem Target- Peptid zusammengegeben. Nach definierter Zeit werden die gebildeten Komplexe über die Zugabe von mit Streptavidin-beladenen Beads aus der Lösung entfernt und die jeweilige Menge an Radioaktivität wird bestimmt. Aus den erhaltenen Werten lassen sich über entsprechende Auftragung in Graphen die Bindungskonstanten bestimmen. Dieser Bead- Assay ist ausführlicher u. a. in Beispiel 3 beschrieben. Sofern hierin auf eine erfindungsgemäße Nukleinsäure Bezug genommen wird, sollen damit grundsätzlich alle erfindungsgemäßen Nukleinsäuren bzw. alle hierin offenbarten Nukleinsäuren verstanden werden, sofern keine gegenteiligen Angaben gemacht werden. The nucleic acids according to the present invention typically have a high one Affinity for the target molecule. One way of affinity, expressed as Binding constant to determine the nucleic acids according to the invention is Use of the so-called biacore device known to those skilled in the art and is described, for example, in Jonsson, U. et al., 1991, Biotechniques, 11 (5), 620. Die Affinities were also measured by isothermal titration calorimetry (ITC) as in the Examples and in Haq, I. & Ladburg, J., 2000, J. Mol. Recognit. 13 (4): 188. As such, the affinity values described herein are as isothermal To understand titration calorimetry, taking the temperature for each Measurement was 25 ° C, unless otherwise stated. Another method used is applied manually; it is a so-called bead Assay. Here, constant concentrations of radioactively labeled nucleic acid are included different concentration of biotinylated target molecule such as a target Peptide put together. After a defined time, the complexes formed are transferred to the Addition of beads loaded with streptavidin removed from the solution and the respective The amount of radioactivity is determined. From the values obtained, the corresponding plot in graphs determines the binding constants. This bead Assay is more detailed and a. described in Example 3. Insofar as this refers to a In principle, all nucleic acids according to the invention are referred to understood nucleic acids according to the invention or all nucleic acids disclosed herein unless otherwise stated.

Es ist auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß die erfindungsgemäßen Sequenzen entweder vollständig oder teilweise aus dem randomisierten Teil der Mitglieder einer Nukleinsäurebibliothek entstammen, die als Ausgangsmaterial für den Selektionsprozeß verwendet werden. Es ist jedoch auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß die erfindungsgemäßen Sequenzen entweder vollständig oder teilweise aus dem nicht- randomisierten Teil der Mitglieder der Nukleinsäurebibliothek, die als Ausgangsmaterial für den Selektionsprozeß dient, entstammen. Ein derartiger nicht-randomisierter Teil ist beispielsweise der Teil, der als Bindungsstelle für den Amplifikations-Primer verwendet wird. It is also within the scope of the present invention that the sequences according to the invention either entirely or in part from the randomized portion of the members of a Nucleic acid library originate as the starting material for the selection process be used. However, it is also within the scope of the present invention that the sequences according to the invention either completely or partially from the non- randomized part of the members of the nucleic acid library that is used as a starting material for serves the selection process, originate. Such is a non-randomized part for example the part used as the binding site for the amplification primer.

Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren können verwendet werden für die Erzeugung oder Herstellung eines Medikaments. Ein derartiges Medikament enthält wenigstens eine der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren, optional zusammen mit weiteren pharmazeutisch aktiven Verbindungen, wobei die erfindungsgemäße(n) Nukleinsäure(n) bevorzugterweise selbst als pharmazeutisch aktive Verbindung fungiert. Beispielsweise könnte eine der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren mit einem weiteren Wirkstoff kombiniert werden, der die Konzentration von CGRP beeinflusst. Generell scheint die Kombination der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren mit dem weiteren Wirkstoff besonders dann von Vorteil zu sein, wenn beide Komponenten an CGRP und dessen Freisetzung über unterschiedliche Wirkmechanismen angreifen. Eine in diesem Sinne vorteilhafte Kombination könnte beispielsweise aus einer der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren sowie einem Triptan, wie beispielsweise Sumatriptan bestehen, da beide Substanzen unterschiedliche Wirkmechanismen ansprechen. Bei einer Migräneattacke könnte man sich ein Kombi- Präparat und dessen Wirkung wie folgt vorstellen: im Plasma vorkommendes CGRP wird durch eine erfindungsgemäße Nukleinsäure weggefangen und gleichzeitig werden durch Triptane die CGRP-Freisetzung reduziert/verhindert. Derartige Medikamente umfassen in bevorzugten Ausführungsformen wenigstens einen pharmazeutisch akzeptablen Träger. Derartige Träger können z. B. Wasser, Puffer, Stärke, Zucker, Gelatine und dergleichen sein. Derartige Träger sind den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt. The nucleic acids according to the invention can be used for the generation or Manufacture of a drug. Such a medicament contains at least one of the nucleic acids according to the invention, optionally together with other pharmaceutically active Compounds, the nucleic acid (s) according to the invention preferably itself as pharmaceutically active compound acts. For example, one of the Nucleic acids according to the invention can be combined with a further active ingredient which Concentration influenced by CGRP. Generally, the combination of the The nucleic acids according to the invention with the further active ingredient are particularly advantageous to be when both components of CGRP and its release via different Attack mechanisms of action. A combination that is advantageous in this sense could for example from one of the nucleic acids according to the invention and a triptan, such as For example, sumatriptan exist because the two substances are different Address mechanisms of action. In the event of a migraine attack, you could get a combination Present the preparation and its effect as follows: CGRP occurring in plasma captured by a nucleic acid according to the invention and at the same time by Triptans reduce / prevent CGRP release. Such drugs include in preferred embodiments at least one pharmaceutically acceptable carrier. Such carriers can e.g. B. water, buffer, starch, sugar, gelatin and the like. Such carriers are known to those skilled in the art.

Die Erkrankungen, für die die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren und die unter ihrer Verwendung identifizierten CGRP-Antagonisten verwendet werden können, sind im wesentlichen solche, die zum Formenkreis der Migräne gehören insbesondere Migräne mit und ohne Aura, einfache Migräne, klassische Migräne und komplizierte Migräne. Dazu gehören unter anderem Kopfschmerzen, insbesondere wiederkehrende Kopfschmerzen, Übelkeit, Erbrechen, übertriebene Sensitivität gegenüber externen Stimuli wie Licht und Geräuschen, Appetitlosigkeit und Störungen des Flüssigkeitshaushaltes. Der Kopfschmerz ist dabei besonders ein solcher, der bei den Patienten als pulsierend und pochend auftritt. Typischerweise treten diese Kopfschmerzen einseitig auf. Weitere Erkrankungen, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren und der auf der Grundlage deren Verwendung identifizierten Kandidaten-CGRP-Antagonisten identifiziert werden können, sind Vasodilatation, erhöhter Blutdruck, Hypotonie und Tachykardie, insbesondere jene Formen der vorstehend genannten Erkrankungen, die im Zusammenhang mit Migräne, insbesondere einem Migräneanfall, zu beobachten sind. Weitere Erkrankungen, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Nukleinsäure bzw. der unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens identifizierten Kandidaten-CGRP-Antagonisten bereitgestellt werden können, sind solche Erkrankungen, die mit einer Aktivierung trigeminaler afferenter sensorischer Neurone, mit der Aktivierung zentraler nociceptiver Neuronen und Kombinationen der Aktivierung beider Neuronenklassen einhergehen oder verbunden sind. Insbesondere handelt es sich bei den Neuronen um solche, die höheren Schmerzzentren zugeordnet sind. Weitere Erkrankungen im vorstehend genannten Sinne sind neben Akutschmerz solche Erkrankungen, die mit chronisch entzündlichen Schmerzen verbunden sind. Zu derartigen chronisch entzündlichen Schmerzen gehören insbesondere jene, die von CGRP zusammen mit anderen Neuropeptiden verursacht werden, wie beispielsweise Substanz P. The diseases for which the nucleic acids according to the invention and those under it Use identified CGRP antagonists can be used in essential ones that belong to the form of migraines include migraines and without aura, simple migraines, classic migraines and complicated migraines. To include headache, especially recurrent headache, Nausea, vomiting, exaggerated sensitivity to external stimuli such as light and Noises, loss of appetite and disturbances in the fluid balance. The headache is especially one that appears to the patient as pulsating and throbbing. Typically, this headache occurs unilaterally. Other diseases listed under Use of the nucleic acids according to the invention and on the basis thereof Use identified candidate CGRP antagonists can be identified are vasodilation, increased blood pressure, hypotension and tachycardia, especially those Forms of the above disorders associated with migraines, especially a migraine attack. Other diseases listed under Use of the nucleic acid according to the invention or using the candidate CGRP antagonists identified according to the method of the invention are those diseases that are associated with activation of trigeminal afferent sensory neurons, with the activation of central nociceptive neurons and Combinations of activation of both classes of neurons go hand in hand or are connected. In particular, the neurons are the higher pain centers assigned. Other diseases in the aforementioned sense are in addition Acute pain is a condition associated with chronic inflammatory pain are. Such chronic inflammatory pain includes, in particular, that of CGRP can be caused along with other neuropeptides, such as substance P.

Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren können weiterhin als Ausgangsmaterial für das Design von pharmazeutischen Wirkstoffen (engl. drug design) verwendet werden. Grundsätzlich gibt es hierzu zwei mögliche Ansätze. Ein Ansatz besteht in dem Screening von Bibliotheken von Verbindungen, wobei derartige Bibliotheken von Verbindungen bevorzugterweise Bibliotheken von niedermolekularen Verbindungen (engl. low oder small molecules) sind. Derartige Bibliotheken sind den Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt. Alternativ können gemäß der vorliegenden Erfindung die Nukleinsäuren für das rationale Design von Wirkstoffen verwendet werden. The nucleic acids according to the invention can also be used as a starting material for the design of pharmaceutical active substances (English drug design) are used. Basically there there are two possible approaches to this. One approach is to screen libraries from Compounds, such libraries of compounds preferably Libraries of low-molecular compounds (English low or small molecules) are. Such libraries are known to those skilled in the art. Alternatively, you can according to the present invention the nucleic acids for the rational design of Active ingredients are used.

Das rationale Design von Wirkstoffen kann dabei seinen Ausgangspunkt von irgendeiner der Nukleinsäuren gemäß der vorliegenden Erfindung nehmen und umfaßt eine Struktur, insbesondere eine dreidimensionale Struktur, die ähnlich der Struktur der erfindungsgemäßen Nukleinsäure(n) ist oder identisch ist zu dem Teil der Struktur der erfindungsgemäßen Nukleinsäure(n), die die Bindung an CGRP vermittelt. In einem jeden Fall zeigt eine derartige Struktur noch das gleiche oder ein zumindest ähnliches Bindungsverhalten, wie die erfindungsgemäße Nukleinsäure(n). In entweder einem weiteren Schritt oder als ein alternativer Schritt werden bei dem rationalen Design von Wirkstoffen die bevorzugterweise dreidimensionale Struktur jener Teile der an CGRP bindenden Nukleinsäuren durch chemische Gruppen nachgeahmt, die bevorzugterweise verschieden sind von Nukleotiden und Nukleinsäuren. Durch dieses Nachahmen, auch als Mimikri bezeichnet, kann eine Verbindung konstruiert werden, die von der Nukleinsäure bzw. den Nukleinsäuren verschieden ist, die als Ausgangsmaterialien für das rationale Design des Wirkstoffes verwendet wurde. Eine derartige Verbindung oder Wirkstoff ist bevorzugterweise ein kleines Molekül (engl. small molecule) oder ein Peptid. The rational design of active ingredients can be the starting point of any of the Take nucleic acids according to the present invention and comprises a structure in particular a three-dimensional structure that is similar to the structure of the invention Nucleic acid (s) is or is identical to the part of the structure of the invention Nucleic acid (s) that mediate binding to CGRP. In any case, such shows Structure still the same or at least a similar binding behavior as that nucleic acid (s) according to the invention. In either a further step or as one alternative steps are preferred in the rational design of active ingredients three-dimensional structure of those parts of the nucleic acids binding to CGRP mimicking chemical groups, which are preferably different from nucleotides and Nucleic acids. Through this imitation, also known as mimicry, a connection can be established are constructed, which is different from the nucleic acid or the nucleic acids, which as Starting materials for the rational design of the active ingredient was used. A such a compound or active ingredient is preferably a small molecule molecule) or a peptide.

Im Falle des Screenings von Verbindungsbibliotheken, wie bei Verwendung eines kompetitiven Tests, die den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, können geeignete CGRP-Analoga, CGRP-Agonisten oder CGRP-Antagonisten gefunden werden. Derartige kompetitive Assays können wie folgt aufgebaut sein. Die erfindungsgemäße Nukleinsäure, bevorzugterweise ein Spiegelmer, das als Zielmolekül bindende L-Nukleinsäure ausgebildet ist, wird an eine feste Phase gekoppelt. Um CGRP-Analoga zu identifizieren, werden mit einer Markierung versehene Neuropeptide zu dem Testsystem hinzugegeben. Ein potentielles Analogon würde mit den CGRP-Molekülen, die an das Spiegelmer binden, kompetitieren, was mit einer Abnahme des Signals, das von der entsprechenden Markierung erhalten wird, einhergehen würde. Das Screenen auf Agonisten oder Antagonisten kann die Verwendung eines Zellkultur-Testsystems umfassen, das den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist. In the case of screening compound libraries, such as when using a Competitive tests that are known to those skilled in the art can be used to perform appropriate tests CGRP analogs, CGRP agonists or CGRP antagonists can be found. such competitive assays can be structured as follows. The nucleic acid according to the invention, preferably a Spiegelmer which forms L-nucleic acid binding as target molecule is coupled to a fixed phase. To identify CGRP analogs, use added neuropeptides labeled to the test system. A potential Analogue would compete with the CGRP molecules that bind to the Spiegelmer what with a decrease in the signal obtained from the corresponding marker would go hand in hand. Screening for agonists or antagonists can be used a cell culture test system known to those skilled in the art.

In einem weiteren Aspekt können die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren für die Targetvalidierung verwendet werden infolge ihres charakteristischen Bindungsverhaltens an CGRP. Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren können in einem ex vivo-Organmodell verwendet werden, um die Funktion von CGRP zu studieren. Grundsätzlich existieren zwei ex vivo Modelle, in denen CGRP Agonisten/Antagonisten getestet werden können. Im Meerschweinchen-Atrium können Antagonisten für den CGRP2-Rezeptor getestet werden, im Ratten Vas deferens-Modell können Antagonisten hinsichtlich ihrer Spezifität für den CGRP1-Rezeptor überprüft werden. In a further aspect, the nucleic acids according to the invention can be used for the Target validation are used due to their characteristic binding behavior CGRP. The nucleic acids according to the invention can be used in an ex vivo organ model used to study the function of CGRP. There are basically two ex vivo models in which CGRP agonists / antagonists can be tested. in the Guinea pig atrium can be tested in the antagonists for the CGRP2 receptor Rats Vas deferens model may have specificity for the antagonist CGRP1 receptor to be checked.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft diese einen Komplex umfassend CGRP und wenigstens eine der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren. Es ist überraschenderweise festgestellt worden, daß die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren relativ starr sind und eine genau definierte Struktur einnehmen und insoweit auch dem Zielmolekül, d. h. dem CGRP selbst, eine vergleichsweise starre Struktur aufprägen, wobei das CGRP infolge seiner Länge allgemein als vergleichsweise flexibel verstanden wird. In a further aspect of the invention, this relates to a complex comprising CGRP and at least one of the nucleic acids according to the invention. It is surprising it has been found that the nucleic acids according to the invention are relatively rigid and one adopt a precisely defined structure and in this respect also the target molecule, d. H. the CGRP itself, stamp a comparatively rigid structure, with the CGRP due to its length is generally understood to be comparatively flexible.

Der Kit gemäß der vorliegenden Erfindung kann wenigstens eine oder mehrere der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren umfassen. Zusätzlich kann der Kit wenigstens eine oder mehrere Positiv- oder Negativkontrollen umfassen. Als Positivkontrollen kann z. B. CGRP verwendet werden, gegen das die erfindungsgemäße Nukleinsäure selektiert wurde, oder an die diese bindet, bevorzugterweise in flüssiger Form. Als Negativkontrolle kann unter anderem ein Peptid verwendet werden, welches sich hinsichtlich seiner biophysikalischen Eigenschaften ähnlich wie CGRP verhält, welches jedoch nicht durch die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren erkannt wird oder ein Peptid mit gleicher Aminosäurezusammensetzung aber von CGRP verschiedener Sequenz. The kit according to the present invention may include at least one or more of the comprise nucleic acids according to the invention. In addition, the kit can have at least one or include multiple positive or negative controls. As positive controls z. B. CGRP against which the nucleic acid according to the invention has been selected, or to which binds them, preferably in liquid form. As a negative control, other a peptide can be used, which is different in terms of its biophysical Properties behaves similarly to CGRP, but not due to the invention Nucleic acids are recognized or a peptide with the same amino acid composition sequence different from CGRP.

Weiterhin kann der Kit einen oder mehrere Puffer umfassen. Die verschiedenen Bestandteile können in dem Kit in trockener oder lyophilisierter Form, oder gelöst in einer Flüssigkeit vorliegen. Der Kit kann eine oder mehrere Behältnisse umfassen, die wiederum ein oder mehrere der Bestandteile des Kits enthalten können. Bevorzugterweise enthalten die Gefäße Reaktionsansätze, wie sie für eine einmalige Durchführung eines Experimentes unter Verwendung einer oder mehrere Bestandteile des Kits erforderlich sind. The kit can further comprise one or more buffers. The different components can be in the kit in dry or lyophilized form, or dissolved in a liquid available. The kit can comprise one or more containers, which in turn contain one or more may contain several of the components of the kit. The vessels preferably contain Reaction approaches, such as those required for a single experiment Use of one or more components of the kit are required.

Die vorliegende Erfindung wird weiter anhand der folgenden Figuren und Beispiele erläutert, aus denen sich weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile ergeben. Dabei zeigt The present invention is further illustrated by the following figures and examples, from which further features, embodiments and advantages result. It shows

Fig. 1 das Prinzip der einer RNA-Selektion von an CGRP bindenden Nukleinsäuren umfassend einen Anbindungsschritt mit den Teilschritten Denaturierung und Faltung sowie Anbindung-Waschen-Elution und den Amplifizierungsschritt umfassend den Schritt der reversen Transkription-PCR sowie T7-Transkription und Aufreinigung; Fig. 1 shows the principle of an RNA selecting at CGRP binding nucleic acids comprising a connection step with the partial steps of denaturation and folding as well as connection-washing elution and amplification step comprising the step of reverse transcription-PCR and T7 transcription and purification;

Fig. 2 den Verlauf einer Selektion von 2'-Fluoro-modifizierten, an CGRP bindenden Nukleinsäuren, wobei insbesondere Fig. 2 shows the course of a selection of 2'-fluoro-modified CGRP binding to nucleic acids, in particular

Fig. 2A die in einer jeden Selektionsrunde verwendete CGRP-Konzentration und die dazugehörige prozentuale Anbindung des F-RNA-Pools und Fig. 2A, the CGRP concentration and the corresponding percentage binding of the F-RNA pool used in each round of selection, and

Fig. 2B eine graphische Darstellung der in Fig. 2A angegebenen Werte; Figure 2B is a graphical representation of the values given in Figure 2A;

Fig. 3 das Ergebnis einer Sequenzanalyse der im Rahmen von Beispiel 1 erhaltenen CGRP bindenden Nukleinsäuren; FIG. 3 shows the result of a sequence analysis of the obtained under Example 1 CGRP binding nucleic acids;

Fig. 4-11 die Sekundärstruktur von verschiedenen an CGRP bindenden Nukleinsäuren, wie sie im Rahmen von Beispiel 2 erzeugt wurden; Fig. 4-11, the secondary structure of various binding to CGRP nucleic acids, such as those generated in the context of Example 2;

Fig. 12 den Verlauf der Vorsäulen während der Selektion von an CGRP bindenden Nukleinsäuren; 12 shows the course of the pre-columns during the selection of binding to CGRP nucleic acids.

Fig. 13 den Verlauf der CGRP bindenden 2'-F-RNA und der Peptidkonzentration des Selektionsansatzes NA unter Verwendung von Neutravidin als Selektionsmatrix; Fig. 13 the course of the CGRP binding 2'-F-RNA and peptide concentration of selection approach NA using neutravidin as selection matrix;

Fig. 14 den Verlauf der an CGRP bindenden 2'-F-RNA und der Peptidkonzentration des Selektionsansatzes SA-1 und SA-0,1 unter Verwendung Streptavidin derivatisierten magnetischen Beads als Selektionsmatrix; Fig. 14 the course of the binding of CGRP 2'-F-RNA and peptide concentration of selection approach SA-1 and SA-0.1 using streptavidin magnetic beads derivatized as a selection matrix;

Fig. 15 das Reaktionsschema zur Synthese von 5'-DMT-2'-fluoro-L-Uridin- Phosphoramidit; 15 shows the reaction scheme for the synthesis of 5'-DMT-2'-fluoro-L-uridine phosphoramidite.

Fig. 16 die Darstellung von 2'-Fluoro-L-Cytidin-Phosphoramidit ausgehend von 2'- Fluoro-L-Uridin; FIG. 16 is the view of 2'-fluoro-L-cytidine phosphoramidite from 2'-fluoro-L-uridine;

Fig. 17 die Synthese von 2'-Fluoro-L-Cytidin ausgehend von 2'-Fluoro-L-Uridin; 17 shows the synthesis of 2'-fluoro-L-cytidine from 2'-fluoro-L-uridine.

Fig. 18 die Sequenzen der Ausgangssequenzen und der verkürzten Sequenzen der CGRP bindenden Nukleinsäuren von Beispiel 2; . Figure 18 shows the sequences of the output sequences and truncated sequences of the CGRP binding nucleic acids of Example 2;

Fig. 19 die prozentuale Bindung verschiedener CGRP erkennender Nukleinsäuren, wie in Beispiel 3 näher beschrieben; NA-A bedeutet hier NeutrAvidin-Agarose mit Affinitätselution, NA-D bedeutet NeutrAvidin-Agarose mit denaturierender Elution, SA-1 bedeutet Streptavidin Beads mit 1 nM Peptid- und SA 0,1 nM Peptidkonzentration FIG. 19 is the percent binding of various CGRP-detecting nucleic acids, as described in detail in Example 3; NA-A here means NeutrAvidin agarose with affinity elution, NA-D means NeutrAvidin agarose with denaturing elution, SA-1 means streptavidin beads with 1 nM peptide and SA 0.1 nM peptide concentration

Fig. 20 das Ergebnis einer Kompetitionsanalyse verschiedener gemäß Beispiel 3 selektierter CGRP bindender Nukleinsäuren; FIG. 20 is the result of a competition analysis in accordance with Example 3 of selected different CGRP binding nucleic acids;

Fig. 21 eine Darstellung von Versuchen zur Bestimmung der Dissoziationskonstanten verschiedener CGRP bindender Nukleinsäuren; FIG. 21 is a representation of various experiments to determine the dissociation constants CGRP binding nucleic acids;

Fig. 22 eine weitere Darstellung von Versuchen zur Bestimmung der Dissoziationskonstanten verschiedener CGRP bindender Nukleinsäuren; FIG. 22 is a further representation of experiments to determine the dissociation constants of various CGRP binding nucleic acids;

Fig. 23 die Hemmung der cAMP-Produktion durch humanes CGRP bindende Spiegelmere; Fig. 23 shows the inhibition of cAMP production by human CGRP binding Spiegelmers;

Fig. 24 die Hemmung der cAMP-Produktion durch Ratten-CGRP bindende Spiegelmere, Fig. 24 shows the inhibition of cAMP production by rat CGRP binding Spiegelmers,

Fig. 25 Bindungsstudien mit den verschieden gereinigten Spiegelmeren 732_045 (55mer) und 732_096 (59mer) im [35S]GTPγS-Assay, Fig. 25 binding studies with the different purified spiegelmers 732_045 (55mer) and 732_096 (59mer) in the [35 S] GTPγS assay

Fig. 26-27 die Sekundärstruktur von verschiedenen an CGRP bindenden Nukleinsäuren, wie sie im Rahmen von Beispiel 2 erzeugt wurden und die aus mehr als einem Nukleinsäurestrang zusammengesetzt sind, Fig. 26-27, the secondary structure of various binding to CGRP nucleic acids, such as those generated in the context of Example 2, and which are composed of more than one nucleic acid strand,

Fig. 28, 30, 32, 34, 36 graphisch den Verlauf der Bedingungen verschiedener Selektionsrunden, Fig. 28, 30, 32, 34, 36 graphically the course of the different rounds of selection conditions,

Fig. 29, 31, 33, 35, 37 tabellarisch den Verlauf der Bedingungen verschiedener Selektionsrunden, Fig. 29, 31, 33, 35, 37 a table the course of the different rounds of selection conditions,

Fig. 38 die Dosis-Wirkungskurve für CGRP, Fig. 38 depicts the dose response curve for CGRP,

Fig. 39 bis 42 den Verlauf der kalorimetrischen Bestimmung der Bindungskonstanten verschiedener CGRP bindender Nukleinsäuren; Fig. 39 to 42 the course of calorimetric determination of the binding constants of various CGRP binding nucleic acids;

Fig. 43 bis 47 die Sequenzen verschiedener, im Rahmen von Beispiel 4 erhaltenen CGRP bindenden Nukleinsäuren, und Fig. 43 to 47 show the sequences of different, binding in the context of Example 4 obtained CGRP nucleic acids, and

Fig. 48 und 49 die Sequenzen verschiedener, im Rahmen von Beispiel 3 erhaltenen CGRP bindenden Nukleinsäuren. FIGS. 48 and 49 the sequences of different CGRP-binding nucleic acids obtained in the context of Example 3.

Beispiel 1example 1 Herstellung von 2'-Fluoro-modifizierten SpiegelmerenProduction of 2'-fluoro-modified Spiegelmeres

Ausgehend von dem Verfahren zur Identifizierung von Nukleinsäuren, insbesondere D- Nukleinsäuren, die an ein Zielmolekül binden, wie beispielsweise dargestellt in Fig. 1, wurden 2'-Fluoro-modifizierte Spiegelmere unter Verwendung von 2'-fluorierten RNA- Molekülen verwendet. Based on the method for identifying nucleic acids, in particular D-nucleic acids, which bind to a target molecule, as illustrated, for example, in FIG. 1, 2'-fluoro-modified Spiegelmers using 2'-fluorinated RNA molecules were used.

