Lijekovi na bazi oligonukleotida. Simpozijum "Inovativni lijekovi na bazi peptida i proteina"

04.07.2013 - 31.12.2013

Izvršena je sistematska analiza savremene literature na temu istraživanja. Utvrđene su sekvence najperspektivnijih, sa stanovišta realizatora projekta, derivata oligonukleotida i njihovih analoga, koji bi trebali pokazati antivirusno i antibakterijsko djelovanje.
Razvijene su metode za sintezu modificiranih oligonukleotida i njihovih konjugata pomoću automatskih DNK/RNA sintisajzera ili u ručnom načinu sinteze na čvrstoj podlozi. Za projektovanje derivata oligonukleotida sa zadatom funkcionalnošću predloženi su različiti pristupi, uključujući i one zasnovane na prediktivnoj analizi strukture i stabilnosti formiranih dupleksa metodom molekularne dinamike. Predložena je metoda za sintezu novih, do sada neopisanih derivata oligonukleotida koji nose modifikacije na atomu fosfora internukleotidne fosfodiestarske grupe.
Razvijena je tehnika za analizu efikasnosti prodiranja jedinjenja obeleženih fluoresceinom u bakterijske ćelije. Pokazalo se da pozitivno nabijeni derivati ​​peptida Flu-(LR)4G-amida efikasno prodiru i akumuliraju se u Pseudomonas aeruginosa, dok je efikasnost prodiranja oligonukleotida u njega bez transportnog peptida niska.
Sve metode razvijene tokom istraživanja, sintetičke i analitičke, implementirane su u rad Laboratorije za biomedicinsku hemiju ICBFM SB RAN. Dobijeni teorijski razvoji se koriste u obrazovnim kursevima.
Sintetička baza stvorena u laboratoriji za dobijanje, izolaciju i karakterizaciju oligonukleotida jedinstvena je za Rusku Federaciju i blizu je nivou najboljih svjetskih istraživačkih laboratorija odgovarajuće specijalizacije. Angažovanje bioloških specijalista čini laboratoriju jedinstvenom u smislu potencijala implementacije istraživanja u pravcu razvoja RNK ciljanih antivirusnih i antibakterijskih lijekova.

Proširiti

01.01.2014 - 31.12.2014

i) Procjena antibakterijske aktivnosti oligonukleotidnih analoga/oligonukleotidnih konjugata protiv Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium; Staphylococcus aureus;
ii) Procjena antivirusne aktivnosti oligonukleotidnih analoga/oligonukleotidnih konjugata protiv virusa influence WSN33/A/H1N1.
iii) Odabir sekvenci vodećih analoga oligonukleotida koji pokazuju antibakterijsku ili antivirusnu aktivnost na željenom nivou;
iv) Razvoj protokola za sintezu oligonukleotidnih konjugata koji sadrže grupe koje povećavaju efikasnost njihove akumulacije u eukariotskim ili bakterijskim ćelijama
iv) Procena efikasnosti prodiranja i akumulacije razvijenih jedinjenja u bakterijskim i eukariotskim ćelijama.
v) Pripremljena laboratorija;
vi) Članci u naučnim časopisima indeksiranim od strane Web of Science.
vii) Sažeci izvještaja na konferencijama;
viii) Dokaz o učešću u obrazovnim kursevima;
ix) Konferencija;

Proširiti

01.01.2015 - 31.12.2015

3.1 Antibakterijska aktivnost spojeva koji sadrže vodeće sekvence protiv Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium; Staphylococcus aureus in vitro (u ćelijskoj kulturi);
3.2 Antivirusna aktivnost spojeva koji sadrže vodeće sekvence protiv virusa gripe in vitro;

3.3. Tehnološke i terapijske karakteristike odabranih oligonukleotidnih analoga i konjugata, uzimajući u obzir načine komercijalizacije lijekova, uključujući:

3.3.1 Lista standardiziranih eksperimentalnih metoda za procjenu antibakterijske i antivirusne aktivnosti preparata analoga oligonukleotida in vitro (u ćelijskoj kulturi) i in vivo (na životinjskim modelima);

3.3.3 Odabrani analozi i konjugati oligonukleotida, koji su, uz ispoljavanje visoke antibakterijske i antivirusne aktivnosti, sposobni za efikasno prodiranje i akumulaciju u ćelijama, uključujući:

3.3.2.1 Podaci za unos i isporuku ćelije za modifikovane analoge i konjugate oligonukleotida;
3.3.2.2 Optimizirana polu-preparativna sinteza, pre- i postsintetičke modifikacije, izolacija i kvantitativna kontrola oligonukleotidnih analoga koji pokazuju antibakterijsko i antivirusno djelovanje;
3.3.2.3. Procjena razvijenih spojeva s antibakterijskim i antivirusnim djelovanjem u smislu komercijalne upotrebe.

3.4 Pripremljen završni izvještaj o projektu;
3.5 Pripremljena laboratorija;

3.6 Sažeci izvještaja na konferencijama;
3.7. Potvrde o učešću u obrazovnim kursevima;

3.8 3 članaka u naučnim časopisima indeksiranim u Web of Science

nukleotidi- Fosforni estri nukleozida, nukleozid fosfati. Slobodni nukleotidi, posebno ATP, cAMP, ADP, igraju važnu ulogu u energetskim i informacionim intracelularnim procesima, a takođe su i sastojci nukleinskih kiselina i mnogih koenzima.

Jedinjenja koja se sastoje od dva nukleotidna molekula nazivaju se dinukleotidi, od tri trinukleotidi, od malog broja - oligonukleotidi, i od mnogih polinukleotidi ili nukleinske kiseline.

morfolino(engleski) Morfolino) su sintetički oligonukleotidi koji se koriste u molekularnoj biologiji za promjenu ekspresije gena. Antisens oligomerni morfolini se koriste da blokiraju pristup drugim molekulima specifičnim sekvencama nukleinskih kiselina. Morfolinski oligonukleotidi blokiraju male jednolančane regije (oko 25 nukleotida) na površini RNA molekula.

Antisens oligonukleotidi su duge sekvence nukleotida DNK u hromozomima. Ako se želi ekspresirati gen, tada se pokreće proces transkripcije ovog gena, uslijed čega se sintetizira mRNA.

Terapeutski efekat sintetičkih antisens oligonukleotida zavisi od specifičnosti njihove hibridizacije sa dostupnim mestom ciljne mRNA, otpornosti na delovanje ćelijskih nukleaza i prisustva sistema isporuke u ćeliju.

Do danas, najefikasnije ciljano gašenje aktivnosti određenih regiona genoma vrše antisens oligonukleotidi (AON). Strategija za korištenje AON-a zasniva se na Watson-Crick interakciji molekula DNK sa ciljnom mRNA. Formiranje heterodupleksa DNK-mRNA dovodi do inaktivacije M-RNA i kasnijeg prestanka sinteze proteina.

Drugim riječima, antisens mehanizam se odnosi na vezivanje oligonukleotida za komplementarno mjesto ciljne RNK i supresiju intracelularne funkcije ove RNK.

Međutim, ovo je jednostavno i atraktivno teorijski model u stvarnosti se pokazalo da je to mnogo teže. Poznata su tri tipa antisens molekula: relativno kratki sintetički oligonukleotidi; antisens RNK, eksprimiran u ćeliji nakon transfekcije sa antisens ribozim genom, koji ima katalitičku aktivnost.

Stvaranje lijekova na bazi antisens oligonukleotida jedan je od najnovijih pravaca u razvoju lijekova. Ova tehnologija daje istraživaču priliku da direktno utiče na gotovo svaki proces u ćeliji sa najvećom specifičnošću. Ako određeni protein podstiče rast ćelije raka, onda se upotrebom odgovarajućeg antisens oligonukleotida može osigurati da se ovaj protein više nikada neće sintetizirati u ćeliji. Antisens oligonukleotidi su toliko specifični da je praktično nemoguće da bilo koji drugi protein u ćeliji bude pogođen. Ova specifičnost će se ublažiti nuspojavečesto se viđa sa konvencionalnim tretmanima raka.