Die in dem Selektionsprozeß benutzten Fluoro-modifizierten Nukleinsäuren (F-RNA) unterscheiden sich von biologisch vorkommender RNA durch das Vorhandensein einer Fluoro-Gruppe am 2'-Kohlenstoff der Ribose. Fluor ersetzt hier die natürliche Hydroxylgruppe der Ribose. Diese Modifikation wurde hier auf Pyrimidinnukleotide begrenzt. Die Erstellung solcher künstlicher Nukleinsäuren erfolgt enzymatisch mit einer mutierten T7-Polymerase (Epicentre, Madison, WI, USA), die toleranter gegen modifizierte Nukleotide ist, unter Verwendung von 2'-Fluoro-UDP und 2'-Fluoro-CTP. Die Mutation der T7-Polymerase ermöglicht den effizienten Einbau von Fluoro-modifizierten Nukleosidtriphosphaten. The fluoro-modified nucleic acids (F-RNA) used in the selection process differ from biologically occurring RNA by the presence of a Fluoro group on the 2'-carbon of the ribose. Here fluorine replaces the natural one Ribose hydroxyl group. This modification was here on pyrimidine nucleotides limited. Such artificial nucleic acids are created enzymatically with a mutant T7 polymerase (Epicenter, Madison, WI, USA), which is more tolerant to modified Is nucleotides using 2'-fluoro-UDP and 2'-fluoro-CTP. The mutation of the T7 polymerase enables the efficient incorporation of fluoro-modified ones Nucleoside triphosphates.

A. MaterialienA. Materials

GTP, ATP, und dNTPs wurden von Larova, Berlin; Fluoro-dUTP und Fluoro-dCTP von TriLink, San Diego, USA bezogen. Die T7 DNA/RNA Polymerase für die Herstellung fluorierter RNA wurde von Epicentre, USA bezogen. Die Enzyme Taq DNA Polymerase und Superscript II Reverse Transkriptase stammten von Life Technologies, der Kit für die Reverse Transkriptase/Taq Polymerase war von Qiagen. Radioaktives 32[P]-α-GTP zur Markierung der F-RNA wurde von Hartmann, Braunschweig, bezogen. GTP, ATP, and dNTPs were from Larova, Berlin; Fluoro-dUTP and Fluoro-dCTP purchased from TriLink, San Diego, USA. The T7 DNA / RNA polymerase for the production of fluorinated RNA was obtained from Epicenter, USA. The enzymes Taq DNA Polymerase and Superscript II Reverse Transcriptase were from Life Technologies, the kit for the Reverse Transcriptase / Taq Polymerase was from Qiagen. Radioactive 32 [P] -α-GTP for labeling the F-RNA was obtained from Hartmann, Braunschweig.

D-CGRP wurde zunächst von JERINI AG, Berlin, und später von Bachem, Heidelberg synthetisiert. Das zur Selektion verwendete Peptid trägt eine Biotingruppe am Carboxylterminus, um die Trennung von ungebundenen Nukleinsäuren mittels der Biotin- Streptavidin oder Biotin-NeutrAvidin Wechselwirkung zu ermöglichen. Hierfür wurden NeutrAvidin-Agarose von Pierce und Streptavidin Paramagnetic Particles von Roche verwendet. Unbiotinyliertes Peptid (ebenfalls von JERINI, Berlin, und Bachem, Bubendorf, Schweiz) wurde in den ersten sieben Runden zur Affinitätselution benutzt. D-CGRP was first developed by JERINI AG, Berlin, and later by Bachem, Heidelberg synthesized. The peptide used for selection carries a biotin group Carboxyl terminus to separate unbound nucleic acids using the biotin To enable streptavidin or biotin-neutrAvidin interaction. For that were NeutrAvidin agarose from Pierce and Streptavidin Paramagnetic Particles from Roche used. Unbiotinylated peptide (also from JERINI, Berlin, and Bachem, Bubendorf, Switzerland) was used in the first seven rounds for affinity elution.

DNA-PoolDNA pool

Die DNA für den Startpool wurde im Hause synthetisiert und basiert auf dem beschriebenem Pool PB40 mit der Sequenz 5'-GGA GCT CAG CCT TCA CTG C-N40-GGC ACC ACG GTC GGA TCC AC-3' (Burgstaller & Famulok, 1994, Angew. Chem. Int. Ed. 33, 1084). The DNA for the start pool was synthesized in-house and is based on the described pool PB40 with the sequence 5'-GGA GCT CAG CCT TCA CTG CN 40 -GGC ACC ACG GTC GGA TCC AC-3 '(Burgstaller & Famulok, 1994, Angew. Chem. Int. Ed. 33, 1084).

Die 5'- und 3'-Primer hatten die Sequenz
PB40-R-For: 5'-TCT AAT ACG ACT CAC TAT AGG AGC TCA GCC TTC ACT GC-3' und
PB40-R-Rev: 5'-GTG GAT CCG ACC GTG GTG CC-3'.
The 5 'and 3' primers had the sequence
PB40-R-For: 5'-TCT AAT ACG ACT CAC TAT AGG AGC TCA GCC TTC ACT GC-3 'and
PB40-R-Rev: 5'-GTG GAT CCG ACC GTG GTG CC-3 '.

Die einzelsträngige DNA wurde auf ihre Amplifizierbarkeit mit radioaktiven Primern überprüf; daraus wurde eine Komplexität von 1,41 × 1014 Moleküle/nmol DNA abgeleitet. Mittels PCR wurde die einzelsträngige DNA in einem Gesamtvolumen von 8 ml zu doppelsträngiger DNA aufgearbeitet. The single-stranded DNA was checked for its amplifiability with radioactive primers; a complexity of 1.41 × 10 14 molecules / nmol DNA was derived from this. The single-stranded DNA was processed by PCR in a total volume of 8 ml to double-stranded DNA.

B. SelektionsschritteB. Selection steps Denaturierung und Faltung der fluorierten RNADenaturation and folding of the fluorinated RNA

Alle nicht-enzymatischen Schritte der Selektion mit Ausnahme der Denaturierung wurden in Selektionspuffer (HEPES-KOH, pH 7,5; 150 mM NaCl, 1 mM MgCl2, 1 mM CaCl2 und 0,1% Tween 20) durchgeführt. Die Denaturierung erfolgte für 3 Minuten bei 94°C in Selektionspuffer ohne Tween 20, MgCl2 und CaCl2. Nach der Denaturierung wurde die enzymatisch hergestellte F-RNA in Selektionspuffer zunächst für 30 Minuten bei 37°C inkubiert, MgCl2 und CaCl2 wurden zugesetzt und die Faltung nochmals bei 37°C für 30 Minuten fortgesetzt. All non-enzymatic steps of the selection with the exception of denaturation were carried out in selection buffer (HEPES-KOH, pH 7.5; 150 mM NaCl, 1 mM MgCl 2 , 1 mM CaCl 2 and 0.1% Tween 20). The denaturation was carried out for 3 minutes at 94 ° C. in a selection buffer without Tween 20, MgCl 2 and CaCl 2 . After denaturation, the enzymatically produced F-RNA was first incubated in selection buffer for 30 minutes at 37 ° C., MgCl 2 and CaCl 2 were added and the folding was continued again at 37 ° C. for 30 minutes.

Anbindungconnection

Im Anschluß an die Faltung wurde die F-RNA zunächst bei 37°C für 15 Minuten ohne Peptid mit der Matrix (NeutrAvidin-Agarose oder Streptavidinparamagnetische Partikel) inkubiert. Diese sogenannte Prä-Selektion diente der Vorisolierung von potentiellen Matrixbindern. Nach diesem Inkubationsschritt wurde die F-RNA von der Matrix getrennt, mit den aus Fig. 2A ersichtlichen Konzentrationen von biotinyliertem CGRP versetzt und für mindestens 3 Stunden bei 37°C belassen. Daraufhin wurde dem Bindungsansatz die Biotin-bindende Matrix zugesetzt und nochmals 5-10 Minuten bei 37°C inkubiert. Die Matrix wurde von der Lösung getrennt und mit Selektionspuffer gewaschen. Das hierbei verwendete Waschvolumen lag in den ersten Runden bei der 5-10-fachen Menge der Matrix, in späteren Runden wurden bis zu 60-fache Waschvolumina benutzt. Die nach dem Waschen an der Matrix verbleibende Menge an F-RNA wurde durch Szintillationszählung detektiert und quantifiziert. Der Anbindungswert wurde als Prozentsatz der eingesetzten F-RNA ausgedrückt. Following the folding, the F-RNA was first incubated with the matrix (NeutrAvidin agarose or streptavidin paramagnetic particles) at 37 ° C. for 15 minutes without peptide. This so-called pre-selection served to pre-isolate potential matrix binders. After this incubation step, the F-RNA was separated from the matrix, mixed with the concentrations of biotinylated CGRP shown in FIG. 2A and left at 37 ° C. for at least 3 hours. The biotin-binding matrix was then added to the binding mixture and incubated again at 37 ° C. for 5-10 minutes. The matrix was separated from the solution and washed with selection buffer. The wash volume used in the first rounds was 5 to 10 times the amount of the matrix, in later rounds up to 60 times the wash volume was used. The amount of F-RNA remaining on the matrix after washing was detected and quantified by scintillation counting. The binding value was expressed as a percentage of the F-RNA used.

Elutionelution

In den Runden 1-9 wurde die bindende F-RNA in drei Schritten mit nicht-biotinyliertem Peptid eluiert. Hierbei wurde in der Regel ein 10-facher Überschuß des nicht-biotinyliertem gegenüber des biotinylierten CGRP eingesetzt und erst eine, dann drei Stunden und letztlich über Nacht bei 37°C eluiert. Die eluierte F-RNA wurde mit Phenol-Chloroform- Isoamylalkohol extrahiert, mit Ethanol gefällt und in Wasser resuspendiert. Die nach diesen Affinitätselutionsschritten auf der Matrix verbleibende RNA wurde nicht eluiert sondern direkt auf der Matrix amplifiziert (siehe unten). In rounds 1-9, the binding F-RNA was non-biotinylated in three steps Peptide eluted. This was usually a 10-fold excess of the non-biotinylated used against the biotinylated CGRP and first one, then three hours and finally eluted overnight at 37 ° C. The eluted F-RNA was treated with phenol-chloroform Isoamyl alcohol extracted, precipitated with ethanol and resuspended in water. The one after these RNA affinity elution steps remaining on the matrix were not eluted but amplified directly on the matrix (see below).

Ab Runde 10 wurde nur noch in einem Schritt unter denaturierenden Bedingungen eluiert. Hierzu wurde die nach dem Waschen auf der Matrix verbliebene F-RNA in zwei Schritten mit jeweils 100 µl 8 M Harnstoff für 5 Minuten bei 65°C inkubiert. Die eluierte F-RNA wurde mit Phenol-Chloroform-Isoamylalkohol extrahiert, mit Ethanol gefällt und in Wasser aufgenommen. From round 10, only one step eluted under denaturing conditions. For this purpose, the F-RNA remaining on the matrix after washing was added in two steps Incubate 100 µl of 8 M urea for 5 minutes at 65 ° C. The eluted F-RNA was extracted with phenol-chloroform-isoamyl alcohol, precipitated with ethanol and in water added.

C. Amplifikation - Enzymatische ReaktionenC. Amplification - Enzymatic Reactions Transkription - Erstellung fluorierter RNA für Verwendung in der SelektionTranscription - Creation of fluorinated RNA for use in selection

Transkriptionen wurden mit 150 U T7 RNA/NA Polymerase und dem vom Hersteller mitgelieferten Puffer (40 mM Tris-HCl pH 7,5; 10 mM NaCl; 6 mM MgCl2; 2 mM Spermidin; 10 mM DTT) in einem Gesamtvolumen von 100 µl durchgeführt. Den Reaktionen wurde generell MgCl2 auf eine Endkonzentration von 11 mM zugesetzt. Die Endkonzentrationen von ATP und GTP betrugen jeweils 1 mM während der ganzen Selektion; 2'-Fluoro-UTP und 2'-Fluoro-CTP wurden bis in die 9. Runde mit einer Konzentration von jeweils 3 mM verwendet, ab der 9. Runde nur noch mit 1,5 mM. Pro Reaktion von 100 µl wurden zwischen 20 und 50 µmol Template eingesetzt, d. h. doppelsträngige DNA Template in der ersten Runde und in allen Folgerunden auf doppelsträngige DNA, welche durch enzymatische Aufarbeitung der im vorausgehenden Zyklus selektierten F-RNA erstellt. Für die radioaktive Markierung der fluorierten RNA wurde 32[P]-α-GTP benutzt. Die Reaktionen wurden über Nacht bei 37°C inkubiert und mit DNase I versetzt, um das Template zu verdauen. Die erzeugte F-RNA wurde daraufhin unter denaturierenden Bedingungen über ein 8% Polyacrylamidgel mit 8 M Harnstoff von nicht eingebauten NTPs getrennt. Die transkribierte F-RNA wurde aus dem Gel eluiert, mit Ethanol gefällt, getrocknet und in reinem Wasser aufgenommen. Transcriptions were made with 150 U T7 RNA / NA polymerase and the buffer supplied by the manufacturer (40 mM Tris-HCl pH 7.5; 10 mM NaCl; 6 mM MgCl 2 ; 2 mM spermidine; 10 mM DTT) in a total volume of 100 µl carried out. MgCl 2 was generally added to the reactions to a final concentration of 11 mM. The final concentrations of ATP and GTP were 1 mM each throughout the selection; 2'-Fluoro-UTP and 2'-Fluoro-CTP were used up to the 9th round with a concentration of 3 mM each, from the 9th round only with 1.5 mM. Between 20 and 50 µmol templates were used per 100 µl reaction, ie double-stranded DNA templates in the first round and in all subsequent rounds for double-stranded DNA, which was generated by enzymatic processing of the F-RNA selected in the previous cycle. 32 [P] -α-GTP was used for the radioactive labeling of the fluorinated RNA. The reactions were incubated overnight at 37 ° C and DNase I was added to digest the template. The F-RNA generated was then separated from non-incorporated NTPs under denaturing conditions using an 8% polyacrylamide gel with 8 M urea. The transcribed F-RNA was eluted from the gel, precipitated with ethanol, dried and taken up in pure water.

Reverse Transkription - Erstellung von cDNA von selektierten F-RNAsReverse transcription - Generation of cDNA from selected F-RNAs

Die reverse Transkription eluierter Fluoro-RNA wurde mit Superscript II und den Pufferbedingungen des Herstellers in einem Volumen von 20 µl mit 200 units Enzym und einer dNTP Konzentration von jeweils 1 mM durchgeführt. In der Regel wurden bis zu 8 µmol der eluierten F-RNA in 10 µl Wasser gelöst und mit 2 µl einer 100 µM Lösung des reversen Primers vermischt. Dieses Template-Primer-Gemisch wurde für 2 Minuten bei 94°C denaturiert, auf Eis überführt und dann im Thermocycler auf eine Temperatur von 50°C eingestellt. Nach 2 Minuten bei 50° C wurden 8 µl eines Gemischs aus Puffer, dNTPs und Enzym zugesetzt und die Probe für 15 Minuten bei 50°C, weitere 15 Minuten bei 55°C und letztlich 10 Minuten bei 68°C inkubiert. Reverse transcription of eluted fluoro-RNA was carried out using Superscript II and Buffer conditions of the manufacturer in a volume of 20 µl with 200 units enzyme and a dNTP concentration of 1 mM each. Usually, up to 8 µmol of the eluted F-RNA dissolved in 10 µl water and with 2 µl of a 100 µM solution of reverse primer mixed. This template-primer mixture was kept at 94 ° C. for 2 minutes denatured, transferred to ice and then in a thermal cycler to a temperature of 50 ° C set. After 2 minutes at 50 ° C 8 ul of a mixture of buffer, dNTPs and Enzyme added and the sample for 15 minutes at 50 ° C, another 15 minutes at 55 ° C and finally incubated at 68 ° C for 10 minutes.

In den Runden 1-9 wurde die nach der Affinitätselution auf der Matrix verbliebene F-RNA auch direkt auf dem Träger revers transkribiert und mit Hilfe der PCR amplifiziert. Hierfür wurde der RT-PCR Kit von Qiagen benutzt. In rounds 1-9, the F-RNA remaining on the matrix after the affinity elution reverse transcribed directly on the support and amplified with the help of PCR. Therefor the Qiagen RT-PCR kit was used.

PCR - Erstellung des doppelsträngigen DNA TemplatesPCR - Creation of the double-stranded DNA template

Die in der reversen Transkription erzeugte cDNA wurde direkt in die PCR eingesetzt. Dabei dienten 6,66 µl des 20 µl RT-Ansatzes als Template für eine 100 µl Reaktion mit 5 units Taq DNA Polymerase. Die Konzentration der Primer belief sich auf 2,5 µm. Die DNA wurde zunächst für 2 Minuten bei 94°C denaturiert und dann mit einem PCR-Profil von 30 Sekunden bei 94°C, 30 Sekunden bei 55°C und 30 Sekunden bei 72°C amplifiziert. Die Anzahl der Zyklen wurde generell so gering wie möglich gehalten und belief sich in der Regel auf etwa 5-10 Zyklen. The cDNA generated in the reverse transcription was used directly in the PCR. there 6.66 µl of the 20 µl RT mix served as a template for a 100 µl reaction with 5 units Taq DNA polymerase. The concentration of the primers was 2.5 µm. The DNA was first denatured for 2 minutes at 94 ° C and then with a PCR profile from Amplified for 30 seconds at 94 ° C, 30 seconds at 55 ° C and 30 seconds at 72 ° C. The The number of cycles was generally kept as low as possible and usually amounted to on about 5-10 cycles.

Resultateresults

Der Verlauf der Selektion ist in Fig. 2 dargestellt. Die in Fig. 2A angegebenen Werte stellen die in der jeweiligen Runde verwendeten CGRP-Konzentrationen und die dazugehörige prozentuale Anbindung des F-RNA Pools dar. The course of the selection is shown in Fig. 2. The values shown in FIG. 2A represent the CGRP concentrations used in the respective round and the associated percentage connection of the F-RNA pool.

Abgebildet ist dabei nur der Strang, der letztendlich auch die nachstehenden Sequenzen hervorbrachte. In den meisten Runden wurde die Anbindung mit unterschiedlichen Peptidkonzentrationen sowie einer Kontrollselektion ohne Peptid durchgeführt (nicht dargestellt). Generell wurde die selektierte F-RNA des stringentesten Stranges, d. h. der geringsten Peptidkonzentration, welche noch ein signifikantes Signal über der Nullkontrolle ergab, als Template für die nächste Runde aufgearbeitet. Fig. 2B ist eine graphische Darstellung dieser Daten. Only the strand that ultimately produced the following sequences is shown. In most of the rounds, the binding was carried out with different peptide concentrations and a control selection without peptide (not shown). In general, the selected F-RNA of the most stringent strand, ie the lowest peptide concentration, which still gave a significant signal above the zero control, was processed as a template for the next round. Figure 2B is a graphical representation of this data.

Die erste Selektionsrunde wurde mit 2,5 nmol F-RNA-Molekülen durchgeführt, die Komplexität hatte eine Größenordnung von etwa 2,82 × 1014 unterschiedlichen Sequenzen. Da unter diesen Bedingungen jede Sequenz nur etwa fünf mal vertreten war, wurde in der ersten Runde ein relative hoher Prozentsatz selektierter Sequenzen in die 2. Selektionsrunde überführt. Van der 2. bis zur 5. Runde wurden zwischen 0,36% und 2,65% der eingesetzten F-RNA in die jeweilige Folgerunde eingesetzt. Während diesen fünf Runden wurde die Stringenz durch eine Verringerung des zur Bindung angebotenen biotinyliertes D-CGRP von 33 µM auf 3,33 µM angezogen. In der 6. Runde war ein leichter Anstieg in der Anbindung zu verzeichnen, der sich mit einem Wert von 12.8% der eingesetzten F-RNA in der 7. Runde fortsetzte. The first round of selection was carried out with 2.5 nmol F-RNA molecules, the complexity was on the order of approximately 2.82 × 10 14 different sequences. Since each sequence was only represented about five times under these conditions, a relatively high percentage of selected sequences was transferred to the second selection round in the first round. Between the 2nd and 5th round, between 0.36% and 2.65% of the F-RNA used was used in the subsequent round. During these five rounds, stringency was tightened by reducing the biotinylated D-CGRP offered for binding from 33 µM to 3.33 µM. In the 6th round there was a slight increase in the connection, which continued with a value of 12.8% of the F-RNA used in the 7th round.

Durch kontinuierliche Verringerung der CGRP-Konzentration in den Folgerunden wurde die Stringenz zunehmend verschärft, was zu einem Einbruch der Anbindung der eingesetzten F-RNA an das Peptid führte. Eine kontinuierliche Zunahme der Anbindungswerte in Runde 8 und 9 bis auf 5,14% in Runde 10 korrelierte mit einem Anstieg in der Prä-Selektion (nicht dargestellt) und war somit nicht auf peptidvermittelte Bindung zurückzuführen. Aus diesem Grund wurde in Runde 11 die Matrix von NeutrAvidin-Agarose auf Streptavidinparamagnetische Partikel gewechselt. Dies spiegelte sich in einem Rückgang der prozentualen Anbindung auf nunmehr 1,23% wider. Ein peptidvermittelter Anstieg auf 5,74% war jedoch in Runde 13 zu verzeichnen. Über die nächsten drei Runden stellte sich ein Wert von etwa 3,5% Anbindung bei einer CGRP Konzentration von 125 nM ein. Da dieser Wert trotz gleichbleibender Stringenz in den Runden 15, 16 und 17 (Runde 17 nicht abgebildet) nicht weiter anstieg, wurden die Runden 17 und 18 als sogenannte Doppelrunde durchgeführt. Die Überlegung für diesen methodischen Ansatz beruht auf der Annahme, daß eine Stagnation der prozentualen Anbindung bei gleichbleibender Peptidkonzentration die Folge einer Art Gleichgewicht zwischen der eigentlichen Anbindung und der darauffolgenden Amplifizierung ist. Um dieses Gleichgewicht zu Gunsten der Bindung zu verschieben, wurde die F-RNA einem zweifachen Bindungsprozeß unterworfen: Die F-RNA wurde zunächst bei der weniger stringenten CGRP-Konzentration von 1,25 µM angebunden, daraufhin eluiert und gereinigt. Die auf diese Weise gesammelte F-RNA wurde nun nicht wie üblicherweise durch enzymatische Amplifizierung aufgearbeitet, sondern neu gefaltet und direkt in eine weitere Selektionsrunde unter stringenteren Bedingungen eingesetzt. Wie aus Fig. 2A und B ersichtlich, konnten durch diese Methode in Runde 18 bei Peptidkonzentrationen von 1 und 10 nM noch jeweils 4,89% und 31,51% Anbindung der eingesetzten F-RNA (wie aus Fig. 2A ersichtlich) erzielt werden. Diese F-RNA wurde revers transkribiert und durch PCR amplifiziert. Die DNA wurde kloniert, und es wurden insgesamt 192 Klone sequenziert. By continuously reducing the CGRP concentration in the subsequent rounds, the stringency was increasingly tightened, which led to a breakdown in the binding of the F-RNA used to the peptide. A continuous increase in binding values in rounds 8 and 9 to 5.14% in round 10 correlated with an increase in the pre-selection (not shown) and was therefore not attributable to peptide-mediated binding. For this reason, the matrix was changed from neutravidin-agarose to streptavidinparamagnetic particles in round 11. This was reflected in a drop in the percentage connection to 1.23%. However, a peptide-mediated increase to 5.74% was recorded in round 13. Over the next three rounds, a value of about 3.5% binding was established at a CGRP concentration of 125 nM. Since this value did not increase in rounds 15, 16 and 17 (round 17 not shown) despite the same stringency, rounds 17 and 18 were carried out as a so-called double round. The reasoning for this methodical approach is based on the assumption that a stagnation of the percentage binding with a constant peptide concentration is the result of a kind of balance between the actual binding and the subsequent amplification. In order to shift this balance in favor of binding, the F-RNA was subjected to a double binding process: the F-RNA was first bound at the less stringent CGRP concentration of 1.25 μM, then eluted and purified. The F-RNA collected in this way was now not processed by enzymatic amplification as usual, but refolded and used directly in a further round of selection under more stringent conditions. As can be seen from FIGS. 2A and B, this method was able to achieve 4.89% and 31.51% binding of the F-RNA used (as can be seen from FIG. 2A) in round 18 at peptide concentrations of 1 and 10 nM , This F-RNA was reverse transcribed and amplified by PCR. The DNA was cloned and a total of 192 clones were sequenced.

Sequenzensequences

Das Ergebnis der Sequenzanalyse ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei ist die kursiv dargestellte Sequenz (dritte Sequenz von oben) diejenige des Klons 732. Mutationen sind in Fettdruck dargestellt, der Beitrag der Primerbindungsstelle ist durch Unterstreichung markiert. Für die verschiedenen Klone wurde die folgende Reihenfolge festgestellt:


The result of the sequence analysis is shown in FIG. 3. The sequence shown in italics (third sequence from above) is that of clone 732. Mutations are shown in bold, the contribution of the primer binding site is marked by underlining. The following order was found for the different clones:


Von den 192 Klonen konnten in 180 Klonen beide Primer gefunden werden. Von diesen 180 Sequenzen war eine Sequenz mit 168 Exemplaren deutlich am häufigsten vertreten. Die übrigen zwölf Sequenzen unterschieden sich von der Hauptsequenz nur durch Punktmutationen und Basendeletionen: Eine Punktmutation kam dabei fünfmal, fünf weitere je einmal vor. Eine Deletion von zwei Nukleotiden kam zweimal vor. Of the 192 clones, both primers could be found in 180 clones. Of these 180 Sequences, a sequence with 168 copies was clearly the most frequently represented. The The remaining twelve sequences differed from the main sequence only by Point mutations and base deletions: One point mutation came five times, five more once before. A deletion of two nucleotides occurred twice.