Mehanizam inaktivacije još uvijek nije potpuno jasan. Ali možda je to zbog činjenice da je dvolančana RNK nekarakteristična za normalne stanice. Budući da je signal za sintezu svakog proteina jedna mRNA, takav signal za određeni protein može se isključiti ili "izbaciti" korištenjem takve komplementarne sekvence.

Slika 4 Mehanizam rada antisens oligonukleotida

Važan problem liječenja lijekovima na bazi antisens oligonukleotida je uništavanje takvih lijekova enzimima - nukleazama. Oligodeoksinukleotide razgrađuju nukleaze, pa ih je jako važno zaštititi od djelovanja potonjih kako ne bi izgubili sposobnost hibridizacije sa metom. Da bi se to postiglo, provodi se elektroforetsko odvajanje ćelijskih proteina, u koje je uključena radioaktivna oznaka tijekom translacije, a radioautografija se koristi kako bi se utvrdilo koji od "antisense" oligonukleotida smanjuje sintezu određenog proteina. Ne postoje opći kriteriji za odabir najboljih ciljnih mjesta u različitim RNA transkriptima. Oligonukleotidi koji su komplementarni 5'- ili 3'-konp mRNA, granicama egzona i introna, pa čak i dvolančanim regionima mogu biti efikasni. Oligodeoksinukleotide razgrađuju intracelularne nukleaze, stoga ih je važno zaštititi od djelovanja potonjih kako ne bi izgubili sposobnost hibridizacije s ciljem. Za to se pirimidinske baze i deoksiriboza mogu modificirati na određeni način.

Dakle, u trenutno najčešće korištenim "antisense" oligonukleotidima, slobodni atom kisika fosfodiestarske veze zamijenjen je sulfo grupom, što rezultira stvaranjem tiofosfatne veze. Ovako modificirani oligonukleotidi se otapaju u vodi, nose negativan naboj i endonukleaze ih ne cijepaju. Nakon hibridizacije sa ciljnim mjestom, oni formiraju RNA-DNK duplekse koji aktiviraju ribonukleazu (RNase) H, endogeni enzim koji cijepa mRNA u hibridnom molekulu. Provedena su prva klinička ispitivanja takvih oligonukleotida, lijekova prve generacije. Mete su RNK citomegalovirusa, virusa humane imunodeficijencije, kao i mRNA gena odgovornih za razvoj raka, crijevnih i drugih bolesti.

Sintetizirani "antisense" oligonukleotidi sa fosforamiditnim i poliamidnim (peptidnim) vezama. Takvi molekuli su vrlo otporni na djelovanje nukleaza. Hemijske grupe vezane za 2' atom ugljika ostatka šećera i C-5 atom pirimidina također štite antisens oligonukleotide i olakšavaju njihovo vezivanje za ciljno mjesto. ). Sve prednosti ovih i drugih modifikacija sada se intenzivno proučavaju.

Predsjedavajući: T.V. Ovčinnikova, N.F. Myasoedov

Sesija 1
Predsjedavajući: N.F. Myasoedov, T.V. Ovchinnikova
Velika sala
19. septembar, 9:30 - 11:30

25 min N.F. Myasoedov

Lijekovi na bazi peptida

20 minuta S.A. Limbor Institut za molekularnu genetiku RAS, Moskva, Rusija

Molekularno genetski mehanizmi regulacije peptida

15 minuta RU. Ostrovskaya

Noopept - novi mehanizmi djelovanja i izgledi za upotrebu

15 minuta T.N. Sollertinskaya 1 , M.V. Šorohov 1 , N.F. Myasoedov 2 , L.A. Andreeva 2 1 Institut za evolucijsku fiziologiju i biohemiju. NJIH. Sečenov Ruska akademija nauka, Sankt Peterburg; 2 Institut za molekularnu genetiku RAS, Moskva, Rusija

Osobine neuropeptidne korekcije kognitivnih i psihoemocionalnih poremećaja u sindromu hronični umor kod sisara (evolucijski aspekti studije)

15 minuta I.I. Bobyntsev, O.I. Sorokoletova, A.E. Bijelo Kursk State medicinski univerzitet, Kursk, Rusija

Proučavanje anksiolitičkih i analgetskih učinaka peptida Gly-His-Lys (GHK) i njegovih strukturnih analoga

Sesija 2
Predsjedavajući: S.N. Kochetkov, T.V. Ovchinnikova
Velika sala
19. septembar, 16:00 - 18:00

25 min S.N. Kochetkov

Novi inhibitori razvoja društveno značajnih infekcija

20 minuta T.V. Ovchinnikova Institut za bioorgansku hemiju. MM.

Terapeutski potencijal antimikrobnih peptida

15 minuta V.N. Kokryakov 1.2 , O.V. Šamova 1,2 , G.M. Alešina 1, M.N. Berlov 1,2 , T.V. Ovčinnikova 3 1 Institut za eksperimentalnu medicinu, Sankt Peterburg; 2 Sankt Peterburg Državni univerzitet, St. Petersburg; 3 Institut za bioorgansku hemiju

Dostignuća nacionalne škole biohemičara u proučavanju strukture i funkcija antibiotskih peptida životinjskog porijekla

15 minuta O.V. Shamova 1 , 2 , M.S. Žarkova 1 , P.M. Kopeikin 1 , T.A. Lukjanova 1 , A.Yu. Artamonov 1 , S.V. Balandin 3 , T.A. Filatenkova 1 , A.S. Nazarov 1,2 , K.E. Safiullina 1 , M.S. Sukharev 1 , T.Yu. Pazina 1 , T.M. Grinchuk 4 , V.N. Kokrjakov 1,2 , T.V. Ovčinnikova 3 , D.S. Orlov 1.2 1 Institut za eksperimentalnu medicinu, Sankt Peterburg; 2 St. Petersburg State University, St. Petersburg; 3 Institut za bioorgansku hemiju MM. Šemjakin i Yu.A. Ovčinnikov RAS, Moskva; 4 Institut za citologiju RAS, Sankt Peterburg, Rusija

Peptidi urođenog imuniteta bogati prolinom kao prototipovi novih antimikrobnih i antitumorskih lijekova

15 minuta I.E. Eliseev 1, I.N. Terterov 1 , O.V. Šamova 2 , M.V. Palica 1 1 St. Petersburg Academic University; 2 Institut za eksperimentalnu medicinu, Sankt Peterburg, Rusija

Korištenje uzoraka sekvenci aminokiselina za dizajniranje alfa-helikalnih antimikrobnih peptida

15 minutaM.N. Berlov 1,2 , E.S. Umnjakova 1 , A.V. Sokolov 1 , T.V. Ovčinnikova 3 , V.N. Kokryakov 1.2 1 Institut za eksperimentalnu medicinu, Sankt Peterburg; 2 St. Petersburg State University, St. Petersburg; 3 Institut za bioorgansku hemiju MM. Šemjakin i Yu.A. Ovčinnikov RAS, Moskva, Rusija

Interakcija kationskih antimikrobnih peptida sa C1q proteinom i njihov učinak na aktivaciju komplementa

Sesija 3
Predsjedavajući: N.F. Myasoedov, L.P. Ovchinnikov
Velika sala
20. septembar, 9:30 - 11:30

25 min L.P. Ovchinnikov 1 , N.V. Bobkova 2 1 Institut za proteine ​​RAS, Puščino; 2 Institut za biofiziku ćelije RAS, Puščino, Rusija