Ein Vergleich der Bindungsstärke dieser Sequenzen wurde unter Verwendung der Biacore- Vorrichtung angestellt und ergab, daß sieben von den acht Sequenzen dieselbe Affinität für das Targetmolekül zeigen. Der KD des um zwei Nukleotide verkürzten Klons wurde mit ca. 10 nM vermessen. Die Bindungskonstante lag bei 37°C um den Faktor zwei höher. Bindungskonstanten wurden sowohl mit der Biacore-Vorrichtung, als auch mit Isothermaler Kalorimetrie (ITC) bestimmt. Die Kalorimetrie-Experimente wurden bei 37°C in entgastem Selektionspuffer mit einer Rührgeschwindigkeit von 300 U/min durchgeführt. Die Messzelle wurde mit einer 10 µM Lösung des jeweiligen 2'F-Spiegelmers gefüllt. Die Injektionsspritze enthielt eine 25 µM Lösung CGRP, die nach einer initialen 5 µl Injektion in 7,5 µl Fraktionen in die Messzelle eingespritzt wurde. Der Injektionsvorgang dauerte jeweils 10 s, das Zeitintervall zwischen zwei Injektionen betrug 300 s. A comparison of the binding strength of these sequences was made using the Biacore device and found that seven of the eight sequences show the same affinity for the target molecule. The K D of the clone shortened by two nucleotides was measured at approximately 10 nM. The binding constant was two times higher at 37 ° C. Binding constants were determined using both the Biacore device and isothermal calorimetry (ITC). The calorimetry experiments were carried out at 37 ° C. in degassed selection buffer with a stirring speed of 300 rpm. The measuring cell was filled with a 10 µM solution of the respective 2'F Spiegelmer. The injection syringe contained a 25 µM solution CGRP, which was injected into the measuring cell after an initial 5 µl injection in 7.5 µl fractions. The injection process lasted 10 s in each case, the time interval between two injections was 300 s.

Die Biacore-Experimente wurden bei 37°C in entgastem Selektionspuffer durchgeführt. Auf dem Streptavidin-Chip war biotinyliertes CGRP immobilisiert (Blank - 140 RU - 640 RU - 900 RU). Spiegelmer-Lösung in einer Konzentration von 500 ergab ein typisches Bindungssignal, das mit Standard-Biacore-Software (1 : 1 Bindungsmodell) ausgewertet wurde. The Biacore experiments were carried out at 37 ° C in degassed selection buffer. On the streptavidin chip was immobilized with biotinylated CGRP (blank - 140 RU - 640 RU - 900 RU). Spiegelmer's solution in a concentration of 500 gave a typical one Binding signal, which is evaluated with standard Biacore software (1: 1 binding model) has been.

Beispiel 2Example 2 Verkürzung von 2'-F-RNA-Aptameren, die freies D-CGRP bindenShortening of 2'-F-RNA aptamers that bind free D-CGRP

Ausgehend von den in Beispiel 1 beschriebenen D-CGRP bindenden 2'-F-RNA-Aptameren und den hierzu korrespondierenden 2'-F-RNA-Spiegelmeren, die freies L-CGRP erkennen können, wurde versucht, die Länge der jeweiligen Aptamere bzw. Spiegelmere zu verkürzen. Von den insgesamt acht Klonen, wie in Beispiel 1 dargestellt, zeichneten sich sieben Klone durch ähnliche Bindungskonstanten von 10 bis 50 nM aus. Der Klon 670 erkannte D-CGRP deutlich schlechter. Wie erwartet, erkannten die selektierten Aptamere, die D- Oligonukleotide, die von entsprechend aus der Klonierung und Sequenzierung erhaltenen Plasmiden über einen zwischengeschalteten PCR-Schritt exprimiert wurden, natürliches L- CGRP nicht, wie Messungen am Biacore ergeben haben. Starting from the D'-CGRP binding 2'-F-RNA aptamers described in Example 1 and the corresponding 2'-F-RNA level meres that recognize free L-CGRP tried to shorten the length of the respective aptamers or Spiegelmers. Of the total of eight clones, as shown in Example 1, seven clones were distinguished by similar binding constants from 10 to 50 nM. Clone 670 recognized D-CGRP significantly worse. As expected, the selected aptamers, the D- Oligonucleotides obtained from cloning and sequencing accordingly Plasmids were expressed via an intermediate PCR step, natural L- CGRP does not, as measurements on the biacore have shown.

Die Sekundärstruktur einiger der in Beispiel 1 beschriebenen Aptamere und Spiegelmere wurde mit dem Programm rnafold (LL. Hofacker, et al., 1994, Monatsh. Chem 125, 167-188) bestimmt. Im besonderen werden die Sekundärstrukturmodelle der Aptamers 666 und 732 sowie der Spiegelmere 732-029, 732-026, 732-100 und 732-108 gezeigt. Die Ergebnisse sind in Figs. 4 und 5 sowie für die Spiegelmere in den Figs. 6, 7, 8 und 9 dargestellt. Die Sekundärstrukturmodelle stimmten gut mit den Ergebnissen von enzymatischen Probing- Experimenten überein (Ehresmann, C., et al., 1987, Nucleic Acids Res 15(22): p. 9109-28). The secondary structure of some of the aptamers and Spiegelmers described in Example 1 with the rnafold program (LL. Hofacker, et al., 1994, monthly Chem. 125, 167-188) certainly. In particular, the secondary structure models of the Aptamers 666 and 732 as well as the Spiegelmere 732-029, 732-026, 732-100 and 732-108. The results are in Figs. 4 and 5 and for the Spiegelmers in Figs. 6, 7, 8 and 9. The Secondary structure models agreed well with the results of enzymatic probing Experiments (Ehresmann, C., et al., 1987, Nucleic Acids Res 15 (22): p. 9109-28).

Die Sekundärstrukturen bestehen jeweils aus einem Stamm, zwei Haarnadelschleifen und einer 15- oder 16-nt langen Auswölbung und bilden damit eine Kleeblatt-ähnliche Struktur. Die Auswölbungen im Strukturkern, geformt von C(10)-C(11)-U(12) und C(54)-U(55)-C(56), und die Haarnadelschleife U(13) bis A(26) scheinen essentiell für die Erkennung des Zielmoleküls CGRP zu sein. Für CGRP bindende Aptamere bzw. L-CGRP bindende Spiegelmere kann somit ein minimales Bindungsmotiv festgehalten werden, welches eine Kleeblatt-ähnliche Struktur aufweist. Ein alternatives minimales Bindungsmotiv ist die Ausbildung eines Stammes mit zwei Haarnadelschleifen und einer 15 oder 16 Nukleotide umfassenden Auswölbung. Bevorzugterweise wird die Auswölbung im Strukturkern gebildet durch die Nukleotidabfolge C(10)-C(11)-U(12) und C(54)-U(55)-C(56)und die Haarnadelschleife durch die Nukleotidabfolge U(13) bis A(26), wie in den Figs. 4 bis 9 dargestellt. The secondary structures each consist of a trunk, two hairpin bows and a 15- or 16-nt bulge and thus form a trefoil-like structure. The bulges in the structural core, formed by C (10) -C (11) -U (12) and C (54) -U (55) -C (56), and the hairpin loop U (13) to A (26) seem essential for the detection of the Target molecule to be CGRP. Aptamers binding for CGRP or L-CGRP binding Spiegelmere can thus capture a minimal binding motif, which is a Cloverleaf-like structure. An alternative minimal binding motif is that Formation of a strain with two hairpin bows and a 15 or 16 nucleotides extensive bulge. The bulge is preferably formed in the structural core by the nucleotide sequence C (10) -C (11) -U (12) and C (54) -U (55) -C (56) and the Hairpin loop through the nucleotide sequence U (13) to A (26), as shown in Figs. 4 to 9 shown.

Aufgrund der gemessen Bindungsaffinität zum Zielmolekül CGRP mit einem Kd von 10 nM wurde Klon 666 als Ausgangsklon für die Verkürzung und Optimierung von 2'-F-RNA Aptameren und Spiegelmeren ausgewählt. Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde Klon 666 aus einem N40 Pool, d. h. einem Pool dessen randomisierte Sequenz eine Länge von 40 Nukleotiden aufweist, isoliert und bestand aus einer 79-nt langen Sequenz. Die Sequenz hat einen besonders auffälligen Ureichen Bereich zwischen den Nukleotidposition 41-50, in dem 7 von 10 Nukleobasen Uracile sind. Die Sekundärstruktur des Klons 666 wurde mit dem Programm rnafold I. L. Hofacker, et al., 1994, Monatsh. Chem. 125, 167-188 vorhergesagt und ist in Fig. 4 dargestellt. Die Sekundärstruktvorhersage stimmte auch in diesem Fall gut mit den Ergebnissen enzymatischer Probing-Experimente überein (Ehresmann, C. et al., 1987, Nucleic Acids Res. 15(22), 9109-28). Das Aptamer bildet eine charakteristische Kleeblatt-ähnliche Struktur, bestehend aus einem Stamm mit mehreren kleinen Auswölbungen, zwei Haarnadelschleifen (I und III) und einer scheinbar unstrukturierten 16-nt Auswölbung (II), die die beiden Haarnadelschleifen verbindet. Alle vier Strukturelemente haben ihren Ursprung in zwei gegenüberliegenden Auswölbungen bestehend aus jeweils drei Basen. Die Primerbindungsstellen, vor allem die 5'-Primerbindungsstelle, sind im Stamm integriert. Due to the measured binding affinity to the target molecule CGRP with a K d of 10 nM, clone 666 was selected as the starting clone for the shortening and optimization of 2'-F-RNA aptamers and Spiegelmers. As described in Example 1, clone 666 was isolated from an N40 pool, ie a pool whose randomized sequence has a length of 40 nucleotides, and consisted of a 79-nt sequence. The sequence has a particularly striking region between nucleotide positions 41-50, in which 7 out of 10 nucleobases are uraciles. The secondary structure of clone 666 was determined with the program rnafold IL Hofacker, et al., 1994, monthly. Chem. 125, 167-188 predicted and is shown in Fig. 4. In this case, too, the secondary structure prediction was in good agreement with the results of enzymatic probing experiments (Ehresmann, C. et al., 1987, Nucleic Acids Res. 15 (22), 9109-28). The aptamer forms a characteristic cloverleaf-like structure, consisting of a stem with several small bulges, two hairpin bows (I and III) and an apparently unstructured 16-nt bulge (II) that connects the two hairpin bows. All four structural elements have their origin in two opposite bulges, each consisting of three bases. The primer binding sites, especially the 5 'primer binding site, are integrated in the strain.

Für die Synthese von 2'-F-RNA Spiegelmeren war es notwendig, die Sequenz von Klon 666 soweit zu verkürzen und zu optimieren, daß das resultierende minimale Bindungsmotiv eine chemische Synthese mit vertretbarem Aufwand erlaubt bei gleichzeitigem Erhalt der hohen Affinität zum Zielmolekül. For the synthesis of 2'-F-RNA Spiegelmeres it was necessary to sequence clone 666 shorten and optimize to the extent that the resulting minimal binding motif is a chemical synthesis with reasonable effort allows while maintaining the high Affinity for the target molecule.

Ein minimales Bindungsmotiv wurde unter Verwendung von direkten Nukleotidpunktmutationen und -deletionen identifiziert. Eine Serie von Deletionen mit Tetranukleotidblöcken ergab eine erste Übersicht über Regionen, die für die Bindung des Zielmoleküls essentiell sind. Deletionen in allen drei Doppelhelixregionen waren möglich und führten nicht zu einer signifikanten Verringerung der Bindungsaffinität, allerdings nur solange, wie eine Stammbildung noch möglich war. Sobald zu viele Deletionen zum Verlust der Stammbildung führten, war keine Bindung an das Zielmolekül CGRP mehr zu beobachten. Dies war zu beobachten, wenn der schließende Stamm des Nukleinsäurebinders entweder auf weniger als fünf Basenpaare oder die Haarnadelschleifen I und III auf weniger als 3 Basenpaare verkürzt wurden. A minimal binding motif was created using direct Nucleotide point mutations and deletions identified. A series of deletions with Tetranucleotide blocks gave an initial overview of regions that are responsible for the binding of the Target molecule are essential. Deletions in all three double helix regions were possible and did not significantly reduce binding affinity, but only as long as a tribe formation was still possible. As soon as too many deletions are lost the formation of the strain no longer bound to the target molecule CGRP observe. This was observed when the closing stem of the nucleic acid binder either on less than five base pairs or the hairpin loops I and III on less than 3 base pairs were shortened.

Deletionen in den drei Schleifen führte zu unterschiedlichen Ergebnissen. Deletions in the three loops led to different results.

Eine jeder der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen der folgenden Sequenzen stellt eine erfindungsgemäße Nukleinsäure dar. Das Ausschneiden der Nukleotide G(20)- A(21) in Haarnadelschleife I (in Analogie zu Klon 732) führte zu einem Nukleinsäurebinder der weiterhin hochaffin war (Kd = 20 nM), jede weitere getestete Deletion oder Mutation in Schleife 1 führte jedoch zu einem kompletten Bindungsverlust. In Schleife III konnten die Nukleotide A(46) und U(47) ohne Bindungsverlust herausgenommen werden. Wie zu erwarten, führte die Deletion einer der Basen U(48), U(49) oder U(50) in Kombination mit A(46) zum gleichen Ergebnis. Verschiedene Verkürzungen waren ebenfalls in Schleife II möglich, im speziellen wurde das Herausnehmen der Basen G(28), U(29), A(30), U(31), A(33) und A(35) toleriert, allerdings führte es zu verschieden starken Veränderungen in der Bindungsaffinität. Eine Kombination dieser Deletionen war ausschließlich im Fall der Co- Deletion von U(29)-A(30) möglich. Der Stamm der Haarnadelschleife I erlaubte eine weitere Verkürzung der Stammlänge auf drei Basenpaare bei der Deletion des Basenpaares A(15) und U(24) (die Stammlänge wird bereits bei der Deletion der Nukleotide G(20)-A(21) in der Schleife I von 5 Basenpaare auf 4 Basenpaare verkürzt (Klon 732, Fig. 5)). Die Auswölbung C(10) bis U(12) und C(54) bis C(56) scheinen essentiell für die Erkennung des Zielmoleküls bzw. für die hierzu benötigte Tertiärstruktur zu sein, da bereits die Deletion eines dieser Nukleotide zum vollständigen Verlust der Erkennung des Zielmoleküls CGRP führt. Each of the embodiments of the following sequences described below represents a nucleic acid according to the invention. Cutting out the nucleotides G (20) - A (21) in hairpin loop I (in analogy to clone 732) led to a nucleic acid binder which was still highly affine (K d = 20 nM), however, any further deletion or mutation tested in loop 1 led to a complete loss of binding. In loop III, nucleotides A (46) and U (47) could be removed without loss of binding. As expected, the deletion of one of the bases U (48), U (49) or U (50) in combination with A (46) led to the same result. Various shortenings were also possible in Loop II, in particular the removal of the bases G (28), U (29), A (30), U (31), A (33) and A (35) was tolerated, but it did to different degrees of change in binding affinity. A combination of these deletions was only possible in the case of the co-deletion of U (29) -A (30). The stem of the hairpin loop I allowed a further shortening of the stem length to three base pairs when deleting the base pair A (15) and U (24) (the stem length is already in the loop when deleting the nucleotides G (20) -A (21) I shortened from 5 base pairs to 4 base pairs (clone 732, Fig. 5)). The bulges C (10) to U (12) and C (54) to C (56) seem to be essential for the recognition of the target molecule or for the tertiary structure required for this, since the deletion of one of these nucleotides already leads to the complete loss of the recognition of the target molecule CGRP leads.

Zusammenfassend läßt sich somit feststellen, daß insbesondere die Schleife der Haarnadelschleife I und die zentrale Auswölbung der Kleeblattstruktur essentiell für die Bindung des Zielmoleküls sind. Die Haarnadelschleife III, die kleineren Auswölbungen im Zentrum der Kleeblattstruktur und der daran anschließende Stamm dienen wahrscheinlich der Stabilisierung einer speziellen Tertiärstruktur. In summary, it can thus be stated that in particular the loop of the Hairpin bow I and the central bulge of the cloverleaf structure essential for the Binding of the target molecule. The hairpin bow III, the smaller bulges in the The center of the cloverleaf structure and the adjoining stem probably serve the Stabilization of a special tertiary structure.

Weitere Verkürzungen konnten mit dem fast vollständigen Herausnehmen der 3'- Primerbindungsstelle C(64) bis C(79) und dem Herausnehmen des Dinukleotides A(3)-G(4), einem kleinen Teil der 5'-Primerbindungsstelle aus dem abschließenden Stamm des Nukleinsäurebinders, erzielt werden. Eine derartige Verkürzung stellt der Klon 732_029 dar. Diese Verkürzung ging einher mit einem nur geringfügigen Affinitätsverlust (Kd = 30 nM). Der abschließende Stamm konnte weiter durch die Deletionen der Basenpaare C(5):G(61) und U(6):G(60) auf fünf Basenpaare verkürzt werden (Kd = 30 nM, wie dies auch in Fig. 7 beschrieben ist). Further reductions were possible with the almost complete removal of the 3 'primer binding site C (64) to C (79) and the removal of the dinucleotide A (3) -G (4), a small part of the 5' primer binding site from the final strain of Nucleic acid binders can be achieved. Such a shortening is represented by the clone 732_029. This shortening was accompanied by only a slight loss of affinity (K d = 30 nM). The final strain could be further reduced to five base pairs by the deletions of the base pairs C (5): G (61) and U (6): G (60) (K d = 30 nM, as is also described in FIG. 7) ).

Das Austesten verschiedener Kombinationen dieser unterschiedlichen Deletionen führte zu Klon 732_100 (Länge 51 nt, Kd = 75 nM, Fig. 8). Hierbei wurden die Deletionen A(3)-G(4), C(5):G(61), U(6):G(60), G(20)-A(21), A(15):U(24), A(46)-U(47) und C(64) bis C(79) miteinander kombiniert. Dieses 51mer bindet mit einem Kd von 75 nM an das Zielmolekül CGRP. Eine Analyse der mittels des Programms rnafold vorhergesagten Struktur zeigt allerdings eine potentielle Alternativfaltung, die durch eine Mutation des Basenpaares C(14):G(25) zu G(14):C(25) (Klon 732_103) bzw. des Basenpaares C(44):G(52) nach G(44):C(52) (Klon 732_104) verhindert werden kann. In der Tat zeigen diese beiden Klone auch eine erhöhte Affinität zu CGRP mit einem Kd von 20 bzw. 40 nM. Klon 732_104 läßt sich weiter mit der Deletion G(32) kombinieren, wodurch man Klon 732_108 erhält, ein 50mer mit einem Kd von 35 nM (Fig. 9). Testing different combinations of these different deletions resulted in clone 732_100 (length 51 nt, K d = 75 nM, Fig. 8). The deletions A (3) -G (4), C (5): G (61), U (6): G (60), G (20) -A (21), A (15): U (24), A (46) -U (47) and C (64) to C (79) combined. This 51mer binds to the target molecule CGRP with a K d of 75 nM. However, an analysis of the structure predicted by the rnafold program shows a potential alternative folding, which is caused by a mutation of the base pair C (14): G (25) to G (14): C (25) (clone 732_103) or the base pair C ( 44): G (52) after G (44): C (52) (clone 732_104) can be prevented. In fact, these two clones also show an increased affinity for CGRP with a K d of 20 and 40 nM, respectively. Clone 732_104 can be further combined with the deletion G (32), whereby clone 732_108 is obtained, a 50mer with a K d of 35 nM ( FIG. 9).

Die Sequenzen 732_026 und 732_029 wurden für die Herstellung von Spiegelmeren zur Bestimmung ihrer biologischen Aktivitäten ausgewählt. Da kein Festphasenmaterial mit L-2'- F-modifiziertem C zur Verfügung stand, wurde zunächst getestet, ob eine Mutation des jeweils endständigen GC-Basenpaares in ein CG-Basenpaar entsprechend den Klonen 732_045 bzw. 732_096 (Fig. 10 und Fig. 11) ohne meßbaren Verlust der Bindungsaffinität möglich war. Da nahezu identische Kd-Werte für 732_045 bzw. 732_096 im Vergleich zu 732_026 bzw. 732_029 erhalten wurden, wurden diese für die Produktion von Spiegelmeren zur Bestimmung ihrer biologischen Aktivitäten ausgewählt. The sequences 732_026 and 732_029 were selected for the production of Spiegelmer to determine their biological activities. Since no solid phase material with L-2'-F-modified C was available, it was first tested whether mutation of each GC base pair terminal in a CG base pair corresponding to the clones 732_045 or 732_096 (Fig. 10 and Fig. 11 ) was possible without a measurable loss of binding affinity. Since almost identical K d values were obtained for 732_045 and 732_096 compared to 732_026 and 732_029, they were selected for the production of Spiegelmer to determine their biological activities.

Eine weitere Methode, um ein minimales Bindungsmotiv zu finden, wurde verfolgt, als Klon 666 oder verkürzte Formen davon aus zwei unabhängig voneinander synthetisierten Fragmenten kombiniert wurden. In zwei Vorversuchen wurde eine Fragmentierung in jeweils einer der beiden Haarnadelschleifen I und III getestet. Zum einen G(1) bis C(19) und A(22) bis C(79) (dargestellt mit Klon 732_070a und 732_070b, Fig. 26) und zum anderen G(1) bis A(46) + AG und C + U(49) bis C(79) (dargestellt mit Klon 732_071a und 732_071b, Fig. 27). Another method to find a minimal binding motif was followed when clone 666 or truncated forms thereof were combined from two independently synthesized fragments. In two preliminary tests, fragmentation was tested in one of the two hairpin loops I and III. On the one hand G (1) to C (19) and A (22) to C (79) (shown with clone 732_070a and 732_070b, Fig. 26) and on the other hand G (1) to A (46) + AG and C + U (49) to C (79) (shown with clone 732_071a and 732_071b, Fig. 27).

Das zusammengesetzte System 732_070ab zeigte keine meßbare Bindungsaffinität zu CGRP. Dieses Ergebnis verstärkt die Vermutung, daß die Haarnadelschleife I in den Bindungsprozeß mit CGRP involviert ist, wie auch Daten des enzymatischen Probing-Experimenten nahelegen. Die Fragmente 732_071a + 732_071b dagegen bilden einen Nukleinsäurebinder, der mit einem Kd von 100 nM an das Zielmolekül CGRP bindet. Weitere Experimente zeigten, daß der Stamm der ehemaligen Haarnadelschleife III mindestens fünf Basenpaare lang sein muß, um ein meßbares Bindungsereignis zu erhalten. Das Zusammensetzen eines Nukleinsäurebinders aus zwei Fragmenten ist eine effiziente Alternative, um ein minimales Bindungsmotiv zu erhalten. Es gestattet die Synthese und Produktion von relativ langen Nukleinsäurebindern in einem großen Syntheseumfang unter vertretbarem wissenschaftlichen und auch wirtschaftlichen Aufwand. Für die Generierung von zusammengesetzten CGRP- bindenden Nukleinsäurestrukturen gelten die gleichen Grundlagen wie für einteilige Nukleinsäurebinder. Die Affinität und Bioaktivität des resultierenden erfindungsgemäßen Nukleinsäurebinders 732_071ab war vergleichbar mit denen der einteiligen Nukleinsäurebindern 732_108, 732_096 und 732_045 in den gemessenen Bereichen in den verwendeten Assays (732_071ab, Kd = 100 nM), 732_108 Kd = 35 nM, 732_096 Kd = 30 nM und 732_045 Kd = 30 nM). The composite system 732_070ab showed no measurable binding affinity for CGRP. This result reinforces the assumption that hairpin loop I is involved in the binding process with CGRP, as is also suggested by data from the enzymatic probing experiment. The fragments 732_071a + 732_071b, on the other hand, form a nucleic acid binder that binds to the target molecule CGRP with a K d of 100 nM. Further experiments showed that the strain of the former hairpin loop III had to be at least five base pairs long in order to obtain a measurable binding event. Assembling a nucleic acid binder from two fragments is an efficient alternative to obtain a minimal binding motif. It allows the synthesis and production of relatively long nucleic acid binders on a large scale with a reasonable scientific and also economic effort. The same principles apply to the generation of composite CGRP-binding nucleic acid structures as for one-piece nucleic acid binders. The affinity and bioactivity of the resulting nucleic acid binder 732_071ab according to the invention was comparable to that of the one-part nucleic acid binders 732_108, 732_096 and 732_045 in the measured areas in the assays used (732_071ab, K d = 100 nM), 732_108 K d = 35 nM d = 732_096 30 nM and 732_045 K d = 30 nM).

Die Spiegelmer/L-CGRP- und Aptamer/D-CGRP-Komplexe ergaben innerhalb der experimentellen Fehlerabweichung übereinstimmende Gleichgewichtsbindungskonstanten. The Spiegelmer / L-CGRP and aptamer / D-CGRP complexes resulted within the experimental error deviation matching equilibrium binding constants.

Die Nukleinsäurebinder 732_045, 732_096 und 732_071ab wurden ausgewählt für weiterführende biologische Studien und in den entsprechenden enantiomeren Formen synthetisiert. Nucleic acid binders 732_045, 732_096 and 732_071ab were selected for further biological studies and in the corresponding enantiomeric forms synthesized.

Die verschiedenen, im Rahmen dieses Beispiels erzeugten und verwendeten Sequenzen sind in Fig. 18 dargestellt. Den in Fig. 18 dargestellten Sequenzen kann dabei die jeweils folgende SEQ. ID. No. zugeordnet werden:
Sequenz SEQ. ID. No. 666 9 732 10 732_026 11 732_029 12 732_045 13 732_096 14 732_100 15 732_103 16 732_104 17 732_108 18 732_070a 19 732_070b 20 732_071a 21 732_071b 22
The various sequences created and used in this example are shown in FIG . The sequences shown in FIG. 18 can be followed by the following SEQ. ID. No. be assigned:
sequence SEQ. ID. No. 666 9 732 10 732_026 11 732_029 12 732_045 13 732_096 14 732_100 15 732_103 16 732_104 17 732_108 18 732_070a 19 732_070b 20 732_071a 21 732_071b 22

Beispiel 3Example 3 Selektion von 2'-F-RNA-AptamerenSelection of 2'-F-RNA aptamers

Es wurde eine weitere Selektion durchgeführt mit dem Ziel, 2'-F-RNA-Aptamere gegen D- CGRP zu identifizieren. Die dabei angewandten Reaktionsbedingungen sind die folgenden:
Bei dem verwendeten Zielmolekül handelt es sich um CGRP aus Ratten. Sequenz und Bereitstellung erfolgte analog zu der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise.
A further selection was carried out with the aim of identifying 2'-F-RNA aptamers against D-CGRP. The reaction conditions used are the following:
The target molecule used is CGRP from rats. Sequence and provision took place analogously to the procedure described in Example 1.

Selektionspool, Erstellung des StartpoolsSelection pool, creation of the start pool

Der Selektionspool SK60 besteht aus einem randomisierten Bereich von 60 Nukleotiden, welcher von dem T7-Primer (37 Nukleotide) vom 5'-Ende und vom reverse-Primer (20 Nukleotide) am 3'-Ende flankiert wird. Der T7 Primer beinhaltet einen Transkriptionsinitiierenden und einen Forward-Primerbereich. Der Forward-Primer fängt zur Verbesserung der Transkriptionseffizienz mit einen Guanosintriplett an.
SK60 Pool: 5'-GGG AAT TCG AGC TCG GTA CC-N60-CTG CAG GCA TGC AAG CTT GG-3'
SK.60T7: 5'-TAA TAC GAC TCA CTA TAG GGA ATT CGA GCT CGG TAC C-3'
SK.60F: 5'-GGG AAT TCG AGC TCG GTA CC-3'
SK.60R: 5'-CCA AGC TTG CAT GCC TGC AG-3'
The selection pool SK60 consists of a randomized region of 60 nucleotides, which is flanked by the T7 primer (37 nucleotides) from the 5 'end and by the reverse primer (20 nucleotides) at the 3' end. The T7 primer contains a transcription initiator and a forward primer area. The forward primer begins with a guanosine triplet to improve transcription efficiency.
SK60 Pool: 5'-GGG AAT TCG AGC TCG GTA CC-N 60 -CTG CAG GCA TGC AAG CTT GG-3 '
SK.60T7: 5'-TAA TAC GAC TCA CTA TAG GGA ATT CGA GCT CGG TAC C-3 '
SK.60F: 5'-GGG AAT TCG AGC TCG GTA CC-3 '
SK.60R: 5'-CCA AGC TTG CAT GCC TGC AG-3 '

Die Annealing-Temperatur für die Primer wurde theoretisch berechnet und im berechneten Rahmen anschließend experimentell optimiert.

Tm = Schmelztemperatur, Tp = 22 + 1.46 × [2 × (#GC) + (#AT)] = optimale Annealing- Temperatur mit optimaler Amplifikation, nach Wu et al., 1991, DNA and Cell Biology 10, 233; ohne T7-Promotor-Region.
The annealing temperature for the primers was calculated theoretically and then experimentally optimized within the calculated framework.

T m = melting temperature, T p = 22 + 1.46 × [2 × (#GC) + (#AT)] = optimal annealing temperature with optimal amplification, according to Wu et al., 1991, DNA and Cell Biology 10, 233; without T7 promoter region.

Der Pool wurde synthetisch hergestellt, die Basenzusammensetzung bestimmt und eine Komplexität von 1 × 1015 Molekülen entsprechend 1,78 nmol ssDNA über Polymerase- Kettenreaktion (engl. polymerase chain reaction [PCR]) amplifiziert. 1,78 nmol der doppelsträngigen DNA wurden in der in vitro Transkription mit fluorierten Pyrimidin- Nukleotiden (TriLink BioTechnologies, San Diego, CA92121) in 2'-fluoroierte RNA nach Protokoll 1 umgeschrieben. Der so hergestellte 2'-F-SK60 RNA Startpool wurde in die erste Selektionsrunde eingesetzt. Protokoll 1 Ansatz der in vitro Transkription für die 1. Runde

The pool was produced synthetically, the base composition determined and a complexity of 1 × 10 15 molecules corresponding to 1.78 nmol ssDNA amplified via polymerase chain reaction (PCR). 1.78 nmol of the double-stranded DNA was transcribed into 2'-fluorinated RNA according to protocol 1 in the in vitro transcription with fluorinated pyrimidine nucleotides (TriLink BioTechnologies, San Diego, CA92121). The 2'-F-SK60 RNA start pool thus produced was used in the first selection round. Protocol 1 Approach of in vitro transcription for the 1st round

Selektionspufferselection buffer

Der Selektionspuffer (20 mM HEPES, 150 mM NaCl, 5 mM KCl, 1 mM MgCl2 und 1 mM CaCl2) ist an physiologische Bedingungen des menschlichen Bluts angelehnt und während der ganzen Selektion verwendet. Der pH Wert von 7,4 wurde bei 37°C eingestellt. The selection buffer (20 mM HEPES, 150 mM NaCl, 5 mM KCl, 1 mM MgCl 2 and 1 mM CaCl 2 ) is based on the physiological conditions of human blood and is used throughout the selection. The pH of 7.4 was set at 37 ° C.

Selektionsstränge und StringenzenSelection strands and stringencies

Es wurden 2 verschiedene Selektionsansätze zur Identifizierung einer CGRP bindenden 2'- Fluoro-RNA durchgeführt, deren Charakteristika in der folgenden Tabelle zusammengefaßt sind. Tab. Charakteristika der Selektionsansätze gegen rCGRP-1

Two different selection approaches were carried out to identify a CGRP-binding 2'-fluoro-RNA, the characteristics of which are summarized in the following table. Tab. Characteristics of the selection approaches against rCGRP-1

Der erste Ansatz wurde unter Verwendung von Neutravidin-Agarose (Pierce) als Matrix zur Immobilisierung des 2'-F-RNA/Peptidkomplexes durchgeführt. Die gebundene 2'-Fluoro- RNA wurde in 2 Schritten von der Matrix eluiert. Zunächst wurden die Binder über Affinitätselution durch Kompetition mit einem Überschuß an nicht-biotinyliertem CGRP eluiert. Anschließend erfolgte eine Elution mit 8 M Harnstoff durch Denaturierung des 2'- Fluoro-RNA-Peptidkomplexes. Die Eluate wurden getrennt in der Amplifikation aufgearbeitet, um einen Selektionsdruck seitens der enzymatischen Reaktionen zu limitieren. The first approach was made using neutravidin agarose (Pierce) as a matrix Immobilization of the 2'-F-RNA / peptide complex carried out. The bound 2'-fluoro- RNA was eluted from the matrix in 2 steps. First, the trusses were over Affinity elution by competition with an excess of non-biotinylated CGRP eluted. This was followed by elution with 8 M urea by denaturing the 2'- Fluoro-RNA-peptide complex. The eluates were amplified separately worked up to limit a selection pressure on the part of the enzymatic reactions.

Der zweite Selektionsansatz wurde auf Steptavidin-derivatisierten magnetischen Partikeln als Matrix zur Immobilisierung des 2'-Fluoro-RNA-Peptidkomplexes durchgeführt. Die Elution erfolgte ebenfalls mit 8 M Harnstoff durch Denaturierung des RNA/Peptidkomplexes. The second selection approach was based on steptavidin-derivatized magnetic particles Matrix for immobilization of the 2'-fluoro-RNA peptide complex carried out. The elution was also carried out with 8 M urea by denaturing the RNA / peptide complex.

Faltung der 2'Fluoro-RNAFolding the 2'Fluoro-RNA

Um eine Mg2+- und Ca2+-Ionen unabhängige Faltung der 2'-Fluoro RNA zu erhalten, wurde die Denaturierung und Renaturierung (Faltung) in Selektionspuffer ohne Ca2+- und Mg2+- Ionen durchgeführt. Die 2'-Fluoro-RNA wurde in Selektionspuffer ohne Mg2+/Ca2+ für 5 Minuten bei 95°C denaturiert und anschließend für 30 Minuten auf 37°C gefaltet. Danach erfolgte die Zugabe der Ionen und eine weitere Faltung für 10 Minuten bei 37°C. Der Ansatz wurde direkt auf eine Vorsäule gegeben. In order to obtain a Mg 2+ and Ca 2+ ion-independent folding of the 2'-fluoro RNA, the denaturation and renaturation (folding) was carried out in selection buffer without Ca 2+ and Mg 2+ ions. The 2'-fluoro-RNA was denatured in selection buffer without Mg 2+ / Ca 2+ for 5 minutes at 95 ° C. and then folded at 37 ° C. for 30 minutes. The ions were then added and the mixture was folded for a further 10 minutes at 37 ° C. The batch was placed directly on a guard column.

Vorsäulenprecolumns

Die Vorsäule wurde zur Gegenselektion (counter-Selektion) von potentiell Matrix-bindenden 2'F-RNA Molekülen durchgeführt und dient somit generell der Abreicherung Matrix- bindender 2'-F-RNA innerhalb des Selektionsprozesses. Unter einer Vorsäule versteht man eine unbeladene Säule, welcher der eigentlichen Peptidsäule innerhalb einer Selektionsrunde vorgeschaltet ist. Die Vorsäule wurde gleich der Hauptsäule dimensioniert. Die 2'-F-RNA wurde für 30 Minuten bei 37°C mit der Matrix inkubiert, und anschließend wurde die 2'-F- RNA mit einem Säulenvolumen Selektionspuffer von der Matrix gewaschen. Die an der Matrix verbleibende markierte RNA wurde bestimmt und als Vorsäule dokumentiert. Die eluierte 2'-F-RNA wurde für den Selektionsprozeß weiter verwendet. The guard column was used for counter-selection of potentially matrix-binding 2'F-RNA molecules performed and thus generally serves to deplete matrix binding 2'-F-RNA within the selection process. A guard column is to be understood an unloaded column, which is the actual peptide column within a selection round is connected upstream. The guard column was dimensioned the same as the main column. The 2'-F-RNA was incubated for 30 minutes at 37 ° C with the matrix, and then the 2'-F- RNA was washed from the matrix with a column volume of selection buffer. The on the Labeled RNA remaining in the matrix was determined and documented as a precolumn. The eluted 2'-F-RNA was further used for the selection process.

Der Verlauf der Vorsäulen während der Selektion, d. h. der an der Matrix verbleibende Anteil markierter RNA, ist in Fig. 12 dargestellt. Dabei ist beachtlich, daß ab der Runde 13 die Selektion SA in zwei Selektionsstränge aufgeteilt wurde, nämlich Selektionsstrang SA-1 und SA-0,1, die sich in der Peptidkonzentration unterschieden. Im Falle von SA-1 betrug die Peptidkonzentration in Runde 13 10 nM und in den Runden 14 bis 16 1 nM, wohingegen im Selektionsansatz SA-0,1 die Konzentration an Peptid in der 13. Runde 10 nM und anschließend in den Runden 14 bis 16 nur 0,1 nM betrug. The course of the guard columns during the selection, ie the portion of labeled RNA remaining on the matrix, is shown in FIG. 12. It is noteworthy that from round 13 the selection SA was divided into two selection strands, namely selection strand SA-1 and SA-0.1, which differed in the peptide concentration. In the case of SA-1, the peptide concentration in round 13 was 10 nM and in rounds 14 to 16 1 nM, whereas in the selection approach SA-0.1 the concentration of peptide in round 13 was 10 nM and then in rounds 14 to 16 was only 0.1 nM.

Anbindung und ImmobilisierungConnection and immobilization

Zu der 2'F-RNA in Lösung wurde direkt das biotinylierte D-CGRP zugegeben. Die Konzentration des biotinylierten Peptids im Bindungsansatz wurde im Laufe des Selektionsprozesses, wie in der nachfolgenden Tabelle dargestellt, sukzessive verringert. Tab. Verringerung der Peptidkonzentration

The biotinylated D-CGRP was added directly to the 2'F-RNA in solution. The concentration of the biotinylated peptide in the binding mixture was successively reduced in the course of the selection process, as shown in the table below. Tab. Reduction of the peptide concentration

Die Anbindung des biotinylierten rCGRP-2'-F-RNA Ansatzes an die Neutravidin- bzw. Steptavidin-derivatisierte Matrix erfolgte durch direkte Zugabe des Bindungsansatzes auf die Matrix. Die Bindung erfolgte im Thermoschüttler (Eppendorf) für 10 Minuten bei 37°C mit einer Schüttelgeschwindigkeit von 800 UpM. The connection of the biotinylated rCGRP-2'-F-RNA approach to the neutravidin or Steptavidin-derivatized matrix was done by directly adding the binding approach to the Matrix. Binding was carried out in a thermal shaker (Eppendorf) for 10 minutes at 37 ° C a shaking speed of 800 rpm.

WaschenTo wash

Der an der Matrix immobilisierte bio-CGRP-2'F-RNA Komplex wurde mit Selektionspuffer gewaschen, um nicht gebundene 2'F-RNA in einzelnen Waschschritten von der Säule zu entfernen. CGRP-1 bindende 2'F-RNA verbleibt dabei auf der Matrix. Ein Waschvolumen betrug 100 µl Selektionspuffer. Während der Selektion wurde die Stringenz der Selektion über die Erhöhung der Waschschritte angezogen, wie dies auch aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich ist. Tab. Verlauf der Waschschritte

The bio-CGRP-2'F-RNA complex immobilized on the matrix was washed with selection buffer in order to remove unbound 2'F-RNA from the column in individual washing steps. CGRP-1 binding 2'F-RNA remains on the matrix. A wash volume was 100 µl selection buffer. During the selection, the stringency of the selection was increased by increasing the washing steps, as can also be seen from the table below. Tab. Course of the washing steps

Elution der gebundenen 2'-Fluoro-RNAElution of the bound 2'-fluoro-RNA Selektionsansatz NA-ASelection approach NA-A

Die Elution der an der Matrix über das Peptid gebundenen 2'-F- RNA erfolgte zunächst über Kompetition mit nicht-biotinyliertem CGRP in einem 10-fachen Überschuß über dem immobilisiertem bio-CGRP. Die Inkubation erfolgte für 12 Stunden bei 37°C im Überkopfschüttler. Anschließend erfolgte eine Elution der verbleibenden 2-F-RNA durch Denaturierung des 2'-F-RNA/Peptidkomplexes durch Zugabe von 8 M Harnstoff. Die Inkubation erfolgte bei 65°C für 20 Minuten im Thermoschüttler bei einer Schüttelgeschwindigkeit von 1200 UpM. Elution of the 2'-F- bound to the matrix via the peptide RNA was first carried out by competition with non-biotinylated CGRP in a 10-fold Excess over the immobilized bio-CGRP. The incubation was carried out for 12 hours 37 ° C in the overhead shaker. The remaining 2-F-RNA was then eluted by denaturing the 2'-F-RNA / peptide complex by adding 8 M urea. The Incubation took place at 65 ° C for 20 minutes in a thermal shaker 1200 rpm shaking speed.

Selektionsansatz SA-1/0,1Selection approach SA-1 / 0.1

Die Elution erfolgte durch Denaturierung des 2'-F-RNA/Peptidkomplexes durch Zugabe von 8 M Harnstoff. Die Inkubation erfolgte bei 65°C für 20 Minuten in einem Thermoschüttler bei einer Schüttelgeschwindigkeit von 1200 UpM. The elution was carried out by denaturing the 2'-F-RNA / peptide complex by adding 8 M urea. Incubation was at 65 ° C for 20 minutes in a thermal shaker at a shaking speed of 1200 rpm.

Der Verlauf der eluierten 2'-F-RNA und der Peptidkonzentration des Selektionsansatzes NA- A ist in Fig. 13 dargestellt. Es konnte eine Anreicherung bindender 2-F-RNA in der sechsten Selektionsrunde bei 1 µM Peptidkonzentration gezeigt werden. Die Peptidkonzentration wurde kontinuierlich bis auf 10 nM reduziert. Eine Reduktion der Peptidkonzentration erfolgte jeweils nur nach erneuter Anreicherung bindender 2'-F-RNA bei gegebener Peptidkonzentration, wie dies in den Runden 6, 8, 10 und 13 dargestellt ist. Die Selektion wurde ab Runde 13 bis 16 bei 10 nM Peptid in Plateau geführt, und die angereicherten Nukleinsäuren wurden kloniert und sequenziert. The course of the eluted 2'-F-RNA and the peptide concentration of the selection approach NA-A is shown in FIG. 13. An accumulation of binding 2-F-RNA was shown in the sixth round of selection at 1 µM peptide concentration. The peptide concentration was continuously reduced to 10 nM. The peptide concentration was reduced only after renewed enrichment of binding 2'-F-RNA at a given peptide concentration, as shown in rounds 6, 8, 10 and 13. The selection was plateaued from rounds 13 to 16 at 10 nM peptide, and the enriched nucleic acids were cloned and sequenced.

Der Verlauf der eluierten 2'F-RNA und der Peptidkonzentration der Selektionsstränge SA-1 und SA-0,1 ist in Abb. 14 A/B dargestellt. Die Selektionen SA-1 und SA-0,1 wurden bis zur 13. Runde gemeinsam als ein Selektionsstrang geführt und dann in die unterschiedlichen Selektionsstränge SA-1 und SA-0,1 mit unterschiedlicher Fortführung der Peptidkonzentration bis zur Runde 16 geführt, kloniert und sequenziert. Eine Reduktion der Peptidkonzentration erfolgte dabei jeweils nur nach erneuter Anreicherung bindender 2'-F- RNA bei gegebener Peptidkonzentration, wie dies in den Runden 8, 11 und 13 dargestellt ist. The course of the eluted 2'F-RNA and the peptide concentration of the selection strands SA-1 and SA-0.1 is shown in Fig. 14 A / B. The selections SA-1 and SA-0.1 were carried out together until the 13th round as a selection strand and then into the different selection strands SA-1 and SA-0.1 with different continuation of the peptide concentration up to round 16, cloned and sequenced. The peptide concentration was reduced only after renewed enrichment of binding 2'-F-RNA at a given peptide concentration, as shown in rounds 8, 11 and 13.

Amplifikationamplification Extraktion und FällungExtraction and precipitation

Die eluierte 2'-F-RNA wurde mittels Phenol-Chloroform-Extraktion gereinigt und anschließend mit Glycogen als Carrier, 0,3 M Natriumacetat pH 5,5 und 3 Volumina 50 : 50 (v/v) Ethanol-Isopropanol für 30 Minuten bei -80°C gefällt. The eluted 2'-F-RNA was purified by means of phenol-chloroform extraction and then with glycogen as carrier, 0.3 M sodium acetate pH 5.5 and 3 volumes 50:50 (V / V) ethanol-isopropanol precipitated at -80 ° C for 30 minutes.

Reverse Transkription (RT)Reverse transcription (RT)

Die gefällte 2'-F-RNA wurde mittels reverser Transkription in einzelsträngige DNA (ssDNA) umgeschrieben. Es werden < 5 pmol 2'-F-RNA-Templat pro 40 µl Ansatz eingesetzt. The precipitated 2'-F-RNA was converted into single-stranded DNA (ssDNA) by means of reverse transcription rewritten. <5 pmol of 2'-F-RNA template are used per 40 µl batch.

Zunächst wurden der 10 µM SK60-reverse Primer nach Denaturierung (5 Minuten 95°C) des 2'-F-RNA Templates in der Anwesenheit von 0,8 M Betain durch direktes Abkühlen der Probe auf Eis (sogenanntes. snap cooling) annealed. Anschließend wird der first strand Puffer (250 mM Tris/HCl, pH 8,3, 375 mM KCl, 15 mM MgCl2), 10 mM DTT und Desoxyribonukleinsäure zugegeben. Die Pufferbedingungen entsprechen denen für das Enzym Superscript II (Standardbedingungen des Herstellers). Der Ansatz wird für 2 Minuten auf 48°C erwärmt, und 5 Units der Reversen Transkriptase werden hinzugegeben. Die Inkubation erfolgte über einen Temperaturstufengradienten (48°C 30 Minuten, 50°C 20 Minuten, 55°C 10 Minuten, 70°C 15 Minuten) in einem PCR Thermocycler. First, the 10 µM SK60-reverse primer was annealed after denaturing (5 minutes 95 ° C) the 2'-F-RNA template in the presence of 0.8 M betaine by directly cooling the sample on ice (so-called snap cooling). The first strand buffer (250 mM Tris / HCl, pH 8.3, 375 mM KCl, 15 mM MgCl 2 ), 10 mM DTT and deoxyribonucleic acid is then added. The buffer conditions correspond to those for the enzyme Superscript II (standard conditions of the manufacturer). The mixture is heated to 48 ° C. for 2 minutes and 5 units of the reverse transcriptase are added. The incubation was carried out via a temperature step gradient (48 ° C. 30 minutes, 50 ° C. 20 minutes, 55 ° C. 10 minutes, 70 ° C. 15 minutes) in a PCR thermal cycler.

Polymerase-Kettenreaktion (Polymerase-chain reaction)Polymerase chain reaction

Jeweils 10 µl des RT-Ansatzes wurden als Template für die PCR eingesetzt, was einer Template-Menge von 1-5 µmol/100 µl PCR Ansatz entspricht. Die Nukleotidsequenzen der Primer sind:
SK.60T7: 5-TAA TAC GAC TCA CTA TAG GGA ATT CGA GCT CGG TAC C-3'
SK.60R: 5'-CCA AGC TTG CAT GCC TGC AG-3'
10 µl each of the RT mix were used as templates for the PCR, which corresponds to a template amount of 1-5 µmol / 100 µl PCR mix. The nucleotide sequences of the primers are:
SK.60T7: 5-TAA TAC GAC TCA CTA TAG GGA ATT CGA GCT CGG TAC C-3 '
SK.60R: 5'-CCA AGC TTG CAT GCC TGC AG-3 '

Der PCR-Ansatz wurde wie folgt zusammen gegeben und bis zu einer Ausbeute an dsDNA von ca. 1 pmol/µl Ansatz bei 1 Minute 94°C Denaturierung, 1 Minute 72°C Annealing und 1 Minute 72°C Elongation gefahren. Die Reaktion wurde auf einem denaturierenden 8%- igen Polyacrylamidgel analysiert. Protokoll 2 PCR-Reaktion während der Selektion

The PCR mixture was combined as follows and run to a yield of dsDNA of approx. 1 pmol / μl mixture with 1 minute of 94 ° C. denaturation, 1 minute of 72 ° C. annealing and 1 minute of 72 ° C. elongation. The reaction was analyzed on a denaturing 8% polyacrylamide gel. Protocol 2 PCR reaction during selection

Die PCR Ansätze wurden mit Ethanol gefällt, in Wasser resuspendiert, und 50-100 pmol Material wurden für die in vitro Transkription eingesetzt. The PCR batches were precipitated with ethanol, resuspended in water, and 50-100 pmol Material was used for in vitro transcription.

2'-Fluoro Transkription2'-fluoro transcription

50 pmol dsDNA wurden als Template für die Transkription mit Fluoro- Pyrimidinnukleosidtriphosphaten eingesetzt. Das Verhältnis der 2'-Fluroro- Pyrimidinnucleosidtriphosphaten zu den nicht-modifizierten Purinnukleosidtriphosphaten ist 3 : 1. Die Inkubation wurde über Nacht bei 37°C in einem Thermoblock durchgeführt. 50 pmol dsDNA were used as a template for the transcription with fluoro- Pyrimidine nucleoside triphosphates used. The ratio of the 2'-floor Pyrimidine nucleoside triphosphates to the unmodified purine nucleoside triphosphates 3: 1. The incubation was carried out overnight at 37 ° C. in a thermoblock.

4. Ergebnisse4. Results Verlauf der SelektionenCourse of the selections

Die Selektionen wurden in der ersten Runde als Sammelrunde angelegt, um möglichst keine bindenden F-RNA-Moleküle zu verlieren. In den folgenden Runden wurde über die Intensivierung der Waschschritte, die Verringerung der Peptidkonzentration, sowie die Erhöhung des RNA : Peptid-Verhältnisses die Stringenz hinsichtlich der Selektion hochaffiner bindender 2'-F-RNA kontinuierlich angezogen. The selections were created in the first round as a collective round, if possible none losing binding F-RNA molecules. In the following rounds, the Intensification of the washing steps, the reduction of the peptide concentration, as well as the Increasing the RNA: peptide ratio the stringency with regard to the selection of high affinity binding 2'-F-RNA continuously grown.

Es konnte für den Selektionsstrang NA eine erste Anreicherung an CGRP-bindender 2-F- RNA in den Runden 6 und 8 gezeigt werden. Nach Erhöhung der Stringenzfaktoren und anschließendem Einbruch des Signals konnte jeweils ein erneuter Anstieg an bindender 2'-F- RNA beobachtet werden. Die Selektion wurde schließlich bei einer Peptidkonzentration von 10 nM hinsichtlich des Signals in ein Plateau geführt, und die Eluate (Affinitätselution und denaturierende Elution) wurden getrennt amplifiziert, kloniert und sequenziert. NA-A bezeichnet die Sequenzen der Eluate der Affinitätselution und NA-D die Eluate der anschließenden denaturierenden Elution. A first enrichment of CGRP-binding 2-F- RNA will be shown in rounds 6 and 8. After increasing the stringency factors and subsequent drop in the signal, a renewed increase in binding 2'-F- RNA can be observed. The selection was finally made at a peptide concentration of 10 nM plateaued for the signal, and the eluates (affinity elution and denaturing elution) were separately amplified, cloned and sequenced. NA-A denotes the sequences of the eluates of the affinity elution and NA-D the eluates of the subsequent denaturing elution.

Der Selektionsstrang SA zeigte in Runde 8 eine Anreicherung an CGRP bindender 2'-F-RNA. Eine Reduktion der Peptidkonzentration führte immer zunächst zu einem Einbruch des Signals mit anschließender erneuter Anreicherung (Runden 11 und 13). Nach der Runde 13 wurde der Selektionsstrang in die beiden Stränge SA-1 und SA-0,1 gespalten. SA-1 wurde bei einer Peptidkonzentration von 1 nM, SA-0,1 bei einer Peptidkonzentration von 100 pM in ein Signalplateau gebracht; beide Strängen wurden dann getrennt amplifiziert, kloniert und sequenziert. The selection strand SA showed an accumulation of CGRP-binding 2'-F-RNA in round 8. A reduction in the peptide concentration always led to a drop in the Signals with subsequent enrichment (rounds 11 and 13). After round 13 the selection strand was split into the two strands SA-1 and SA-0.1. SA-1 was at a peptide concentration of 1 nM, SA-0.1 at a peptide concentration of 100 pM in a Signal plateau brought; both strands were then separately amplified, cloned and sequenced.

Sequenzensequences

Im Rahmen der Selektion wurden die folgenden Sequenzen erhalten: Familien

Tab x.

The following sequences were obtained as part of the selection: families

Tab x.