Razvoj inovativnog lijeka protiv Alchajmerove bolesti na bazi YB-1 proteina

20 minuta O.M. Volpina 1, D.O. Koroev 1 , T.D. Volkova 1 , A.V. Kamynjina 1 , M.P. Filatova 1 , S.M. Balasanyants 1 , N.I. Medvinskaya 2, P.V. Nekrasov 2 , I.V. Nesterova 2 , A.N. Samokhin 2 , N.V. Bobkova 2 1 MM. Šemjakin i Yu.A. Ovčinnikov RAS, Moskva; 2 Institut za biofiziku ćelije RAS, Puščino, Moskovska oblast, Rusija

Zaštitna aktivnost peptida u neurodegenerativnim procesima Alchajmerovog tipa

15 minutaA.V. Tallerova Istraživački institut za farmakologiju. V.V. Zakusova, Moskva, Rusija

Dipeptidni mimetik neurotrofnog faktora koji potiče iz mozga GSB-106 je obećavajući antidepresiv nove generacije

15 minuta K.N. Kolyasnikova, T.A. Gudaševa, S.B. Seredenin Istraživački institut za farmakologiju. V.V. Zakusova, Moskva, Rusija

Zamijenjeni gliprolin GZK-111 - novi dipeptid s anksiolitičkim i neuroprotektivnim djelovanjem

15 minuta A.V. Avetisyan 1 , R.A. Zinovkin 1 , R.A. Simonyan 1 , P.V. Nekrasov 2 , A.N. Samokhin 2 , D.O. Koroev 3 , O.M. Volpina 3 , N.V. Bobkova 2 1 Istraživački institut za fizikalno-hemijsku biologiju. A.N. Moskovski državni univerzitet Belozersky, Moskva; 2 Institut za biofiziku ćelije RAS, Puščino; 3 Institut za bioorgansku hemiju MM. Šemjakin i Yu.A. Ovčinnikov RAS, Moskva, Rusija

Sintetički peptidi u ekstracelularnoj domeni RAGE obnavljaju mitohondrije u mozgu miševa sa bulbektomijom

15 minutaHELL. Slobodina 1.2, O.I. Bolshakova 1 , A.L. Švarcman 1 , S.V. Saranceva 1 1 National Istraživački centar„Kurčatov institut“, Institut za nuklearnu fiziku Sankt Peterburga. B.P. Konstantinova, Gatchina; 2 Politehnički univerzitet Petra Velikog u Sankt Peterburgu, Sankt Peterburg, Rusija

Kombinovani peptidi kao obećavajuća jedinjenja za lečenje Alchajmerove bolesti

Sesija 4
Predsjedavajući: E.D. Sverdlov
Velika sala
20. septembar, 16:50 - 18:50

15 minuta V.A. Mitkevič, AA. Makarov Institut za molekularnu biologiju. V.A. Engelhardt RAS, Moskva, Rusija

Razvoj antitumorskog lijeka na bazi ribonukleaze binaze

15 minutaA.V. Stepanov 1,2 , A.A. Belogurov 1,2 , A.G. Gabibov 1.2 1 Institut za bioorgansku hemiju. MM. Šemjakin i Yu.A. Ovčinnikov RAS, Moskva; 2 Federalni univerzitet Kazan (Volga Region), Kazanj, Rusija

Upotreba himernih T-ćelijskih antigenskih receptora spojenih sa ligandom receptora B-ćelija za liječenje ne-Hodgkinovih limfoma

15 minuta V.A. Richter 1 , E.V. Kuligina 1 , O.V. Koval 1 , G.V. Kočneva 2 , A.A. Newise 1, A.A. Makartsova 1 , O.S. Troitskaya 1 1 Institut za hemijsku biologiju i fundamentalna medicina SB RAS, Novosibirsk, Rusija 2 Državni istraživački centar za virusologiju i biotehnologiju, Koltsovo, Novosibirska oblast, Rusija

Načini povećanja antitumorske efikasnosti Lactaptina

15 minuta AA. Rosenkrants, T.A. Slastnikova, A.V. Ulasov, A.S. SobolevInstitut za biologiju gena RAS; Moskovski državni univerzitet M.V. Lomonosov, Moskva, Rusija

Ciljana intracelularna isporuka sredstava protiv raka pomoću modularnih nanotransportera