Die vorstehend genannten Sequenzen entsprechen dabei den folgenden SEQ. ID. No.:
Sequenz SEQ. ID. No. 1 23 2 24 3 25 4 26 5 27 6 28 7 29 8 30 9 31 10 32
The sequences mentioned above correspond to the following SEQ. ID. No .:
sequence SEQ. ID. No. 1 23 2 24 3 25 4 26 5 27 6 28 7 29 8th 30 9 31 10 32

Rankingranking

Ein Ranking der Klone wurde über Bindungsversuche gegen 1 µM D-CGRP in Lösung ermittelt. Die gefaltete, radioaktiv markierte RNA wurde 2 Stunden bei 37°C mit dem Peptid inkubiert, über Neutravidin-Agarose immobilisiert, gewaschen, und die prozentuale Anbindung der 2'-F-RNA an CGRP wurde ermittelt. Die Klone D7, El, G10 und E3 zeigten die höchste prozentuale Anbindung. Das Ergebnis ist auch in Fig. 19 dargestellt. Die Zuordnung der Herkunft der Klone aus den jeweiligen Selektionssträngen NA-A (Affinitätselution), NA-D (denaturierende Elution), SA-1 und SA-0,1 ist unter der x-Achse dargestellt. A ranking of the clones was determined using binding experiments against 1 µM D-CGRP in solution. The folded, radioactively labeled RNA was incubated with the peptide at 37 ° C. for 2 hours, immobilized on neutravidin agarose, washed, and the percentage binding of the 2'-F-RNA to CGRP was determined. Clones D7, El, G10 and E3 showed the highest percentage connection. The result is also shown in Fig. 19. The assignment of the origin of the clones from the respective selection strands NA-A (affinity elution), NA-D (denaturing elution), SA-1 and SA-0.1 is shown under the x-axis.

Kompetitioncompetition

Zur weiteren Charakterisierung der Klone C5, E1, F1 D7, B3 und F10 wurden Kompetitionstests durchgeführt. Das Ergebnis ist in Fig. 20 dargestellt. Die Kompetition durch nicht-biotinyliertes D-CGRP wurde durch Inkubation des biotinylierten D-CGRP (1 µM) und des freien CGRP (10 µM) bei 37°C mit radioaktiv markierter 2-F-RNA für 2 Stunden bestimmt. Es konnte gezeigt werden, daß die Klone C5, E1 und D7 durch freies CGRP kompetierbar sind, wohin gegen die Klone F1, B3 und F10 das nicht-biotinylierte CGRP nicht erkennen. Competition tests were carried out to further characterize the clones C5, E1, F1, D7, B3 and F10. The result is shown in FIG. 20. Competition from non-biotinylated D-CGRP was determined by incubating the biotinylated D-CGRP (1 µM) and the free CGRP (10 µM) at 37 ° C with radioactively labeled 2-F-RNA for 2 hours. It could be shown that clones C5, E1 and D7 can be competed for by free CGRP, whereas clones F1, B3 and F10 do not recognize the non-biotinylated CGRP.

Bead-Assay zur Bestimmung der DissoziationskonstantenBead assay to determine the dissociation constant

Jeweils 50 µmol der markierten 2'-F-RNA der Klone E1, D7 und 732 (Referenz, Ursprung der 2'-F-RNA-Selektion mit Pool PB40) wurden gefaltet und für 3 Stunden mit unterschiedlichen bio-CGRP-Konzentrationen in Lösung bei 37°C im Thermoschüttler inkubiert. Anschließend wurde eine konstante Menge magnetischer Steptavidin-Beads (Roche) als Matrix zugegeben und der 2'-F-RNA/Peptid-Komplex für 10 Minuten bei 37°C und einer Schüttelgeschwindigkeit von 800 UpM immobilisiert. Die magnetische Partikelmatrix wurde mittels eines Magnetseparators getrennt, der Überstand abgenommen und die Differenz der gebundenen/ungebundenen 2'-F-RNA ermittelt. Von den ermittelten Werten wurde die Kontrolle (0 µM bio-CGRP) als Background abgezogen. Die ermittelten Werte wurden in das Software-Programm GraphFit (Erithacus Software Ltd.) eingegeben und die Dissoziationskonstante bestimmt. 50 µmol each of the labeled 2'-F RNA from clones E1, D7 and 732 (reference, origin the 2'-F-RNA selection with pool PB40) were folded and used for 3 hours different bio-CGRP concentrations in solution at 37 ° C in a thermoshaker incubated. Then a constant amount of magnetic steptavidin beads (Roche) added as a matrix and the 2'-F-RNA / peptide complex for 10 minutes at 37 ° C and a shaking speed of 800 rpm. The magnetic Particle matrix was separated using a magnetic separator, the supernatant removed and the difference of bound / unbound 2'-F-RNA was determined. Of the identified The control (0 µM bio-CGRP) was subtracted as background. The determined Values were entered into the GraphFit software program (Erithacus Software Ltd.) and the dissociation constant is determined.

Die abgeschätzte Dissoziationskonstante ist danach 196 nM für E1 und 42 nM für D7. Der Referenzklon 732 (siehe Anwendungsbeispiel 1) aus der Selektion mit dem Startpool PB40 als interner Kontrolle für den hier verwendeten Bead-Assay ergab eine Dissoziationskonstante von 23 nM. Das Ergebnis ist in den Figs. 21 und 22 dargestellt. Weitere erhaltene Sequenzen sind in den Figs. 48 und 49 dargestellt. The estimated dissociation constant is then 196 nM for E1 and 42 nM for D7. The Reference clone 732 (see application example 1) from the selection with the start pool PB40 as an internal control for the bead assay used here resulted in a dissociation constant of 23 nM. The result is shown in Figs. 21 and 22. Other sequences obtained are shown in Figs. 48 and 49 shown.

Beispiel 4Example 4 Verwendung von Nukleinsäuren ohne Primer-Bindungsstellen für die Selektion von D-CGRP bindenden NukleinsäurenUse of nucleic acids without primer binding sites for the selection of D-CGRP binding nucleic acids

Für die hierin beschriebenen Untersuchungen wurden die folgenden Materialien verwendet, wobei die Angaben zu den Herstellern der folgend aufgeführten Substanzen, Lösungen und Enzyme bei den entsprechenden Textpassagen aufgeführt wurden. In allen Fällen wurde LiChromosolv Wasser von Merck verwendet. The following materials were used for the investigations described herein, the details of the manufacturers of the following substances, solutions and Enzymes were listed in the corresponding text passages. In all cases LiChromosolv water used by Merck.

Ratten α-D-CGRP wurde von Bachem, Heidelberg synthetisiert. Das zur Selektion verwendete Peptid trägt eine Biotingruppe am Carboxylterminus um die Trennung von ungebundenen Nukleinsäuren mittels der Biotin-Streptavidin oder Biotin-Neutravidin Anbindung zu ermöglichen. Hierfür wurde als Matrix Neutravidin-Agarose und Ultralink Plus Immobilized Streptavidin Gel (beides von Pierce) verwendet. Rats α-D-CGRP was synthesized by Bachem, Heidelberg. That for selection The peptide used carries a biotin group at the carboxyl terminus around the separation of unbound nucleic acids using the biotin streptavidin or biotin neutravidin Enable connection. Neutravidin-Agarose and Ultralink Plus were used as the matrix Immobilized streptavidin gel (both from Pierce) used.

Die verwendeten Oligonukleotide, d. h. RNA- und DNA-Nukleotide, wie Primer, Startpool, Ligationskonstrukte und dergleichen wurden alle bei der NOXXON Pharma AG mit Standard-Phosphoramiditchemie synthetisiert. Die Sequenzen finden sich in der folgenden Übersicht. The oligonucleotides used, i.e. H. RNA and DNA nucleotides, such as primers, start pools, Ligation constructs and the like were all part of NOXXON Pharma AG Standard phosphoramidite chemistry synthesized. The sequences can be found in the following Overview.

Verwendete und getestete OligonukleotideOligonucleotides used and tested STAR-1 OligonukleotideSTAR-1 oligonucleotides

Für die hierin offenbarten Sequenzen gilt hinsichtlich der Schreibweise folgendes:
Angaben in kursiv Schrift bezeichnen Nukleotide der Ligationsmatrizen, die mit der Bibliothek hybridisieren.
For the sequences disclosed herein, the following applies with regard to the spelling:
Information in italics denotes nucleotides of the ligation matrices that hybridize with the library.

Der unterstrichene Bereich einer Sequenz bedeutet, dass dieser Bereich dem T7 RNA- Polymerase-Promotor entspricht. The underlined area of a sequence means that this area corresponds to the T7 RNA Corresponds to polymerase promoter.

NOH bezeichnet allgemein ein Ribo-Nukleotid. N OH generally denotes a ribo-nucleotide.

COme bezeichnet ein 2'-OMethyl-modifiziertes Cytosin. C Ome denotes a 2'-OMethyl modified cytosine.

P bezeichnet ein 5'-Phosphat Übersicht der verschiedenen Sequenzen

Bibliothek

Forward

Reverse



P denotes a 5'-phosphate overview of the different sequences

Library

Forward

Reverse



STAR-1 Reverse Matrix entspricht STAR-1 Reverse Primer Reverse Ligate

STAR-1 Reverse Matrix corresponds to STAR-1 Reverse Primer Reverse Ligate

Herstellung des StartpoolsProduction of the start pool

Für eine Komplexität von 1 × 1015 Molekülen wurden 1,67 nmol Startpool in die Selektion eingebracht. Entsprechend wurde 33,4 Transkriptionen mit 50 µmol "STAR-1 initialer Pool, Reverse Strang" (5' COMeCOMeT GTC-(dN)40-GTC CTA TAG TGA GTC GTA TTA GTA GTG CGA AG) als Templat einer 100 µl Reaktion verwendet. Zur Bewerkstelligung eines DNA-Doppelstranges im Bereich des T7 Promotors wurde "STAR-1 Forward Primer" im 1,5fachen Überschuß zu "STAR-1 initialer Pool, Reverse Strang" dem Reaktionsansatz zugefügt. Die RNA wurde im Anschluß gelgereinigt und gefällt (Transkription und Gelreinigung siehe unten). For a complexity of 1 × 10 15 molecules, 1.67 nmol start pool were introduced into the selection. Correspondingly, 33.4 transcriptions with 50 µmol "STAR-1 initial pool, reverse strand" (5 'C OMe C OMe T GTC- (dN) 40 -GTC CTA TAG TGA GTC GTA TTA GTA GTG CGA AG) were used as a template for a 100 µl reaction used. To achieve a DNA double strand in the region of the T7 promoter, "STAR-1 forward primer" was added to the reaction mixture in a 1.5-fold excess of "STAR-1 initial pool, reverse strand". The RNA was then gel purified and precipitated (see below for transcription and gel purification).

Selektionsschritteselection steps Denaturierung und Faltung der RNADenaturation and folding of the RNA

Alle nicht-enzymatischen Schritte der Selektion - mit Ausnahme der Denaturierung - wurden in Selektionspuffer (10 mM Hepes-KOH pH 7,5 (Biochrom AG); 150 mM NaCl; 4 mM KCl; 1 mM MgCl2; 1 mM CaCl2 (alle Ambion) und 0,05% Tween-20 (Sigma)) durchgeführt. Die Denaturierung erfolgte für 5 Minuten bei 95°C in Selektionspuffer ohne Tween-20, MgCl2und CaCl2. Nach der Denaturierung wurde die RNA zunächst für 15 Minuten bei 37°C (oder Raumtemperatur) auf 37°C (oder Raumtemperatur) abgekühlt. Tween-20, MgCl2 und CaCl2 wurden zugesetzt und die Faltung nochmals bei 37°C (oder Raumtemperatur) für 15 Minuten fortgesetzt. All non-enzymatic steps of the selection - with the exception of denaturation - were in selection buffer (10 mM Hepes-KOH pH 7.5 (Biochrom AG); 150 mM NaCl; 4 mM KCl; 1 mM MgCl 2 ; 1 mM CaCl 2 (all Ambion) and 0.05% Tween-20 (Sigma)). The denaturation was carried out for 5 minutes at 95 ° C. in selection buffer without Tween-20, MgCl 2 and CaCl 2 . After denaturation, the RNA was first cooled to 37 ° C (or room temperature) for 15 minutes at 37 ° C (or room temperature). Tween-20, MgCl 2 and CaCl 2 were added and folding continued again at 37 ° C (or room temperature) for 15 minutes.

Anbindungconnection

Im Anschluss an die Faltung wurde die RNA zunächst bei 37°C (oder Raumtemperatur) für 30 Minuten ohne Peptid entweder mit der Matrix Neutravidin-Agarose oder mit Ultralink Plus Immobilized Streptavidin Gel inkubiert. Diese sogenannte Vorselektion diente der Abtrennung von potentiellen Matrixbindern. Nach diesem Inkubationsschritt wurde die ungebundene RNA von der Matrix mittels Filtration durch MobiTec-Säulchen getrennt, mit verschiedenen Konzentrationen von biotinyliertem CGRP versetzt und für mindestens 2 Stunden - bei niedrigen Peptidkonzentrationen gegebenenfalls auch über Nacht - bei 37°C (oder Raumtemperatur) belassen. Daraufhin wurde dem Bindungsansatz die biotinbindende Matrix zugesetzt. Die Matrix mit der daran gebundenen RNA wurde nach 30 min von der Lösung durch Zentrifugation getrennt und mit Selektionspuffer gewaschen. Das hierbei verwendete Waschvolumen lag in den ersten Runden bei der 5-10fachen Menge der Matrix, in späteren Selektionsrunden bei 25fachem Waschvolumen. Following the folding, the RNA was initially at 37 ° C (or room temperature) for 30 minutes without peptide either with the Neutravidin-Agarose matrix or with Ultralink Plus Immobilized streptavidin gel incubated. This so-called preselection served the Separation of potential matrix binders. After this incubation step, the unbound RNA separated from the matrix by filtration through MobiTec columns, with different concentrations of biotinylated CGRP and for at least 2 Hours - at low peptide concentrations, if necessary also overnight - at 37 ° C (or room temperature). Thereupon the binding approach became the biotin binding Matrix added. The matrix with the RNA bound to it was removed after 30 min Solution separated by centrifugation and washed with selection buffer. That here wash volume used in the first rounds was 5-10 times the amount of the matrix, in later selection rounds with 25 times the wash volume.

Elution der bindenden RNA-MoleküleElution of the binding RNA molecules

Hierzu wurde die nach dem Waschen auf der Matrix verbliebene RNA zweimal mit jeweils 400 µl 8 M Harnstoff mit 10 mM EDTA (beide von Ambion) für 15 Minuten bei 65°C vom Matrixmaterial eluiert. Die eluierte RNA wurde mit 400 µl Phenol/(Chloroform/Isoamylalkohol)-Gemisch (1 : (1 : 1/24)) (Applichem) versetzt, 5 min bei 13000 rpm bei Raumtemperatur zentrifugiert, die wässrige Phase (Überstand) abgenommen, die phenolische Phase einmal mit 100 µl Wasser re-extrahiert, die wässrigen Phasen vereinigt und mit 500 µl Chloroform-Isoamylyalkohol-Gemisch (24 : 1) (Applichem) geschüttelt, 5 min bei 13000 rpm auf Raumtemperatur zentrifugiert und die obere wässrige Phase abgenommen. For this, the RNA remaining on the matrix after washing was checked twice with each 400 µl of 8 M urea with 10 mM EDTA (both from Ambion) for 15 minutes at 65 ° C from Matrix material eluted. The eluted RNA was 400 ul Phenol / (chloroform / isoamyl alcohol) mixture (1: (1: 1/24)) (Applichen) added, 5 min Centrifuged at 13,000 rpm at room temperature, the aqueous phase (supernatant) removed, the phenolic phase was re-extracted once with 100 ul water, the aqueous phases combined and shaken with 500 µl chloroform-isoamyly alcohol mixture (24: 1) (Applichen), 5 min Centrifuged at 13000 rpm to room temperature and the upper aqueous phase removed.

Die wässrige Phase wurde daraufhin mit 2,5 fachen Volumen 100% Ethanol (Fluka), 0,3 M Natriumacetat (Ambion) und 1 µl Glycogen (Roche) für 30 min bei -80°C gefällt und für 30 min bei 14.000 rpm (4°C) zentrifugiert. Das Pellet wurde einmal mit eiskaltem 70%igem Ethanol (Fluka) gewaschen. The aqueous phase was then treated with 2.5 times the volume of 100% ethanol (Fluka), 0.3 M Sodium acetate (Ambion) and 1 µl glycogen (Roche) precipitated for 30 min at -80 ° C and for 30 min Centrifuged at 14,000 rpm (4 ° C). The pellet was once ice-cold 70% Washed ethanol (Fluka).

Ligation und AmplifikationLigation and amplification Vorbereitung für die LigationPreparation for the ligation

Entscheidend für eine erfolgreiche Ligation war die Ermittlung der zu ligierenden RNA- Menge. Die eluierte RNA-Menge wurde über die Radioaktivität und - wenn möglich - über die OD bestimmt. Die OD-Bestimmung hat den Nachteil, dass ein Minimalvolumen von 50 µl nötig ist. Für den Ligationsansatz durfte die RNA aber nicht in zu großem Volumen aufgenommen werden. The decisive factor for successful ligation was the determination of the RNA to be ligated Quantity. The amount of RNA eluted was determined via the radioactivity and - if possible - via the OD determines. The disadvantage of OD determination is that a minimum volume of 50 µl is necessary. For the ligation approach, however, the RNA was not allowed to be in too large a volume be included.

Deshalb wurde zu Beginn einer jeden Selektionsrunde die spezifische Aktivität [cpm/pmol] bestimmt. Damit ließ sich die Menge der eluierten RNA gut abschätzen. Therefore, at the beginning of each selection round, the specific activity [cpm / pmol] certainly. This made it easy to estimate the amount of eluted RNA.

Abschätzung der H2O-Menge zur Lösung des PelletsEstimate the amount of H 2 O used to dissolve the pellet

Da die Ligationsansätze für Templat-Mengen von bis 5 pmol Templat beziehungsweise ab 5 pmol Templat optimiert wurden, wurde für die folgende Berechnung der H2O-Menge das entsprechendene Protokoll gewählt. Mit Hilfe des Ligationsprotokolls wurde die maximale Menge H2O bestimmt und das Pellet entsprechend gelöst. Since the ligation approaches were optimized for template amounts of up to 5 pmol template or from 5 pmol template, the corresponding protocol was chosen for the following calculation of the H 2 O amount. The maximum amount of H 2 O was determined using the ligation protocol and the pellet was dissolved accordingly.

Ligationligation

Für die Ligation wurden in Vorversuchen 2 Ansätze mit unterschiedlichen (Templatmenge)/(Reaktionsvolumen + Enzymmenge)-Verhältnissen bestimmt. Die Ansätze variieren zudem, wenn statt der hier aufgeführten "Simultan-Ligation" die "Parallele-2- Schritt-Ligation" durchgeführt wurde (siehe unten). Ansätze bis 5 pmol: "Simultan Ligation" Volumen des Ansatzes: 14 µl pro 1 pmol RNA-Templat



In preliminary experiments, two approaches with different (template amount) / (reaction volume + enzyme amount) ratios were determined for the ligation. The approaches also vary if, instead of the "simultaneous ligation" listed here, the "parallel 2-step ligation" was carried out (see below). Batches up to 5 pmol: "Simultaneous ligation" Volume of the batch: 14 µl per 1 pmol RNA template



"Parallele-2-Schritt-Ligation""Parallel-2-step ligation"

In diesem Fall wurde die gelöste RNA in zwei Ansätze geteilt. Der erste Ansatz wurde zunächst am 5'-Ende ligiert, während der zweite Ansatz zunächst am 3'-Ende ligiert wurde. Dementsprechend wurden zunächst jeweils nur die entsprechende Menge "ds F- oder R-Adapter" in den Ansatz gegeben. Nach dem ersten Ligationschritt wurden entsprechend dann die jeweils noch fehlenden "ds F- oder R- Adapter" zugesetzt, 5 min. auf 50°C erhitzt und danach erneut RNAse-out und Ligase dazugegeben. Ansätze ab 5 pmol: "Simultan Ligation" Volumen des Ansatzes: 14 µl pro 5 pmol RNA-Templat

In this case the dissolved RNA was divided into two batches. The first approach was first ligated at the 5 'end, while the second approach was first ligated at the 3' end. Accordingly, only the appropriate amount "ds F or R adapter" was initially added to the batch. After the first ligation step, the missing "ds F or R adapter" was then added accordingly, 5 min. heated to 50 ° C and then again RNAse-out and ligase added. Batches from 5 pmol: "Simultaneous Ligation" Volume of the batch: 14 µl per 5 pmol RNA template

"Parallele-2-Schritt-Ligation""Parallel-2-step ligation"

(wie oben beschrieben) (as described above)

Ligation nach der ersten RundeLigation after the first round

Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Protokoll, ist nach der 1. Runde die Zugabe von ds R-Adapter 2 (für n + 1 Transkripte) nicht notwendig, da die Transkription vor der 1. Runde durch Einsatz von zwei terminalen 2'-O-Methyl-Nukleotiden sauber terminiert wurde. Deshalb wurd im Anschluß an die erste Runde nur ds R-Adapter 1 (Rev Ligat/ Rev Primer) im 20 × Überschuß zur eluierten RNA eingesetzt. In contrast to the protocol described above, after the 1st round the addition of ds R adapter 2 (for n + 1 transcripts) is not necessary because the transcription is before the first round was terminated properly by using two terminal 2'-O-methyl nucleotides. Therefore, after the first round, only the R adapter 1 (Rev Ligat / Rev Primer) used in 20 × excess to the eluted RNA.

Reverse TranskriptionReverse transcription

Die Reverse Transkription fand - direkt im Anschluss an die Ligation - mit bis zu 15 µmol ligierter RNA in einem Volumen von bis zu 100 µl statt. Bei größeren Stoffmengen müssen mehrere Parallelansätze gemacht werden. Die Größe des rT-Ansatzes ist durch die unterschiedlich konzentrierten Ligationsansätze bestimmt (Simultan-Ligation/Parallele-2- Schritt Ligation bis bzw. ab 5 µmol). The reverse transcription took place - directly after the ligation - with up to 15 µmol ligated RNA in a volume of up to 100 ul. For larger quantities of material several parallel approaches are made. The size of the rT approach is due to the differently concentrated ligation approaches determined (simultaneous ligation / parallel-2 Ligation step up to or from 5 µmol).

Eckpunkte für die RT waren:


Key points for the RT were:


Die Temperaturbedingungen waren: 20 min auf 51°C + 10 min auf 54°C; dann 4°C The temperature conditions were: 20 min at 51 ° C + 10 min at 54 ° C; then 4 ° C

PCRPCR

PCR wurde mit maximal 1 µmol Template pro 100-µl-PCR durchgeführt. Wenn eine größere Stoffmenge RNA eluiert wurde, mussten mehrere PCRs parallel angesetzt werden. Wenn man bedenkt, dass vor Beginn eines Anstieges häufig nur 1 µmol eluiert werden und somit die Kompexität nicht größer als die Anzahl der Moleküle in einem pmol sein kann, kann man ohne Zweifel auch nur einen Teil (> 1 µmol) der cDNA PCR-amplifizieren (man muss nicht die gesamte cDNA in PCR einsetzen). Dies wurde ab Runde 5 so gehandhabt. PCR was carried out with a maximum of 1 µmol template per 100 µl PCR. If a bigger one RNA was eluted, several PCRs had to be set up in parallel. If considering that before the start of an increase only 1 µmol is often eluted and thus the Compexity cannot be greater than the number of molecules in a pmol without a doubt PCR-amplify even a part (> 1 µmol) of the cDNA (you don't have to insert the entire cDNA in PCR). This was done from round 5 onwards.

Grund für den Einsatz von maximal 1 µmol Ligationstemplat in die PCR ist die Ligationsmatrix für die n + 1-Transkripte (3'-Mikroheterogenitäten in der Transkription). Die genutzte Ligationsmatrix mit der "universal"-Base (2'-Desoxyinosin) wird in die PCR verschleppt und kann dort auch zwangsläufig als Reverse Primer primen. So entsteht ein nicht spaltbares PCR-Produkt. Je mehr Templat in die PCR gebracht wird, desto mehr Ligationsadapter werden verschleppt und desto mehr unspaltbares PCR-Produkt entsteht. Deshalb sollte nie mehr als 1 µmol Templat in die PCR eingesetzt werden. The reason for using a maximum of 1 µmol ligation template in the PCR is the Ligation matrix for the n + 1 transcripts (3'-micro heterogeneities in the transcription). The used ligation matrix with the "universal" base (2'-deoxyinosine) is in the PCR delayed and can inevitably prime there as a reverse primer. This is not how one arises fissile PCR product. The more template is brought into the PCR, the more Ligation adapters are carried over and the more unsplittable PCR product is created. Therefore, no more than 1 µmol template should be used in the PCR.

Wird dagegen Inosin als "universal base" für die Ligationsmatrix verwendet, kann bis zu 5 pmol (oder mehr, nicht getestet) Templat in die PCR eingesetzt werden. In diesem Fall sind auch die durch die Ligationsmatrize geprimten PCR-Produkte alkalisch verdaubar (Wurde in dieser Selektion nicht verwendet). Wie bei der Ligation und reversen Transkription gab es zwei verschiedene PCR-Protokolle für Simultan-Ligation/Parallele-2-Schritt Ligation bis bzw. ab 5 pmol. In contrast, if inosine is used as the "universal base" for the ligation matrix, up to 5 pmol (or more, not tested) template to be used in the PCR. In this case the PCR products primed through the ligation matrix are also alkaline digestible (was in this selection is not used). As with ligation and reverse transcription, there were two different PCR protocols for simultaneous ligation / parallel 2-step ligation up or from 5 pmol.

Eckpunkte für die PCR waren:




Key points for the PCR were:




In der Regel wurden 13-15 PCR-Zyklen gefahren. As a rule, 13-15 PCR cycles were carried out.

Alkalische Spaltung des Reverse-Strange und TestgelAlkaline cleavage of the reverse strand and test gel

Zunächst wurden 10 µl PCR-Produkt testweise alkalisch gespalten. Das Standardrezept für die analytische alkalische Spaltung des Reverse-Stranges sah wie folgt aus:


First, 10 µl of PCR product were cleaved by alkaline tests. The standard recipe for the analytical alkaline cleavage of the reverse strand was as follows:


Im Anschluss wurde der pH-Wert mittels Indikatorpapier überprüft. Der pH-Wert sollte in etwa bei pH 5-6 liegen. The pH was then checked using indicator paper. The pH should be in be around pH 5-6.

Das gespaltene PCR Produkt wurde mittels eines ssDNA-Standards (Länge 78 nt, zur Probe wurde 3,55 µmol NaCl (Ambion) zugegeben, um Salzeffekt auszugleichen) auf einem 10% denaturierenden PAGE quantifiziert, um zu bestimmen, welches Volumen alkalisch gespaltenes PCR-Produkt in die folgende in vitro-Transkription (Ziel-Menge: 50 µmol PCR- Produkt pro 100-µl-Ansatz) eingesetzt werden muss. In der Regel wurden 100 µmol PCR- Produkt alkalisch verdaut (für zwei 100 µl in vitro-Transkriptionen). The cleaved PCR product was tested using an ssDNA standard (length 78 nt) 3.55 µmol NaCl (Ambion) was added to compensate for the salt effect) on a 10% denaturing PAGE quantified to determine which volume is alkaline cleaved PCR product into the following in vitro transcription (target amount: 50 µmol PCR Product per 100 µl batch) must be used. As a rule, 100 µmol PCR Product digested alkaline (for two 100 µl in vitro transcriptions).

Ethanolfällung mit NatriumacetatEthanol precipitation with sodium acetate

Die Ethanolfällung mit Natriumacetat (Ambion) diente an dieser Stelle hauptsächlich zum Entsalzen der Proben. The ethanol precipitation with sodium acetate (Ambion) was mainly used for Desalt the samples.

Es wurde 1/10 Volumen der PCR an 3 M NaOAc (pH 5,3), 2,5fache PCR-Volumen an 100% Ethanol und 1-2 µl Glycogen (20 µg/ml) hinzugefügt. Der Ansatz wurde 30 min bei -80°C gefällt, 30 min bei 13.000-14.000 rpm bei 4°C zentrifugiert, das Pellet einmal mit 500 µl 70%igem Ethanol gewaschen und 5 min bei 13.000-14.000 rpm abzentrifugiert. Das Pellet wurde in Wasser (1/10 des ursprünglichen PCR-Volumens) resuspendiert oder der T7- Transkriptionsansatz direkt auf das Pellet pipettiert (und dann resuspendiert). 1/10 volume of the PCR was performed on 3 M NaOAc (pH 5.3), 2.5 times the PCR volume on 100% Ethanol and 1-2 µl glycogen (20 µg / ml) added. The mixture was at -80 ° C for 30 min precipitated, centrifuged for 30 min at 13,000-14,000 rpm at 4 ° C, the pellet once with 500 µl Washed 70% ethanol and centrifuged for 5 min at 13,000-14,000 rpm. The pellet was resuspended in water (1/10 of the original PCR volume) or the T7 The transcription batch was pipetted directly onto the pellet (and then resuspended).

T7-TranskriptionT7 transcription

Während der T7-Transkription wurde radioaktives alpha-32P-GTP (Hartmann) eingebaut. In die in vitro Transkription wurden 50 µmol Templat (pro 100 µl Ansatz) eingebracht. Als Besonderheit gegenüber anderen Transkriptionen wurde ein 8-facher Überschuss an Guanosin-5'-Monohosphat (8 × GMP) über GTP zugegeben, so dass die meisten Transkripte ein 5'-Monophosphat getragen haben dürften. Radioactive alpha- 32 P-GTP (Hartmann) was incorporated during T7 transcription. 50 µmol template (per 100 µl mixture) was introduced into the in vitro transcription. As a special feature compared to other transcriptions, an 8-fold excess of guanosine 5'-monohosphate (8 × GMP) was added via GTP, so that most transcripts should have carried a 5'-monophosphate.

Eckpunkte für die in vitro Transkription waren:




Key points for in vitro transcription were:




Der 10 × Txn-Puffer (SK) enthält 800 mM Hepes/KOH (Biochrom), 220 mM MgCl2 (Ambion), 10 mM Spermidin (Fluka), pH 7,5. The 10 × Txn buffer (SK) contains 800 mM Hepes / KOH (biochrom), 220 mM MgCl 2 (Ambion), 10 mM spermidine (Fluka), pH 7.5.

Die in vitro-Transkription wurde für 8-16 Stunden bei 37°C durchgeführt. Im Anschluß wurde die verbliebene DNA mit ca. 10 units DNAse I (Sigma) verdaut (20 min bei 37°C). Der Verdau wurde durch Zugabe von EDTA (Ambion) gestoppt (Endkonzentration 25 mM). The in vitro transcription was carried out for 8-16 hours at 37 ° C. In connection the remaining DNA was digested with about 10 units of DNAse I (Sigma) (20 min at 37 ° C). The Digestion was stopped by adding EDTA (Ambion) (final concentration 25 mM).

Geireinigung der transkribierten RNAPurification of the transcribed RNA

Den 100-µl-Transkriptionsansätzen wurde je 50 µl konzentrierte Harnstoff-Lösung (Roth) mit Blaumarker (7,2 M urea, 10% Bromphemolblau (Merck)) zugesetzt, 5 min bei 95°C denaturiert und auf ein präparatives denaturierendes 10% PAA-Gel gegeben (Laufzeit etwa 1 Stunde bei 50 Watt). Als Größenstandards wurden zusätzlich ein RNA-(50mer) und DNA- (78mer)-Größenstandard (je 250 µmol) aufgetragen. Die Banden wurden mittels "UV- Shadowing" (bei 256 nm) sichtbar gemacht. The 100 µl transcription batches were each with 50 µl concentrated urea solution (Roth) Blue marker (7.2 M urea, 10% bromophemol blue (Merck)) added, 5 min at 95 ° C denatured and placed on a preparative denaturing 10% PAA gel (running time about 1 Hour at 50 watts). An RNA (50mer) and DNA (78mer) size standard (each 250 µmol) applied. The bands were "UV Shadowing "(at 256 nm) made visible.

Die ausgeschnittene Gel-Bande wurde mittels "Crush & Soak" eluiert. Dazu wurden die Gelstücke in 360 µl H2O und 140 µl 5 M Ammoniumacetat (Endkonzentration ca. 2 M) aufgenommen. Die Crush-and-soak-Elution lief 2 × 1,5 Stunden bei 68°C auf dem Thermoschüttler (1000 rpm). Die Überstände wurden durch Ultrafree MC-Säulchen (Millipore) in der Tischzentrifuge in 2 ml Eppis gefiltert. Dem Crush-and-Soak Filtrat (500 µl) wurden 1-2 µl Glycogen (20 µg/ml) und 1250 µl 100% Ethanol zugegben, die RNA 30 min bei Raumtemperatur gefällt, für 30 min bei 13.000-14.000 rpm abzentrifugiert, das Pellet einmal mit 400 µl eiskaltem 70%igem Ethanol gewaschen und letztendlich für 5 min bei 13.000-14.000 rpm abzentrifugiert. Das getrocknete Pellet wurde in 100 µl Wasser aufgenommen und die RNA-Konzentration bei 260 nm photometrisch bestimmt. The cut out gel band was eluted using "Crush &Soak". For this purpose, the gel pieces were taken up in 360 μl H 2 O and 140 μl 5 M ammonium acetate (final concentration approx. 2 M). The crush-and-soak elution was carried out 2 × 1.5 hours at 68 ° C. on the thermal shaker (1000 rpm). The supernatants were filtered through Ultrafree MC columns (Millipore) in the table centrifuge in 2 ml Eppis. The crush-and-soak filtrate (500 µl) was added 1-2 µl glycogen (20 µg / ml) and 1250 µl 100% ethanol, the RNA precipitated 30 min at room temperature, centrifuged for 30 min at 13,000-14,000 rpm, the Wash the pellet once with 400 µl ice-cold 70% ethanol and finally centrifuge for 5 min at 13,000-14,000 rpm. The dried pellet was taken up in 100 μl of water and the RNA concentration was determined photometrically at 260 nm.

ErgebnisseResults Simultane 5'- und 3'-Ligation: STAR-R02Simultaneous 5 'and 3' ligation: STAR-R02

Selektion STAR-R02 wurde in Runde 6 in zwei Stränge geteilt. Der erste Strang wurde mit einer Peptidkonzentration von 10 µM und einem 2-fachem Peptid-Überschuss ins Plateau geführt. Runde 10 wurde kloniert und sequenziert. Das Ergebnis ist graphisch in Fig. 28 und tabellarisch in Fig. 29 dargestellt. Selection STAR-R02 was divided into two strands in round 6. The first strand was led into the plateau with a peptide concentration of 10 μM and a 2-fold excess of peptide. Round 10 was cloned and sequenced. The result is shown graphically in FIG. 28 and in a table in FIG. 29.

Sequenzierung von Selektionsrunde STAR-R02-10Sequencing of selection round STAR-R02-10

Es wurden von 82 auswertbaren Sequenzen 62 verschiedene Sequenzen erhalten. Davon tragen 19 das charakteristische Kern-Motiv 1 (CATACGGTGAAAGAAACGAT), jedoch mit mit leichten Abwandlungen als in späteren Selektionsrunden. Sieben Klone zeigen ein über den gesamten randomisierten Bereich gespanntes Motiv 1/1, das nur an drei aufeinanderfolgenden Positionen beliebige Variabilität zulässt. Es enthält im Zentrum das Motiv 1. (ggacGACATGTTC NNN GAACATACGGTGAAAGAAACGATTGTCGgacagg). Darüber hinaus tauchen zwei Klone in der Sequenzierung von STAR-R02-12MW wieder auf. Ein weiterer findet sich in STAR-R02-15d. 62 different sequences were obtained from 82 evaluable sequences. From that 19 carry the characteristic core motif 1 (CATACGGTGAAAGAAACGAT), but with with slight modifications than in later selection rounds. Seven clones show one over the entire randomized area tense motif 1/1 that only three successive positions allows any variability. It contains that in the center Motif 1. (ggacGACATGTTC NNN GAACATACGGTGAAAGAAACGATTGTCGgacagg). In addition, two clones reappear in the sequencing of STAR-R02-12MW. Another can be found in STAR-R02-15d.

Selektion mit höherer StringenzSelection with higher stringency

Selektionsrunde 6 wurde wiederholt, wobei mehrere Parallelansätze selektiert wurden. Diese unterschieden sich lediglich in einer fallenden Peptidkonzentration. In den folgenden Runden wurde die Peptidkonzentration immer weiter verringert. Die Wahl der Peptidkonzentrationen geschah wie folgt: Die höchste Peptidkonzentration entsprach der Konzentration bei der in der vorangegangenen Runde noch erfolgreich hatte selektiert werden können (Signal > 1%, mindestens 3-fach über Leerselektion). Zusätzlich wurden um den Faktor 3,16 und den Faktor 10 verringerte Peptidkonzentrationen eingesetzt. Als Kontrolle diente eine Leerselektion ganz ohne Peptid. Die Runden 11-14 wurden mit einem verringerten RNA : Peptid-Verhältnis von 5 : 1 selektiert, Runde 15 als Doppelrunde (2x Selektion mit Verzicht auf Amplifikation) Das Ergebnis ist graphisch in Fig. 30 und tabellarisch in Fig. 31 dargestellt. Selection round 6 was repeated, with several parallel approaches being selected. These differed only in a falling peptide concentration. In the following rounds, the peptide concentration was reduced further and further. The peptide concentrations were selected as follows: The highest peptide concentration corresponded to the concentration at which the previous round had still been successfully selected (signal> 1%, at least 3 times via empty selection). In addition, peptide concentrations reduced by a factor of 3.16 and a factor of 10 were used. An empty selection without any peptide served as a control. Rounds 11-14 were selected with a reduced RNA: peptide ratio of 5: 1, round 15 as a double round (2x selection with no amplification). The result is shown graphically in FIG. 30 and in a table in FIG. 31.

Sequenzierung von Selektionsrunde STAR-R02-15dSequencing of selection round STAR-R02-15d

Es wurden von 41 auswertbaren Sequenzen 22 verschiedene Sequenzen erhalten, die alle das charakteristisches Motiv 1 (CATACGGTGAAAGAAACGAT) aufwiesen. 14 davon zeigten das erweiterte Motiv 1/1. 20 der 41 Klone treten auch in Selektion STAR-RNA-03-11 mit paralleler 2-Schritt-Ligation auf. 17 zum Teil überschneidende finden sich in STAR-R02- 12MW wieder, 3 in der 37°C-Selektion STAR-R02-15xx. Eine einzige Sequenz findet sich in Selektion STAR-R02-10. 22 different sequences were obtained from 41 evaluable sequences, all of which characteristic motif 1 (CATACGGTGAAAGAAACGAT). 14 of them showed the expanded motif 1/1. 20 of the 41 clones also appear in selection STAR-RNA-03-11 parallel 2-step ligation. 17 partially overlapping can be found in STAR-R02- 12 MW again, 3 in the 37 ° C selection STAR-R02-15xx. A single sequence can be found in Selection STAR-R02-10.

Matrixwechselmatrix changing

Ab Runde 8 wurde ausgehend von Runde 75 (1 µM) ein weiterer, paralleler Seletionsstrang eröffnet. Dieser zeichnet sich gegenüber den vorher genannten Seletionssträngen durch den wiederholten Wechsel der Selektionsmatrix (Festphase) aus. Es wurde zwischen Streptavidin ultra-link Plus (Pierce/Perbio) und Neutravidin-Agarose (Pierce/Perbio) gewechselt. Das Ergebnis ist graphisch in Fig. 32 und tabellarisch in Fig. 33 dargestellt. From round 8, another parallel selection strand was opened based on round 75 (1 µM). Compared to the previously mentioned selection strands, this is characterized by the repeated change of the selection matrix (solid phase). It was switched between streptavidin ultra-link Plus (Pierce / Perbio) and neutravidin-agarose (Pierce / Perbio). The result is shown graphically in FIG. 32 and in a table in FIG. 33.

Sequenzierung von Selektionsrunde STAR-R02-12MWSequencing of selection round STAR-R02-12MW

Es wurden von 35 auswertbaren Sequenzen 22 verschiedene Sequenzen erhalten (1 davon hat ein N). 20 der 22 (19 ohne N der 22) Sequenzen tragen das charakteristische Motiv 1, das auch schon in Selektion STAR-R02-15d beobachtet wurde (CATACGGTGAAAGAAACGAT). 11 Klone bestehen aus dem erweiterten Motiv 1/1. 2 der 35 Klone sind aus Selektion STAR-R02-10 bekannt, 21 aus STAR-R02-15d. 2 treten auch in STAR-R02-15xx und 15 Klone in STAR-R03-11 auf. From 35 evaluable sequences, 22 different sequences were obtained (1 of which has an N). 20 of the 22 (19 without N of the 22) sequences carry the characteristic motif 1, the was also observed in selection STAR-R02-15d (CATACGGTGAAAGAAACGAT). 11 clones consist of the expanded motif 1/1. 2 of the 35 clones are known from selection STAR-R02-10, 21 from STAR-R02-15d. 2 also come in STAR-R02-15xx and 15 clones in STAR-R03-11.

Selektion bei 37°CSelection at 37 ° C

Ab Runde 10 wurde aus der Matrixwechsel-Selektion (RNA 02MW) ein weiterer Strang abgezweigt und bei 37°C weiterselektiert. Runden 13xx, 14xx, 15xx wurden als Doppelrunden selektiert. Das Ergebnis ist graphisch in Fig. 34 und tabellarisch in Fig. 35 dargestellt. From round 10, a further strand was branched off from the matrix change selection (RNA 02MW) and further selected at 37 ° C. Rounds 13xx, 14xx, 15xx were selected as double rounds. The result is shown graphically in FIG. 34 and in a table in FIG. 35.

Sequenzierung von Selektionsrunde STAR-R02-15xxSequencing of selection round STAR-R02-15xx

Klonierung und Sequenzierung lieferten 40 auswertbare Klone mit 17 verschiedenen Sequenzen (3 davon tragen ein N). 6 Sequenzen (5 ohne eine Seq. mit N) tragen das typische Motiv 1 (CATACGGTGAAAGAAACGAT). 4 (3 ohne N) Sequenzen tragen ein Teilmotiv von dem oben genannten: (GAAAG) und sind beinahe identisch. Ein Klon zeigt das charakteristische Motiv 1/1. 7 Klone (davon 6 identisch) tragen das Motiv 1/1 jedoch mit vier aufeinander folgenden variablen Positionen (ggacGACATGTTC NNNN GAACATACGGTGAAAGAAACGATTGTCGgacagg). Cloning and sequencing provided 40 evaluable clones with 17 different ones Sequences (3 of them have an N). 6 sequences (5 without a seq. With N) carry the typical Motif 1 (CATACGGTGAAAGAAACGAT). 4 (3 without N) sequences have a partial motif from the above: (GAAAG) and are almost identical. A clone shows that characteristic motif 1/1. 7 clones (6 of which are identical) carry the 1/1 motif with four successive variable positions (ggacGACATGTTC NNNN GAACATACGGTGAAAGAAACGATTGTCGgacagg).

Aus diesem Selektionsstrang ging Klon R02-15xx-A11 hervor, der in den Beispielen 9 und 11 in der Zellkultur und in Beispiel 12 im Micro-Kalorimeter charakterisiert wurde. This selection strand gave rise to clone R02-15xx-A11, which was used in Examples 9 and 11 was characterized in the cell culture and in Example 12 in the micro-calorimeter.

6 (5 ohne eine mit N) Sequenzen tragen mit leichten Variationen ein neu identifiziertes Motiv 2 (GATGGCGCGGTCTNAAAAAACGCCGNNNGGGNGAGGG). Eine weitere ein sehr ähnliches mit einer Abwandlung (6 nt) im Zentrum des Motivs. Von den 40 Klonen waren bereits drei identische in Selektion STAR-R02-10 zu finden. Zwei traten in STAR- R02-15d auf. Einer davon auch in STAR-R02-12MW. 7 Klone waren in Selektion R03-11 zu finden. 6 (5 without one with N) sequences carry a newly identified one with slight variations Motive 2 (GATGGCGCGGTCTNAAAAAACGCCGNNNGGGNGAGGG). Another one very similar with a variation (6 nt) in the center of the motif. Of the 40 clones there were already three identical ones in selection STAR-R02-10. Two entered STAR R02-15d on. One of them also in STAR-R02-12MW. 7 clones were in selection R03-11 Find.

Parallele 2-Schritt-Ligation: Selektion STAR-R03Parallel 2-step ligation: selection STAR-R03

Die Selektion, deren Eluate zunächst geteilt und dann erst 5' und dann 3' bzw. erst 3' und dann 5' ligiert wurden, wurde mit steigender Stringenz bis in Runde 11 geführt. Das Ergebnis ist graphisch in Fig. 36 und tabellarisch in Fig. 37 dargestellt. The selection, the eluates of which were first divided and then only 5 'and then 3' or first 3 'and then 5', was carried out with increasing stringency until round 11. The result is shown graphically in FIG. 36 and in a table in FIG. 37.

Sequenzierung von Selektionsrunde STAR-R03-11Sequencing of selection round STAR-R03-11

Die Klonierung und Sequenzierung lieferte von 47 Klonen 29 verschiedene Sequenzen. 26 davon enthielten das charakteristische Motiv (CATACGGTGAAAGAAACGAT). Einer Sequenz fehlt davon das 5°C (→ A). Eine Sequenz zeigt das verkürzte Motiv (GAAAG, siehe STAR-R02-15xx). 14 der 26 zeigten das erweiterte Motiv 1/1. Zwei weitere das Motiv 1/1 mit vier aufeinanderfolgenden variablen Nukleotiden, das auch in Selektion STAR-R02- 15xx auftrat. Eine Sequenz ist offensichtlich ein Orphan. Cloning and sequencing provided 29 different sequences from 47 clones. 26 of which contained the characteristic motif (CATACGGTGAAAGAAACGAT). one The sequence lacks the 5 ° C (→ A). A sequence shows the shortened motif (GAAAG, see STAR-R02-15xx). 14 of the 26 showed the expanded motif 1/1. Two more the motif 1/1 with four successive variable nucleotides, which is also in selection STAR-R02- 15xx occurred. A sequence is obviously an orphan.

Es gibt keine Sequenzüberschneidungen mit STAR-R02-10. 20 Klone fanden sich auch in Selektion STAR-R02-15d, 19 Klone in Selektion STAR-R02-12MW und 7 Klone in STAR- R02-15xx. There is no sequence overlap with STAR-R02-10. 20 clones were also found in Selection STAR-R02-15d, 19 clones in selection STAR-R02-12MW and 7 clones in STAR- R02-15xx.

Insgesamt ist also auf Sequenzebene aufgrund der großen Überschneidung kein Unterschied zwischen gleichzeitiger und paralleler 2-Schritt-Ligation festzustellen. Von zwei Klonen wurden bereits abgewandelte Moleküle synthetisiert (verkürzt und terminaler Stem stabilisiert). Dies sind: STAR-R03-11-F10-45-001 und STAR-R03-11-C12-48-001. Overall, there is no difference at the sequence level due to the large overlap between simultaneous and parallel 2-step ligation. From two clones Modified molecules have already been synthesized (shortened and terminal stem ) Stabilized. These are: STAR-R03-11-F10-45-001 and STAR-R03-11-C12-48-001.

Aus dieser Selektion ging der Klon R03-11-F10 hervor, der in Beispiel 12 im Mikrokalorimeter näher charakterisiert wurde. From this selection the clone R03-11-F10 emerged, which in Example 12 in Microcalorimeter was characterized in more detail.

Die verschiedenen erhaltenen Sequenzen sind in Figs. 43-47 dargestellt. The various sequences obtained are shown in Figs. 43-47.

Beispiel 5Example 5 Selektion eines an biotinyliertes CGRP bindenden Aptamers unter Anwendung nicht-modifizierter RNASelection of an aptamer binding to biotinylated CGRP under Use of unmodified RNA

In diesem Beispiel wird die Selektion von Aptameren beschrieben, die gegen CGRP, genauer biotinyliertes CGRP von der Ratte binden. Das CGRP wurde erworben von Jerini AG und weist 37 Aminosäuren bei einem pI gemäß SWISS PROT-Datenbankeintrag von 7,8 auf. Als Matrix wurde Neutravidin-Agarose verwendet, nach Runde 9 wurde auf magnetische Streptavidin-Beads entsprechend den in Beispiel 3 verwendeten Materialien gewechselt. Die Immobilisierung für die Selektion mit prä-immobilisiertem CGRP erfolgte auf NeutrAvidin- Agarose unter Verwendung des folgenden Puffers, der auch als Selektionspuffer verwendet wurde: 10 mM HEPES (pH 7,4), 1 mM CaCl2, 1 mM MgCl2, 4 mM KCl, 150 mM NaCl, 0,1% Tween 20. This example describes the selection of aptamers that bind to rat CGRP, more precisely biotinylated CGRP. The CGRP was acquired by Jerini AG and has 37 amino acids with a pI according to SWISS PROT database entry of 7.8. Neutravidin-agarose was used as the matrix; after round 9, a switch was made to magnetic streptavidin beads corresponding to the materials used in Example 3. The immobilization for the selection with pre-immobilized CGRP was carried out on NeutrAvidin agarose using the following buffer, which was also used as a selection buffer: 10 mM HEPES (pH 7.4), 1 mM CaCl 2 , 1 mM MgCl 2 , 4 mM KCl, 150mM NaCl, 0.1% Tween 20.

Die Komplexbildung erfolgte auf der Matrix, nach Runde 9 in Lösung. Die Elution erfolgte durch Affinitätselution für das prä-immobilisierte Target, mit 8 M Harnstoff für die Streptavidin-Beads. Die Selektionstemperatur war 37°C und als Pool wurde der RNA-Pool verwendet, wie er im Zusammenhang mit Beispiel 1 verwendet wurde, mit der Ausnahme, daß hier keine 2'-Fluor-modifizierten Pyrimidinnukleotide verwendet wurden. The complex formation took place on the matrix, after round 9 in solution. The elution took place by affinity elution for the pre-immobilized target, with 8 M urea for the Streptavidin beads. The selection temperature was 37 ° C and the pool was the RNA pool used as used in connection with Example 1, except that no 2'-fluorine-modified pyrimidine nucleotides were used here.

Charakteristika der SelektionCharacteristics of the selection

Die Selektionen wurden bei einer konstanten Konzentration des Zielmoleküls von 50 µM bis zur Runde 9 durchgeführt. Ab Runde 9 wurde diese Konzentration schrittweise auf 10 nM abgesenkt, um die Stringenz der Selektion langsam zu erhöhen. Im Verlauf der Selektion wurden ausgehend von einen 2,5-fachen Waschvolumen der Waschanteil auf ein 5-faches (Runden 3-6) bzw. 10-faches (ab Runde 7) Waschvolumen erhöht. Das Zielmolekül war in den Runden 1-8 prä-immobilisiert auf NeutrAvidin-Agarose. In den folgenden Runden (ab Runde 9) erfolgte die Komplexbildung in Lösung an magnetischen Streptavidin Beads. Als Elutionsmethode wurde jeweils 5 Minuten mit 7 M Harnstoff bei 65°C eluiert. The selections were made at a constant concentration of the target molecule from 50 µM to for round 9. From round 9, this concentration gradually increased to 10 nM lowered to slowly increase the stringency of the selection. In the course of the selection starting from a 2.5-fold wash volume, the wash share was 5-fold (Laps 3-6) or 10-fold (from lap 7) wash volume increased. The target molecule was in Rounds 1-8 pre-immobilized on NeutrAvidin agarose. In the following rounds (from Round 9) the complex was formed in solution on magnetic streptavidin beads. As Elution method was eluted for 5 minutes with 7 M urea at 65 ° C.