15 minuta I.V. Alekseenko Institut za molekularnu genetiku RAS; Institut za bioorgansku hemiju. MM. Šemjakin i Yu.A. Ovčinnikov RAS, Moskva, Rusija

Problemi i izgledi lijekova za gensku terapiju za liječenje raka

15 minutaD.V. Sverchinski, V.F. Lazarev, I.V. Guzhova, B.A. Margulis Institut za citologiju RAS, Sankt Peterburg, Rusija

Modulatori aktivnosti šaperona Hsp70 i njihov antitumorski potencijal

15 minutaS.S. Larin, M.I. Lukašina, A.V. Kibardin, A.V. Posvyatenko, E.Yu. Lysyuk, G.P. Georgiev Institut za gensku biologiju RAS, Moskva, Rusija

Na membranu vezani i topljivi oblici molekula sličnih MHC izazvanim stresom kao obećavajući markeri u dijagnozi i terapiji malignih tumora

Sesija 5
Predsjedavajući: N.F. Myasoedov, V.A. stonik
Velika sala
21. septembar, 9.30 - 11.30

25 min V.A. stonik Pacifički institut za bioorgansku hemiju. G.V. Elyakova, Dalekoistočni ogranak Ruske akademije nauka, Vladivostok, Rusija

Iz istraživanja mora prirodna jedinjenja do novih ideja i biopreparata

20 minuta P.V. Sergiev 1.2, I.A. Osterman 1,2 , E.S. Komarova 1,2 , A.A. Bogdanov 1 , O.A. Dontsova 1.2 1 Moskovski državni univerzitet M.V. Lomonosova, 2 Institut za nauku i tehnologiju Skolkovo, Moskva, Rusija

Potraga za novim antibioticima i proučavanje njihovog mehanizma djelovanja

15 minuta Ya.R. Panikratova 1 , I.S. Lebedeva 1, O.Yu. Sokolov 1 , D.A. Kuprijanov 2 , A.D. Rumshiskaya 3, N.V. Obala 1 , N.F. Myasoedov 1 1 FGBNU NTSPZ; - 2 OO Philips; 3 FGAU "LRTS" Ministarstva zdravlja Ruske Federacije, Moskva, Rusija

Proučavanje učinka Semaxa na aktivnost neuronskih mreža ljudskog mozga korištenjem funkcionalne magnetne rezonancije (fMRI)

15 minutaE.F. Kolesanova, E.A. Egorova, V.N. Prozorovsky, O.M. Ipatova Istraživački institut za biomedicinsku hemiju. V.N. Orehovič, Moskva, Rusija

Sintetički peptidi u inovativnom lijekovi: peptidni imunogeni i transportni peptidi

15 minuta B.P. Čelobanov 1,2 , A.A. Fokina 1 , A.M. Iljina 2 , K.V. Klabenkova 2 , E.A. Burakova 1, M. Fujii 3, DA. Stetsenko 1,2 1 Institut za hemijsku biologiju i fundamentalnu medicinu SB RAS, Novosibirsk; 2 Državni univerzitet Novosibirsk, Novosibirsk, Rusija; 3 Univerzitet Kindai, Fukuoka, Japan

Peptidni konjugati oligonukleotidnih analoga kao potencijalni terapeutski agensi

15 minutaAA. Zamyatnin(ml.) 1.2, A.V. Balakireva 1 , N.V. Gorokhovets 1 , E.Yu. Zerniy 2 , N.V. Kuznjecova 1 , V.A. Makarov 1 , A.I. Petuškova 3 , L.V. Savvateeva 1 1 Institut za molekularnu medicinu, Prvi Moskovski državni medicinski univerzitet. NJIH. Sechenov, Moskva; Istraživački institut za fizikalno-hemijsku biologiju. A.N. Moskovski državni univerzitet Belozersky, Moskva; 3 Biološki fakultet Moskovskog državnog univerziteta Lomonosov M.V. Lomonosov, Moskva, Rusija