Verlauf der SelektionSelection process

Im Verlauf der Selektion konnte ein erster Anstieg in der Runde 4 beobachtet werden. Dieser Anstieg konnte sich jedoch erst in Runde 9 mit 17% Anbindung durchsetzten. Da in dieser Runde auch ein Anstieg auf der Vorsäule zu beobachten war, erfolgte in dieser Runde der oben erwähnte Umstieg auf die magnetischen Streptavidin Beads, wobei noch ca. 10% der RNA eine Anbindung zeigten. Durch die Steigerung der Stringenz der Selektion wurde versucht, die Qualität der bindenden Moleküle hinsichtlich einer höheren Bindungskonstante zu verbessern. In Runde 15 wurden bei einer Konzentration von 500 nM des Zielmoleküls eine Anbindungsrate von 16% erreicht und der Pool wurde kloniert und sequenziert. Die Sequenzierung ergab 4 Sequenzfamilien, die mit 14 bis 32 Klone stark vertreten waren, weitere 13 Sequenzen waren 2 bis 7 mal im Pool vorhanden. Weiterhin wurden 36 Einzelsequenzen gefunden. Die Bestimmung von Bindungskonstanten unter Verwendung der Biacore-Vorrichtung ergaben Affinitäten, die von der Zielaffinität von KD < 30 nM noch zu weit entfernt waren. Die beste Bindungskonstante wurde für die Einzelsequenz G12 ermittelt. Aufgrund dieses Ergebnisses wurde die Selektion bei weiterer Erhöhung der Stringenz bis in Runde 19 (Konzentration an Zielmolekül 10 nM) weitergeführt. In Runde 18 erfolgte als Kontrollexperiment eine Anbindung bei einer Konzentration des Zielmoleküls von 5 µM und einem Verhältnis RNA zu Zielmolekül von 1 : 1, dabei wurde eine 50%ige Anbindung erreicht. Nach Abschluß der Runde 19 bei 10 nM und einer Anbindungsrate von 8,5% wurde der erhaltene Pool sequenziert. Aus dem Ergebnis der Sequenzierung konnte eine Sequenzfamilie identifiziert werden, die über 60% des Pools ausmacht. Dieses Sequenzfamilie entsprach dem Klon G12, dem besten Binder aus der Sequenzierung nach Runde 15 (wobei G12 dort eine Einzelsequenz war). Für den Klon G12 wurde eine KD von 100-200 nM bei 25°C bestimmt. During the course of the selection, a first increase in round 4 was observed. However, this increase was only successful in round 9 with a 17% connection. Since an increase in the precolumn was also observed in this round, the switch to magnetic streptavidin beads mentioned above took place in this round, with about 10% of the RNA still showing a link. By increasing the stringency of the selection, attempts were made to improve the quality of the binding molecules with regard to a higher binding constant. In round 15, a binding rate of 16% was achieved at a concentration of 500 nM of the target molecule and the pool was cloned and sequenced. The sequencing resulted in 4 sequence families, which were strongly represented with 14 to 32 clones, a further 13 sequences were present 2 to 7 times in the pool. 36 individual sequences were also found. The determination of binding constants using the Biacore device revealed affinities that were still too far from the target affinity of K D <30 nM. The best binding constant was determined for the single sequence G12. Based on this result, the selection was continued with further increase in stringency until round 19 (concentration of target molecule 10 nM). In round 18, a connection was carried out as a control experiment with a concentration of the target molecule of 5 μM and a ratio of RNA to target molecule of 1: 1, a 50% binding being achieved. After completing round 19 at 10 nM and a binding rate of 8.5%, the pool obtained was sequenced. A sequence family could be identified from the result of the sequencing, which makes up over 60% of the pool. This sequence family corresponded to clone G12, the best binder from the sequencing after round 15 (where G12 was a single sequence there). A K D of 100-200 nM at 25 ° C. was determined for the clone G12.

Die Ergebnisse der Biacore-Versuche legen ein bivalentes Bindeverhalten des Klons nahe. Dies konnte in Versuchen mit nicht-biotinyliertem CGRP gezeigt werden. Auch zeigt die Wiederholung der Runde 19 mit Affinitätselution, bei der die Elution der an biotinyliertem CGRP gebundenen RNA mit freiem, nicht-biotinyliertem CGRP erfolgt, nur einen geringen Anteil an eluierbarer RNA. Diese Runde 19 mit Affinitätselution wurde nicht sequenziert. Weiterhin wurde in der Sequenzierung der Runde 19 mit denaturierender Elution neben dem dominanten G12 Klon eine weitere Motivfamilie mit 14 Vertretern, sowie 30 neue Einzelsequenzen gefunden. Die Bestimmung der Dissoziationskonstanten unter Verwendung der Biacore-Vorrichtung ergab, daß alle diese neuen Sequenzen eine geringere Affinität und damit eine schlechtere Dissoziationskonstante als der Klon G12 aufwiesen. The results of the Biacore experiments suggest a bivalent binding behavior of the clone. This could be shown in experiments with non-biotinylated CGRP. Also shows the Repeat round 19 with affinity elution, in which the elution of the biotinylated CGRP-bound RNA with free, non-biotinylated CGRP occurs only a small amount Proportion of elutable RNA. This round 19 with affinity elution was not sequenced. Furthermore, in the sequencing of round 19 with denaturing elution next to the dominant G12 clone another motif family with 14 representatives and 30 new ones Individual sequences found. Determining the dissociation constant using the Biacore device showed that all of these new sequences have lower affinity and thus had a worse dissociation constant than clone G12.

Der Verlauf der Selektion ist in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben.



The course of the selection is shown in the table below.



Die bevorzugten Einzelsequenzen können wie folgt dargestellt werden.

G12 - Gruppe 12

+ Mutationen

wobei die KD-Werte nur in einem sehr schmalem Band variierten. H08 - Gruppe 6



The preferred individual sequences can be represented as follows.

G12 - group 12

+ Mutations

the K D values varied only in a very narrow band. H08 - Group 6



Die bindenden Nukleinsäuren dieser Gruppe zeigen KD-Werte schlechter als die Nukleinsäure gemäß Klon G 12. H03 - Gruppe 6

The binding nucleic acids of this group show K D values worse than the nucleic acid according to clone G 12. H03 - group 6

Die bindende Nukleinsäuren dieser Gruppe zeigt einen KD-Wert schlechter als die Nukleinsäure gemäß Klon G12. The binding nucleic acids of this group show a K D value worse than the nucleic acid according to clone G12.

Beispiel 6Example 6 Synthese von L-2'-Fluoro-phosphoramiditenSynthesis of L-2'-fluoro-phosphoramidites

Die Synthese von 5'-DMT-2'-fluoro-L-uridin und 5'-DMT-2'-Fluoro-N(Ac)-L-cytidin phosphoramidites (3 and 5) ist in Figs. 15 bis 17 veranschaulicht:
2'-Fluoro-L-uridine 2 wurde gemäß Codington, J. F., Doerr, I. L., & Fox, J. J. (1964) J. Org. Chem. 29, 558, aus L-Arabinose 1 synthetisiert. Anschließend wurde sie zu 5'-DMT-2'- fluoro-L-uridine konvertiert und phosphityliert (Fig. 15), um das Phosphoramidit zu erhalten (Fig. 17).
The synthesis of 5'-DMT-2'-fluoro-L-uridine and 5'-DMT-2'-fluoro-N (Ac) -L-cytidine phosphoramidites (3 and 5) is shown in Figs. 15 to 17 illustrates:
2'-Fluoro-L-uridine 2 was synthesized from L-arabinose 1 according to Codington, JF, Doerr, IL, & Fox, JJ (1964) J. Org. Chem. 29, 558. It was then converted to 5'-DMT-2'-fluoro-L-uridine and phosphitylated ( Fig. 15) to obtain the phosphoramidite ( Fig. 17).

Die Bezüge gemäß Fig. 15 bedeuten dabei:
a) Cyanamid, MeOH, NH4OH; b) Methylpropiolat, EtOHaq; c) HF, Dioxan, Autoklav 120°C; d) DMTCl, DMAP, Pyr; e) Cl-P(OCH2CH2CN)N(iPr)2, DIPEA, DMAP, THF.
The references according to FIG. 15 mean:
a) cyanamide, MeOH, NH 4 OH; b) methyl propiolate, EtOHaq; c) HF, dioxane, autoclave 120 ° C; d) DMTCl, DMAP, Pyr; e) Cl-P (OCH 2 CH 2 CN) N (iPr) 2 , DIPEA, DMAP, THF.

Für die Konversion von D-Uridin-Derivaten in D-Cytidin-Derivate sind in der Literatur (Sung W. L. (1982) J. Org. Chem. 47, 3623; Reese C. B., Ubasawa A. (1980) Tetrahedron Lett., 2265; Sung W. L. (1981) J. Chem. Soc. B, 1089; Krug A., Schmidt S., Lekschas J., Lemke K., Cech D. (1989) Journal f. prakt. Chemie, 331(5), 835) viele Synthesewege beschrieben. Diese Synthesen nutzen als Ausgangsgruppe 1,2,4-Triazol (Sung W. L. (1982) J. Org. Chem. 47, 3623) oder 1-Tetrazol (Reese C. B., Ubasawa A. (1980) Tetrahedron Lett., 2265; Sung W. L. (1981) J. Chem,. Soc. B, 1089; Krug A., Schmidt S., Lekschas J., Lemke K., Cech D. (1989) Journal f. prakt. Chemie, 331(5), 835). Die Synthese von 2'-Fluoro-L-cytidin 4 wurde mit der 1,2,4-Triazol-Chemie (Krug A., Schmidt S., Lekschas J., Lemke K., Cech D. (1989) Journal f. prakt. Chemie, 331(5), 835) durchgeführt. Das hierdurch gewonnene 2'-Fluoro-L-cytidin 4 wurde anschließend aminoacetyliert, trityliert und phosphoryliert (Fig. 16) um 5 zu erzielen. For the conversion of D-uridine derivatives into D-cytidine derivatives, the literature (Sung WL (1982) J. Org. Chem. 47, 3623; Reese CB, Ubasawa A. (1980) Tetrahedron Lett., 2265; Sung WL (1981) J. Chem. Soc. B, 1089; Krug A., Schmidt S., Lekschas J., Lemke K., Cech D. (1989) Journal f. Practical Chemistry, 331 (5), 835 ) described many synthetic routes. These syntheses use 1,2,4-triazole (Sung WL (1982) J. Org. Chem. 47, 3623) or 1-tetrazole (Reese CB, Ubasawa A. (1980) Tetrahedron Lett., 2265; Sung WL (1981) J. Chem, Soc. B, 1089; Krug A., Schmidt S., Lekschas J., Lemke K., Cech D. (1989) Journal f. Practical Chemistry, 331 (5), 835) , The synthesis of 2'-fluoro-L-cytidine 4 was carried out using 1,2,4-triazole chemistry (Krug A., Schmidt S., Lekschas J., Lemke K., Cech D. (1989) Journal f. Prakt. Chemie, 331 (5), 835). The 2'-fluoro-L-cytidine 4 thus obtained was then aminoacetylated, tritylated and phosphorylated ( FIG. 16) in order to obtain 5.

Die Bezüge gemäß Fig. 16 bedeuten dabei:
a) BzCl, Pyr; b) 1,2,4-Triazol, 4-Chlorophenylphosphordichloridate, Pyr; c) NH3 (28% in Wasser)/Dioxan; d) Ac2O, DMF; e) DMTCI, DMAP, Pyr; f) Cl-P(OCH2CH2CN)N(iPr)2, DIPEA, DMAP, THF.
The references according to FIG. 16 mean:
a) BzCl, Pyr; b) 1,2,4-triazole, 4-chlorophenylphosphorodichloridate, pyr; c) NH 3 (28% in water) / dioxane; d) Ac 2 O, DMF; e) DMTCI, DMAP, Pyr; f) Cl-P (OCH 2 CH 2 CN) N (iPr) 2 , DIPEA, DMAP, THF.

Die Details der Konversion von 2'-Fluoro-L-uridin 2 in 2'-Fluoro-L-Cytidin 4 werden in der folgenden Abbildung beschrieben (Fig. 17):
Die Bezüge gemäß Fig. 17 bedeuten dabei:
a) BzCl, Pyr; 1b) 1,2,4-Triazol, 4-Chlorophenylphosphordichloridat, Pyr; c) NH3 (28% in Wasser)/Dioxan; oder NH3 (28% in Wasser)/Dioxan und MeO/NH3 sat.
The details of the conversion of 2'-fluoro-L-uridine 2 to 2'-fluoro-L-cytidine 4 are described in the following figure ( Fig. 17):
The references according to FIG. 17 mean:
a) BzCl, Pyr; 1b) 1,2,4-triazole, 4-chlorophenylphosphorodichloridate, pyr; c) NH 3 (28% in water) / dioxane; or NH 3 (28% in water) / dioxane and MeO / NH 3 sat.

2'-Fluoro-L-uridin 2 wurde zuerst benzoyliert um 6 zu erzielen. Die Substanz 6 wurde ohne Aufreinigung direkt weiter mit 1,2,4-Triazol und 4-Chlorophenylphosphordichloridat umgesetzt um 7 zu ergeben. Nach der Behandlung mit Ammoniak/Dioxan kann 2'-Fluoro-L- cytidin direkt aus der ungereinigten Substanz als beige-braunes Kristallisationsprodukt erhalten werden. 2'-Fluoro-L-uridine 2 was first benzoylated to give 6. Substance 6 was without Purification continues directly with 1,2,4-triazole and 4-chlorophenylphosphorodichloridate implemented to give 7. After treatment with ammonia / dioxane, 2'-fluoro-L- cytidine directly from the unpurified substance as a beige-brown crystallization product be preserved.

Von besonderem Interesse bei dieser Syntheseart ist, daß keine Aufreinigung der Zwischensubstanzen notwendig ist. Die Endsubstanz kann von der Rohsubstanz mit hoher Ausbeute von etwa 70% erhalten werden. Of particular interest with this type of synthesis is that no purification of the Intermediate substances is necessary. The final substance can differ from the raw substance with high Yield of about 70% can be obtained.

Versuchsaufbauexperimental setup

2'-Fluoro-L-uridine 2 (22,35 g, 57% Reinheit, 90 mmol) wurde dreimal mit trockenem Pyridin (3 × 40 ml) coevaporiert. Die Rohsubstanz wurde in trockenes Pyridin eingebracht (150 ml, mit Molekularsieb) und auf 0°C gekühlt. Benzoylchlorid wurde tropfenweise hinzugegeben, und die Reaktion wurde 1 h bei 0°C umgerührt und über Nacht bei Zimmertemperatur gelagert (TLC (Hex/EE 1/2): Rf: 0,5). Die Reaktion wurde mit Methanol gestoppt (5 ml) und bis zur Trockene eingeengt. Die Restsubstanz wurde in DCM (250 ml) aufgelöst und mit NaHCO3 (50%, 150 ml, dreimal) verdünnt. Die organische Phase wurde über Na2SO4 getrocknet und eingeengt. 2'-Fluoro-L-uridine 2 (22.35 g, 57% purity, 90 mmol) was coevaporated three times with dry pyridine (3 × 40 ml). The crude substance was introduced into dry pyridine (150 ml, with molecular sieve) and cooled to 0 ° C. Benzoyl chloride was added dropwise and the reaction was stirred for 1 h at 0 ° C and stored overnight at room temperature (TLC (Hex / EE 1/2): Rf: 0.5). The reaction was quenched with methanol (5 ml) and concentrated to dryness. The residual substance was dissolved in DCM (250 ml) and diluted with NaHCO 3 (50%, 150 ml, three times). The organic phase was dried over Na 2 SO 4 and concentrated.

Die Rohsubstanz wurde in trockenem Pyridin (300 ml) aufgelöst. Die Mischung wurde mit Molekularsieb bei 0°C unter N2 30 Minuten lang umgerührt. 1,2,4-Triazol (4,0 eq, 360 mmol, 29,9 g) wurde dann hinzugefügt. Diese Mischung wurde bei Raumtemperatur 10 Minuten lang umgerührt. Danach wurde langsam 4-Chlorophenyl-phosphodichloridat (2,0 eq, 180 mmol, 29,3 ml) der Mischung zugeführt. Nach 30 Minuten wurde die Reaktion exotherm. The crude substance was dissolved in dry pyridine (300 ml). The mixture was stirred with molecular sieve at 0 ° C under N 2 for 30 minutes. 1,2,4-triazole (4.0 eq, 360 mmol, 29.9 g) was then added. This mixture was stirred at room temperature for 10 minutes. Then 4-chlorophenyl phosphodichloridate (2.0 eq, 180 mmol, 29.3 ml) was slowly added to the mixture. After 30 minutes the reaction became exothermic.

Die Mischung wurde 2 h bei 0°C umgerührt und über Nacht bei Raumtemperatur aufbewahrt. Das ungereinigte Produkt lief in auf der Dünnschichtplatte in einem Fleck (TLC, Hexan/Essigsäureethylester 1/2): Rf: 0,34). Die Restsubstanz wurde in DCM (250 ml) aufgelöst und die organische Phase mit verdünntem NaHCO3 (50%, 300 ml) (exotherm) gewaschen. Die organischen Phasen wurden über Na2SO4 getrocknet und evaporiert. The mixture was stirred at 0 ° C for 2 h and stored at room temperature overnight. The unpurified product ran in a spot on the thin layer plate (TLC, hexane / ethyl acetate 1/2): Rf: 0.34). The residual substance was dissolved in DCM (250 ml) and the organic phase was washed with dilute NaHCO 3 (50%, 300 ml) (exothermic). The organic phases were dried over Na 2 SO 4 and evaporated.

Die Rohsubstanz wurde in Dioxan (600 ml) und NH3 (600 ml, 28% in Wasser) aufgelöst, dann 72 h bei Raumtemperatur umgerührt. Nach der TLC Kontrolle (DCM/MeOH 9/1, Rf: 0,34) wurde die Mischung bis zur Trockene eingeengt (bräunliches Öl) und mit Methanol (zweimal 50 ml) coevaporiert. Die bräunliche Restsubstanz wurde in einer Mischung aus Wasser (200 ml) und DCM (200 ml) aufgelöst. Die wäßrige Phase wurde anschließend dreimal mit DCM (150 ml) gewaschen und soweit konzentriert, bis ein minimales Volumen (50 ml) erreicht wurde. Nach einer Nacht im Kühlschrank wurde die Substanz filtriert, mit DCM (zweimal 25 ml) sowie Et2O (2 × 25 ml) (beige-braune Kristalle, 6,1 g (50% Ausbeute) gewaschen. Ein zweiter Ertrag (3,0 g, 23% Ausbeute) wurde nach einer kurzen Chromatographie von der Originalsubstanz (Lagerung auf Silica Gel, Verlauf von MeOH in DCM (5-30%)) und einer zweiten Kristallisierung aus Wasser (Totalausbeute 73%) erzielt. The crude substance was dissolved in dioxane (600 ml) and NH 3 (600 ml, 28% in water), then stirred for 72 h at room temperature. After the TLC control (DCM / MeOH 9/1, Rf: 0.34), the mixture was evaporated to dryness (brownish oil) and coevaporated with methanol (twice 50 ml). The brownish residue was dissolved in a mixture of water (200 ml) and DCM (200 ml). The aqueous phase was then washed three times with DCM (150 ml) and concentrated until a minimal volume (50 ml) was reached. After a night in the refrigerator, the substance was filtered, washed with DCM (twice 25 ml) and Et 2 O (2 × 25 ml) (beige-brown crystals, 6.1 g (50% yield). A second crop (3, 0 g, 23% yield) was obtained after a short chromatography of the original substance (storage on silica gel, course of MeOH in DCM (5-30%)) and a second crystallization from water (total yield 73%).

Eine alternative Methode könnte sich aus der Suspension der Rohsubstanz in Dioxan (300 ml) und NH3 (300 ml, 28% in Wasser) ergeben. Die Mischung wurde 2 h bei Raumtemperatur umgerührt. Nach der TLC Kontrolle (DCM/MeOH 9/1) wurde die Mischung zur Trockne (bräunliches Öl) evaporiert und mit Methanol (zweimal 50 ml) coevaporiert. Die Rohsubstanz wurde in Methanol (ca. 5 ml) aufgelöst, und gesättigter methanolischer Ammoniak (200 ml) wurde zugegeben. Die Mischung wurde über Nacht umgerührt. An alternative method could result from the suspension of the raw substance in dioxane (300 ml) and NH 3 (300 ml, 28% in water). The mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After the TLC control (DCM / MeOH 9/1) the mixture was evaporated to dryness (brownish oil) and coevaporated with methanol (twice 50 ml). The crude substance was dissolved in methanol (approx. 5 ml) and saturated methanolic ammonia (200 ml) was added. The mixture was stirred overnight.

Beispiel 7Example 7 Bestimmung der Zytotoxizität von an CGRP bindenden selektierten L- NukleinsäurenDetermination of the cytotoxicity of selected LGR binding to CGRP nucleic acids

Auf der Grundlage der in Beispiel 2 selektierten L-Nukleinsäuren wurde eine der Verbindungen, nämlich 732_096, verwendet, um die Toxizität der L-Nukleinsäure zu bestimmen. Als zelluläres Testsystem wurde dabei die Neuroblastom-Zellinie SK-N-MC mit der Accession Nummer ACC 203 (DSMZ, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Braunschweig) verwendet On the basis of the L-nucleic acids selected in Example 2, one of the Compounds, namely 732_096, are used to reduce the toxicity of L-nucleic acid determine. The neuroblastoma cell line SK-N-MC was used as a cellular test system Accession number ACC 203 (DSMZ, German Collection of Microorganisms and Zellkulturen GmbH, Braunschweig) used

AlamarBlue TestAlamarBlue test

Der AlamarBlue Test ist ein Assay zu Erfassung von Zellwachstum und Zytotoxizität. AlamarBlue ist ein Indikatorfarbstoff zur quantitativen Messung der Proliferation von eukaryotischen und prokaryotischen Zellen. AlamarBlue ist ein ungiftiger, wasserlöslicher Oxidations-Reduktions-Indikator, der bei erfolgter chemischer Reduktion sowohl seine Fluoreszenz- als auch seine colorimetrischen Eigenschaften ändert. Chemische Reduktion des Indikators findet in lebenden Zellen proportional zum zellulären Metabolismus und zur intrazellulären Enzymaktivität statt und ist daher ein Maß für die Zytotoxizität getesteter Substanzen (Ahmend et al., 1994, J. Immunol. Methods 170, 211-224, Page et al., 1993, Int. J. Oncology 3, 473-476,. Die Absorption kann mit einem Mikrotiterplattenphotometer bei 570 nm (Excitation) (600 nm Emission; Referenz) gemessen werden. The AlamarBlue Test is an assay for the detection of cell growth and cytotoxicity. AlamarBlue is an indicator dye for the quantitative measurement of the proliferation of eukaryotic and prokaryotic cells. AlamarBlue is a non-toxic, water-soluble Oxidation-reduction indicator which, when chemical reduction has taken place, is both effective Fluorescence as well as its colorimetric properties changes. Chemical reduction of Indicator is found in living cells proportional to cellular metabolism and intracellular enzyme activity takes place and is therefore a measure of the cytotoxicity tested Substances (Ahmend et al., 1994, J. Immunol. Methods 170, 211-224, Page et al., 1993, Int. J. Oncology 3, 473-476 ,. The absorption can be done with a microtiter plate photometer 570 nm (excitation) (600 nm emission; reference) can be measured.

Zur Durchführung wird AlamarBlue in Kulturmedium zu 5% verdünnt, mit 100 µl/Napf eine Mikrotiterplatte (96-er Format) auf die vorher mit den Testsubstanzen (Spiegelmere) 30 Minuten inkubierten Zellen gegeben und für eine bestimmte Zeit im Brutschrank inkubiert. To do this, AlamarBlue is diluted 5% in culture medium, one with 100 µl / well Microtiter plate (96 format) on the previously with the test substances (Spiegelmere) 30 Minutes of incubated cells and incubated for a certain time in the incubator.

Die Inkubationszeit richtet sich nach Zellart und Zellzahl. Als Richtwert gelten für die verwendeten SK-N-MC-Zellen (Neuroblastom Zellinie) 2 h. Nach Ende der Inkubationszeit erfolgt die photometrische Messung. The incubation period depends on the type and number of cells. As a guide, apply to the used SK-N-MC cells (neuroblastoma cell line) 2 h. At the end of the incubation period the photometric measurement takes place.

Als Maß für die Zytotoxizität wird die prozentuale Veränderung der behandelten Näpfe gegen die jeweiligen Kontrollen ermittelt. Hemmungen größer 20% werden als cytotoxische Effekte betrachtet. The percentage change in the treated wells is used as a measure of the cytotoxicity the respective controls determined. Inhibitions greater than 20% are considered cytotoxic effects considered.

Das Ergebnis ist tabellarisch in der nachfolgenden Tabelle angegeben.

The result is tabulated in the table below.

Beispiel 8Example 8 Hemmung der cAMP-Produktion durch humanes CGRP bindende SpiegelmereInhibition of cAMP production by human CGRP binding Spiegelmers®

Die Analyse der biologischen Wirksamkeit von CGRP-bindenden L-Nukleinsäuren, d. h. von Spiegelmeren wurde wie folgt vorgenommen. The analysis of the biological effectiveness of CGRP-binding L-nucleic acids, i. H. of Spiegelmeren was done as follows.

Zellen der humanen Neuroblastoma-Linie SK-N-MC mit der Accession Nummer ACC 203 (DSMZ, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Braunschweig) werden in einer Zahl von 4 × 104 pro Napf einer 96 Napf-Mikrotiterplatte ausgesät und bei 37°C und 5% CO2 in DMEM (1,000 mg/L Glucose), das zusätzlich 10% hitzeinaktiviertes fötales Kälberserum (FCS), 4 mM L-Alanyl-L-Glutamin (GLUTAMAX), 50 units/ml Penicillin, 50 µg/ml Streptomycin enthält, kultiviert. 48 h nach Aussaat sind die Zellen zu 80- 90% konfluent und werden für die Versuche eingesetzt. Cells of the human neuroblastoma line SK-N-MC with the accession number ACC 203 (DSMZ, German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH, Braunschweig) are sown in a number of 4 × 10 4 per well of a 96 well microtiter plate and at 37 ° C and 5% CO 2 in DMEM (1,000 mg / L glucose), which additionally contains 10% heat-inactivated fetal calf serum (FCS), 4 mM L-alanyl-L-glutamine (GLUTAMAX), 50 units / ml penicillin, 50 µg / ml contains streptomycin, cultured. 48 hours after sowing, the cells are 80-90% confluent and are used for the experiments.

Die Spiegelmere werden zusammen mit 1 nM humanem oder Ratten-CGRP (Bachem) in Hank's balanced salt solution (HBSS) + 1 mg/ml BSA für 15-60 min bei RT oder 37°C in einer 0,2 ml "low profile 96-tube"-Platte inkubiert. Kurz vor Zugabe zu den Zellen werden 2 µl einer 50 mM IBMX-Lösung zugegeben. Die Zellen werden 20 min vor Zugabe der CGRP/Spiegelmer-Ansätze mit 1 mM IBMX vorbehandelt. The Spiegelmers are combined with 1 nM human or rat CGRP (Bachem) Hank's balanced salt solution (HBSS) + 1 mg / ml BSA for 15-60 min at RT or 37 ° C in incubated a 0.2 ml "low profile 96-tube" plate. Just before being added to the cells 2 ul of a 50 mM IBMX solution added. The cells are 20 min before the addition of CGRP / Spiegelmer approaches pretreated with 1 mM IBMX.

Zur Stimulation wird das Medium von den Zellen abgesaugt, und die vorinkubierten Ansätze werden zugegeben. Nach Inkubation für 30 min bei 37°C werden die Zellüberstände abgesaugt und die Zellen mit 50 µl/Napf Lysis-Puffer für 30 min bei 37°C lysiert. Der Lysis- Puffer ist Bestandteil des "cAMP-Screen™ System"-kits (Applied Biosystems), mit dem der cAMP-Gehalt der Extrakte bestimmt wird. Jeweils 10 µl der Extrakte werden in den Test eingesetzt. Die Durchführung des Tests erfolgt wie vom Hersteller beschrieben:
In einer Assay-Platte (beschichtet mit Ziegen anti-Kaninchen-IgG) werden zu 50 µl des Lysis- Puffers 10 µl/Napf des Lysats gegeben und mit 30 µl/Napf des nach Herstellerangaben verdünnten cAMP-Alkalische Phosphatase-Konjugats vermischt. Danach werden 60 µl/Napf des im Kit mitgelieferten cAMP-Antikörpers hinzugefügt. Es folgt eine Inkubationszeit von 1 h unter Schütteln bei Raumtemperatur. Danach werden die Lösungen aus den Näpfen entfernt und diese sechsmal mit dem mitgelieferten Waschpuffer gewaschen. Zur Detektion werden 100 µl/Napf CSPD/Sapphire-II RTU Substrat zugegeben, 30 min bei RT inkubiert und die Lumineszenz in einem POLARstar Galaxy Multidetektions-Plattenlesegerät (BMG) gemessen.
For stimulation, the medium is aspirated from the cells and the pre-incubated batches are added. After incubation for 30 min at 37 ° C., the cell supernatants are suctioned off and the cells are lysed with 50 μl / well lysis buffer for 30 min at 37 ° C. The lysis buffer is part of the "cAMP-Screen ™ System" kit (Applied Biosystems), with which the cAMP content of the extracts is determined. 10 µl of the extracts are used in the test. The test is carried out as described by the manufacturer:
In an assay plate (coated with goat anti-rabbit IgG), 10 ul / well of the lysate are added to 50 ul of the lysis buffer and mixed with 30 ul / well of the cAMP-alkaline phosphatase conjugate diluted according to the manufacturer's instructions. Then 60 µl / well of the cAMP antibody included in the kit is added. This is followed by an incubation period of 1 h with shaking at room temperature. The solutions are then removed from the wells and washed six times with the washing buffer provided. For detection, 100 μl / well CSPD / Sapphire-II RTU substrate are added, incubated at RT for 30 min and the luminescence is measured in a POLARstar Galaxy multi-detection plate reader (BMG).

In diesem Testsystem wurde zwei im Rahmen von Beispiel 2 hierin beschriebenen L- Nukleinsäuren getestet. Dabei handelt es sich um die Sequenzen 732_096 und 732_045 entsprechend den SEQ. ID. No 14 und 13. In this test system, two L- described in Example 2 herein Nucleic acids tested. These are the sequences 732_096 and 732_045 according to the SEQ. ID. No 14 and 13.

Die Spiegelmere 732_045 und 732_096 wurden vor Zugabe zu den Zellen zusammen mit 1 nM humanem CGRP in Medium (M199) ohne Serum für 15 min vorinkubiert. Nach 30 min bei 37°C erfolgte die Lyse der Zellen. Die Extrakte aus jeweils zwei gleich behandelten "Näpfen" wurden vereinigt und die Mengen an cAMP wie beschrieben bestimmt. The Spiegelmers 732_045 and 732_096 were added together with the cells Pre-incubate 1 nM human CGRP in medium (M199) without serum for 15 min. After 30 min the cells were lysed at 37 ° C. The extracts from two treated equally "Wells" were combined and the amounts of cAMP determined as described.

Das Ergebnis ist in Fig. 23 dargestellt. Aufgetragen wurden die gebildeten Mengen an cAMP als Prozentsatz der Kontrolle. Die graphische Auswertung ergibt als Konzentration an Spiegelmer, bei der nur noch 50% der in der Kontrolle vorhandenen cAMP-Menge gebildet wird (IC50), einen Wert von ca. 60 nM für 732_096 (59mer) und von ca. 22 nM für 732_045 (55mer). Diese sehr guten IC50 Werte, die auch mit den Dissoziationskonstanten korrelieren, zeigen deutlich, daß die identifizierten Fluoro-Spiegelmere extrem potent sind, potenter als die mit gleichen Methoden bisher selektierten unmodifizierten RNA-Moleküle. The result is shown in Fig. 23. The amounts of cAMP formed were applied as a percentage of the control. The graphic evaluation shows the concentration of Spiegelmer, at which only 50% of the amount of cAMP present in the control is formed (IC50), a value of approx. 60 nM for 732_096 (59mer) and approx. 22 nM for 732_045 ( 55mer). These very good IC50 values, which also correlate with the dissociation constants, clearly show that the identified fluoro-Spiegelmers are extremely potent, more potent than the unmodified RNA molecules previously selected with the same methods.

Beispiel 9Example 9 Hemmung der cAMP-Produktion durch Ratten-CGRP bindende SpiegelmereInhibition of cAMP production by rat CGRP binding Spiegelmers®

Der Versuch wurde wie im Zusammenhang mit Beispiel 8 beschrieben durchgeführt. Das Spiegelmer L 501L, das im Rahmen von Beispiel 4 selektiert worden war, wurde vor Zugabe zu den Zellen zusammen mit 1 nM Ratten-CGRP in Hank's balanced salt solution (HBSS) + 1 mg/ml BSA für 60 min bei 37°C vorinkubiert. Nach 30 min Stimulationsdauer erfolgte die Lyse der Zellen und die Bestimmung der cAMP-Mengen in den Lysaten wie beschrieben. Es wurden Dreifachbestimmungen durchgeführt und die gebildeten Mengen an cAMP als Prozentsatz der Kontrolle (kein Spiegelmer im Vorinkubationsansatz) ± Standardabweichung aufgetragen in Fig. 24. Die graphische Auswertung ergibt als Konzentration an Spiegelmer, bei der nur noch 50% der in der Kontrolle vorhandenen cAMP-Menge gebildet wird, einen Wert von ca. 60 nM. The test was carried out as described in connection with Example 8. The Spiegelmer L 501L, which had been selected in the context of Example 4, was preincubated together with 1 nM rat CGRP in Hank's balanced salt solution (HBSS) + 1 mg / ml BSA for 60 min at 37 ° C. before addition to the cells , After 30 minutes of stimulation, the cells were lysed and the amounts of cAMP in the lysates were determined as described. Triplicate determinations were carried out and the amounts of cAMP formed as a percentage of the control (no Spiegelmer in the preincubation approach) ± standard deviation plotted in FIG. 24. The graphic evaluation shows the concentration of Spiegelmer in which only 50% of the cAMP present in the control Amount is formed, a value of approximately 60 nM.

Mit einer halbmaximalen stimulierenden Konzentration durch CGRP von ca. 1 nM, wie in Beispiel 11 bestimmt, ergibt sich daraus ein Ki-Wert von ca. 30 nM. With a half-maximum stimulating concentration by CGRP of approximately 1 nM, as determined in Example 11, this results in a K i value of approximately 30 nM.

Beispiel 10Example 10 Bindungsstudien an zellulärem CGRP-RezeptorBinding studies on cellular CGRP receptor

Membranen von CHO-K1 Zellen, die mit humanem calcitonin-receptor related receptor (CRLR, Genbank: U17473) und humanem receptor-associated modifying protein type 1 (RAMP1, Genbank: AJ001014) transfiziert sind (Fa. Euroscreen, Brussels, Belgium), werden zügig aufgetaut, in 20 mM HEPES, 100 mM NaCl, 10 mM MgCl2, 1 mM EDTA pH 7.4 verdünnt und durch Homogenisieren resuspendiert. Für jeden Testansatz werden 2 µg Membranprotein in 20 mM HEPES pH 7.4, 10 mM MgCl2, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1 µM GDP und den Spiegelmeren in einem Volumen von 150 µl inkubiert. Nach 30- minütiger Inkubation bei Raumtemperatur werden 50 µl 2 nM [35S]GTPγS (Fa. Amersham) hinzugefügt und für weitere 30 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert. Danach werden 25 µg WGA-PVT-Kügelchen (Weizenkeimagglutinin-beladene Polyethyleneimine-behandelt) (Amersham) in 50 µl hinzupipettiert, für 30 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert und die Assay-Platte für 10 min bei 3200 rpm zentrifugiert. Die gebundene Aktivität wurde mit einem Wallac1450 MicroBeta™ scintillation counter (Wallac) bestimmt. Membranes of CHO-K1 cells which are transfected with human calcitonin-receptor related receptor (CRLR, Genbank: U17473) and human receptor-associated modifying protein type 1 (RAMP1, Genbank: AJ001014) (Fa. Euroscreen, Brussels, Belgium), are thawed rapidly, diluted in 20 mM HEPES, 100 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 , 1 mM EDTA pH 7.4 and resuspended by homogenization. For each test batch, 2 µg membrane protein in 20 mM HEPES pH 7.4, 10 mM MgCl 2 , 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1 µM GDP and the Spiegelmere are incubated in a volume of 150 µl. After 30 minutes of incubation at room temperature, 50 μl of 2 nM [ 35 S] GTPγS (from Amersham) are added and incubated for a further 30 minutes at room temperature. Then 25 μg of WGA-PVT beads (wheat germ agglutinin-loaded polyethyleneimine-treated) (Amersham) are pipetted into 50 μl, incubated for 30 minutes at room temperature and the assay plate is centrifuged for 10 min at 3200 rpm. Bound activity was determined using a Wallac1450 MicroBeta ™ scintillation counter (Wallac).

Auswertung. Die Daten werden durch nicht-lineare Regression analysiert (GraphPad Prism, Vers. 3.02, Graphpad Software Inc., San Diego, CA, USA). Evaluation. The data are analyzed by non-linear regression (GraphPad Prism, 3.02, Graphpad Software Inc., San Diego, CA, USA).

Die Bindungsstudien wurden mit den beiden Spiegelmeren 732_045 und 732_096 durchgeführt, die im Rahmen von Beispiels 2 selektiert wurden. Das Ergebnis ist in Fig. 25 dargestellt. The binding studies were carried out with the two Spiegelmeres 732_045 and 732_096, which were selected in Example 2. The result is shown in Fig. 25.

Beide Spiegelmere hemmen effizient die Bindung des Liganden an den Rezeptor. Das bedeutet, daß das Spiegelmer spezifisch das CGRP erkennt, wegfängt und deshalb keine Rezeptorbindung und Rezeptoraktivierung erfolgt. Folglich kann auch kein [35S]GTPγS eingebaut werden. Both Spiegelmers efficiently inhibit the binding of the ligand to the receptor. This means that the Spiegelmer specifically recognizes the CGRP, captures it and therefore there is no receptor binding and receptor activation. As a result, no [ 35 S] GTPγS can be incorporated.

732_045 und 732_096 wurden jeweils mittels HPLC oder Gel gereinigt. Fig. 25 zeigt, daß die Reinigungsmethode im Rahmen des Fehlers nur einen unwesentlichen Einfluß auf die biologische Aktivität der Fluoro-modifzierten RNA-Spiegelmere hat. 732_045 and 732_096 were each cleaned using HPLC or gel. FIG. 25 shows that the purification method within the scope of the error has only an insignificant influence on the biological activity of the fluoro-modified RNA mirror mers.

Beispiel 11Example 11 Zellkulturexperimente - Dosis-Wirkungskurve für CGRPCell culture experiments - dose-response curve for CGRP

SK-N-MC-Zellen wurden wie in Beispiel 8 beschrieben in 96-well-Platten kultiviert. 20 min vor Stimulation mit Ratten α-CGRP wurde das Medium durch jeweils 100 µl Hank's balanced salt solution (HBSS) + 1 mg/ml BSA ersetzt und mit 1 mM 3-Isobutyl-1-methylxanthin (IBMX) versetzt. Die Stimulation mit CGRP erfolgte durch Zugabe aus 100- bzw 30 fach konzentrierten Stammlösungen von in PBS gelöstem Ratten-α-L-CGRP (Bachem). Nach 30 min bei 37°C wurde der Überstand abgesaugt und die Zellen mit 50 µl Lysis-Puffer lysiert. Der cAMP-Gehalt der Extrakte wurde bestimmt wie in Beispiel 8 beschrieben. Die Auftragung der gebildeten cAMP-Mengen gegen die zur Stimulation verwendete CGRP- Konzentration, wie dargestellt in Fig. 38 ergab eine halbmaximale Aktivierung von ca. 1 nM. SK-N-MC cells were cultivated in 96-well plates as described in Example 8. 20 min before stimulation with rats α-CGRP, the medium was replaced with 100 μl Hank's balanced salt solution (HBSS) + 1 mg / ml BSA and 1 mM 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX) was added. The stimulation with CGRP was carried out by adding 100 or 30 times concentrated stock solutions of rat α-L-CGRP (Bachem) dissolved in PBS. After 30 min at 37 ° C., the supernatant was suctioned off and the cells were lysed with 50 μl lysis buffer. The cAMP content of the extracts was determined as described in Example 8. The plotting of the amounts of cAMP formed against the CGRP concentration used for the stimulation, as shown in FIG. 38, resulted in a half-maximal activation of approximately 1 nM.

Beispiel 12Example 12 Kalorimetrische Bestimmung der Bindungskonstanten und der AktivitätCalorimetric determination of binding constants and activity Durchführungexecution

Die Bindung von Spiegelmeren an Ratten alpha-CGRP wurde auch über das Verfahren der Isothermen Titrations-Kalorimetrie (ITC) mit dem VP ITC (Microcal) bestimmt. The binding of Spiegelmeres to rats alpha-CGRP was also determined using the method of Isothermal titration calorimetry (ITC) determined with the VP ITC (Microcal).

Dazu wurden 1,465 ml einer 10 µM Lösung der Spiegelmere in die adiabate Messzelle des Gerätes vorgelegt. Die bei Zugabe von 7,5 µl einer 70 µM Ratten α-L-CGRP-Lösung frei werdende Bindungsenthalpie wird von dem Gerät registriert. Durch wiederholte Zugabe des Peptides und Messung der jeweils frei werdenden Bindungsenthalpien können Bindungskonstanten und Aktivitäten der Moleküle bestimmt werden. For this purpose, 1.465 ml of a 10 µM solution of the Spiegelmers were placed in the adiabatic measuring cell of the Device submitted. Free when adding 7.5 µl of a 70 µM rat α-L-CGRP solution enthalpy of binding is registered by the device. By adding the Peptides and measurement of the binding enthalpies released in each case Binding constants and activities of the molecules can be determined.

Das Spiegelmer STAR-R02-15xx-A11 wurde bei 37°C vermessen. Das Ergebnis ist in den Figs. 39 und 40 dargestellt. The Spiegelmer STAR-R02-15xx-A11 was measured at 37 ° C. The result is in the Figs. 39 and 40 are shown.

Das Spiegelmer STAR-R03-F10 wurde bei 25°C gemessen. Das Ergebnis ist in den Figs. 41 und 42 dargestellt. The Spiegelmer STAR-R03-F10 was measured at 25 ° C. The result is shown in Figs. 41 and 42.

Ergebnisse der ITC-MessungResults of the ITC measurement

Die Bindungskonstante oder Dissoziationskonstante KD ist der Kehrwert der Assoziationskonstante KA (K im Enthalpiediagramm) und ergab sich für das Spiegelmer STAR-R02-15xx- A11 zu 65 nM. Die Aktivität war 42%. Dies ist etwas schlechter als die Daten der Zellkultur, aber in der gleichen Größenordnung. The binding constant or dissociation constant K D is the reciprocal of the association constant K A (K in the enthalpy diagram) and was found to be 65 nM for the Spiegelmer STAR-R02-15xx-A11. The activity was 42%. This is slightly worse than cell culture data, but of the same order of magnitude.

Spiegelmer STAR-R03-11-F10 zeigte bei 25°C eine Bindungskonstante von 28 nM und eine Aktivität von 83%. Spiegelmer STAR-R03-11-F10 showed a binding constant of 28 nM and one at 25 ° C Activity of 83%.

Die in der vorangehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zur Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. SEQUENZPROTOKOLL



























































































































































The features of the invention disclosed in the preceding description, the claims and the drawings can be essential both individually and in any combination for realizing the invention in its various embodiments. SEQUENCE LISTING



























































































































































Claims (33)

1. Ein Antagonist von CGRP, wobei der Antagonist eine Nukleinsäure ist und bevorzugterweise die Nukleinsäure an CGRP bindet. 1. An antagonist of CGRP, the antagonist being a nucleic acid and preferably the nucleic acid binds to CGRP. 2. Der Antagonist von CGRP nach Anspruch 1, wobei das CGRP α-CGRP ist. 2. The antagonist of CGRP according to claim 1, wherein the CGRP is α-CGRP. 3. Der Antagonist nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das CGRP β-CGRP ist. 3. The antagonist according to claim 1, characterized in that the CGRP β-CGRP is. 4. Ein Antagonist des CGRP1-Rezeptors, wobei der Antagonist eine Nukleinsäure ist und
wobei bevorzugterweise die Nukleinsäure an einen Liganden des Rezeptors bindet und
wobei bevorzugtererweise der Ligand CGRP ist.
4. An antagonist of the CGRP1 receptor, the antagonist being a nucleic acid and
wherein preferably the nucleic acid binds to a ligand of the receptor and
preferably the ligand is CGRP.
5. Der Antagonist nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ligand α-CGRP ist. 5. The antagonist according to claim 4, characterized in that the ligand α-CGRP is. 6. Der Antagonist nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ligand β-CGRP ist. 6. The antagonist according to claim 4, characterized in that the ligand is β-CGRP is. 7. Der Antagonist nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleinsäure wenigstens ein L-Nukleotid umfasst. 7. The antagonist according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Nucleic acid comprises at least one L nucleotide. 8. Der Antagonist nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antagonist eine L- Nukleinsäure ist. 8. The antagonist according to claim 7, characterized in that the antagonist is an L- Is nucleic acid. 9. Eine Nukleinsäure, die an CGRP bindet. 9. A nucleic acid that binds to CGRP. 10. Die Nukleinsäure nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das CGRP α-CGRP ist. 10. The nucleic acid according to claim 9, characterized in that the CGRP α-CGRP is. 11. Die Nukleinsäure nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das CGRP β-CGRP ist. 11. The nucleic acid according to claim 9, characterized in that the CGRP β-CGRP is. 12. Eine Nukleinsäure mit einer Sequenz, wobei die Sequenz ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend die Sequenzen gemäß SEQ ID No. 1 bis SEQ ID. No. 244. 12. A nucleic acid with a sequence, the sequence being selected from the Group comprising the sequences according to SEQ ID No. 1 to SEQ ID. No. 244th 13. Die Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleinsäure wenigstens ein L-Nukleotid umfasst. 13. The nucleic acid according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the nucleic acid comprises at least one L nucleotide. 14. Die Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleinsäure eine L-Nukleinsäure ist. 14. The nucleic acid according to any one of claims 9 to 13, characterized in that the nucleic acid is an L-nucleic acid. 15. Die Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleinsäure ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend DNA, RNA und Kombinationen davon. 15. The nucleic acid according to any one of claims 9 to 14, characterized in that the nucleic acid is selected from the group comprising DNA, RNA and Combinations of these. 16. Die Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Affinität der Nukleinsäure weniger als 0,5 µM, bevorzugterweise weniger als 0,1 µM, bevorzugtererweise weniger als 0,05 µM und am bevorzugtesten weniger als 0,01 µM ist. 16. The nucleic acid according to any one of claims 9 to 15, characterized in that the affinity of the nucleic acid is less than 0.5 µM, preferably less than 0.1 µM, preferably less than 0.05 µM and most preferably less than 0.01 µM is. 17. Die Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Affinität der Nukleinsäure mehr als 250 nM, bevorzugterweise mehr als 100 nM, bevorzugtererweise mehr als 50 nM und am bevorzugtesten mehr als 10 nM ist. 17. The nucleic acid according to any one of claims 9 to 16, characterized in that the affinity of the nucleic acid more than 250 nM, preferably more than 100 nM, more preferably is more than 50 nM and most preferably more than 10 nM. 18. Die Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleinsäure ein minimales Bindungsmotiv umfasst. 18. The nucleic acid according to any one of claims 9 to 17, characterized in that the nucleic acid comprises a minimal binding motif. 19. Die Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Länge aufweist, wobei die Länge ausgewählt ist aus der Gruppe, die Längen von 15 bis 150 Nukleotiden, 20 bis 120 Nukleotiden, 30 bis 120 Nukleotiden, 40 bis 100 Nukleotiden, 40 bis 70 Nukleotiden und 50 bis 70 Nukleotiden, 30 bis 50 und am meisten bevorzugt 25 bis 45 Nukleotiden umfaßt. 19. The nucleic acid according to any one of claims 9 to 18, characterized in that it has a length, the length being selected from the group, the lengths from 15 to 150 nucleotides, 20 to 120 nucleotides, 30 to 120 nucleotides, 40 to 100 nucleotides, 40 to 70 nucleotides and 50 to 70 nucleotides, 30 to 50 and am most preferably comprises 25 to 45 nucleotides. 20. Die Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleinsäure eine zwei-, drei- oder mehrteilige Struktur aufweist. 20. The nucleic acid according to any one of claims 9 to 19, characterized in that the nucleic acid has a two, three or more part structure. 21. Verwendung einer Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 20 als ein Antagonist von CGRP und/oder des CGRP1-Rezeptorsystems. 21. Use of a nucleic acid according to one of claims 9 to 20 as an antagonist of CGRP and / or the CGRP1 receptor system. 22. Verwendung einer Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 20 für die Herstellung eines Medikaments. 22. Use of a nucleic acid according to one of claims 9 to 20 for the Manufacture of a drug. 23. Verwendung eines Antagonisten nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für die Herstellung eines Medikaments. 23. Use of an antagonist according to one of claims 1 to 8 for the preparation of a drug. 24. Verwendung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Medikament für die Behandlung einer Erkrankung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die Migräne, Cluster-Kopfschmerzen, Appetitlosigkeit, Übelkeit, Erbrechen, neurogene Entzündung, insbesondere neurogene Entzündung, die mit anderen Neuropeptiden vermittelt wird, Vasodilatation, erhöhter Blutdruck, Hypotonie, Tachikadie, Erkrankungen, die auf eine Aktivierung trigeminaler afferenter sensorischer Neurone und zentraler "nociceptiver" Neuronen, insbesondere höheren Schmerzzentren, zurückgehen, und chronisch entzündliche Schmerzen, umfasst und/oder zur Behandlung von Schmerzen, insbesondere chronische Schmerzen, akute Schmerzen, entzündliche Schmerzen, visceraler Schmerzen und neuropathischer Schmerzen. 24. Use according to claim 22 or 23, characterized in that the Drug for the treatment of a disease is selected from the group is, the migraine, cluster headache, loss of appetite, nausea, vomiting, neurogenic inflammation, especially neurogenic inflammation that is shared with others Neuropeptides is mediated, vasodilation, increased blood pressure, hypotension, Tachicadia, disorders related to trigeminal afferent activation sensory neurons and central "nociceptive" neurons, especially higher ones Pain centers, decrease, and chronic inflammatory pain, includes and / or for the treatment of pain, especially chronic pain, acute Pain, inflammatory pain, visceral pain and neuropathic Pain. 25. Zusammensetzung umfassend eine Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 20 und bevorzugterweise einen pharmazeutisch akzeptablen Träger. 25. A composition comprising a nucleic acid according to any one of claims 9 to 20 and preferably a pharmaceutically acceptable carrier. 26. Zusammensetzung umfassend einen Antagonisten nach einem der vorangehenden Ansprüche und bevorzugterweise einen pharmazeutisch akzeptablen Träger. 26. A composition comprising an antagonist according to one of the preceding Claims and preferably a pharmaceutically acceptable carrier. 27. Komplex umfassend CGRP und eine Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 20. 27. Complex comprising CGRP and a nucleic acid according to any one of claims 9 to 20th 28. Verwendung einer Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 20 zum Nachweis von CGRP, bevorzugterweise α-CGRP oder β-CGRP und am bevorzugtesten menschliches α-CGRP oder β-CGRP. 28. Use of a nucleic acid according to one of claims 9 to 20 for detection of CGRP, preferably α-CGRP or β-CGRP and most preferred human α-CGRP or β-CGRP. 29. Verfahren zum Screenen von CGRP-Antagonisten umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines Kandidaten-CGRP-Antagonisten, - Bereitstellen einer Nukleinsäuren nach einem der Ansprüche 9 bis 20, - Vorsehen eines Testsystems, welches ein Signal in Gegenwart eines CGRP- Antagonisten ergibt, und - Bestimmen, ob der Kandidaten-CGRP-Antagonist ein CGRP-Antagonist ist. 29. A method for screening CGRP antagonists comprising the following steps: Providing a candidate CGRP antagonist, Provision of a nucleic acid according to one of claims 9 to 20, Provision of a test system which gives a signal in the presence of a CGRP antagonist, and - Determine whether the candidate CGRP antagonist is a CGRP antagonist. 30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei das CGRP α-CGRP und/oder β-CGRP ist, bevorzugtererweise menschliches α-CGRP und/oder β-CGRP. 30. The method according to claim 29, wherein the CGRP is α-CGRP and / or β-CGRP, preferably human α-CGRP and / or β-CGRP. 31. Verfahren zum Screenen von CGRP-Agonisten umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen von CGRP, - Bereitstellen einer Nukleinsäuren nach einem der Ansprüche 9 bis 20, bevorzugterweise einer markierten Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 20, - Zugabe eines Kandidaten-CGRP-Agonsiten, und - Bestimmen, ob der Kandidaten-CGRP-Agonist ein CGRP-Agonist ist. 31. A method for screening CGRP agonists comprising the following steps: - providing CGRP, Provision of a nucleic acid according to one of claims 9 to 20, preferably a labeled nucleic acid according to one of claims 9 to 20, - addition of a candidate CGRP agonsite, and - Determine whether the candidate CGRP agonist is a CGRP agonist. 32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen dadurch erfolgt, dass festgestellt wird, ob die Nukleinsäure durch den Kandidaten-CGRP-Agonisten verdrängt wird. 32. The method according to claim 31, characterized in that the determining thereby it is determined that the nucleic acid is found by the candidate CGRP agonist is ousted. 33. Kit für den Nachweis von CGRP, bevorzugterweise α-CGRP oder β-CGRP, umfassend eine Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 9 bis 20. 33. Kit for the detection of CGRP, preferably α-CGRP or β-CGRP, comprising a nucleic acid according to any one of claims 9 to 20.
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Inventor name: JAROSCH, FLORIAN, 13353 BERLIN, DE

Inventor name: VATER, AXEL, 13353 BERLIN, DE

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