Stvaranje enzimskog agensa za efikasnu detoksikaciju glutena

Sesija 6
Predsjedavajući: V.M. Lipkin, T.V. Ovchinnikova
Velika sala
21. septembar, 16.15 - 18.15

15 minuta I.A. Grivennikov 1 , E.V. Novosadova 1 , S.A. Antonov 1 , E.S. Manuilova 1 , E.L. Arsen'eva 1 , M.A. Grefenshtein 1 , A.M. Zykova 1 , Kobylyansky A.G. 1, V.V. Simonova 3 , L.G. Khaspekov 3 , O.S. Lebedeva 2 , M.A. Lagarkova 2 , S.N. Illarioshkin 3 , V.Z. Tarantula 1 ,N.F. Mjasoedov 1 1 Institut za molekularnu genetiku RAS; 2 Federalni naučno-praktični centar za fizikalnu i hemijsku medicinu Federalne medicinsko-biološke agencije Rusije; 3 Naučni centar neurologija RAMS, Moskva

Test sistem zasnovan na indukovanim ljudskim pluripotentnim matičnim ćelijama

15 minuta E.V. Novosadova, E.L. Arsenyeva, E.S. Manuilova, M.A. Grefenstein, N.F. Myasoedov, I.A. Grivennikov Institut za molekularnu genetiku RAS, Moskva, Rusija

Peptidi iz porodice melanokortina su u stanju da moduliraju ekspresiju gena specifičnih za neuron tokom neuronske diferencijacije indukovanih pluripotentnih matičnih ćelija čoveka.

15 minutaA.P. Bogachuk 1 , Z.I. Storozheva 2 , Yu.A. Zolotarev 3 , G.I. Kovalev 4 , V.N. Azev 5 , A.N. Murašev 5 , D.I. Rzhevsky 5 , G.B. Telegin 5 , V.M. Lipkin 1 1 Institut za bioorgansku hemiju. MM. Šemjakin i Yu.A. Ovchinnikov RAS; 2 Federalni medicinski istraživački centar za psihijatriju i narkologiju. V.P. srpski; 3 Institut za molekularnu genetiku RAS; 4 Istraživački institut za farmakologiju RAS, Moskva, Rusija; 5 Filijala Instituta za bioorgansku hemiju. MM. Šemjakin i Yu.A. Ovčinnikov RAS, Puščino, Moskovska oblast, Rusija

Pretkliničke studije novog neuroprotektivnog lijeka na bazi peptida

15 minutaYu.A. Zolotarev 1 , G.I. Kovalev 2 , N.V. Kost 3 , O.Yu. Sokolov 3 , A.K. Dadayan 1 , V.S. Kozik 1 , S.I. Ožiljak 1, E.V. Vasiljeva 2 , A.P. Bogačuk 4 , V.M. Lipkin 4 , N.F. Mjasoedov 1 1 Institut za molekularnu genetiku RAS; 2 Istraživački institut za farmakologiju im V.V. Zakusova; 3 Naučni centar mentalno zdravlje; 4 Institut za bioorgansku hemiju MM. Šemjakin i Yu.A. Ovčinnikov RAS, Moskva, Rusija

Anksiolitička i neuroprotektivna aktivnost regulatornog peptida HLDF-6 u modelima Parkinsonove bolesti i anksioznih poremećaja

15 minuta A.K. Dadayan 1 , Yu.A. Zolotarev 1 , V.S. Kozik 1 , S.I. Ožiljak 1, I.Yu. Nagaev 1 , V.N. Azev 2 , A.P. Bogačuk 3 , V.M. Lipkin 3 , N.F. Mjasoedov 1 1 Institut za molekularnu genetiku RAS, Moskva; 2 Ogranak Instituta za bioorgansku hemiju. MM. Šemjakin i Yu.A. Ovchinnikov RAS, Pushchino; 3 Institut za bioorgansku hemiju MM. Šemjakin i Yu.A. Ovčinnikov RAS, Moskva, Rusija

Farmakokinetika acetamidne forme peptida HLDF-6 u tkivima laboratorijskih životinja koje koriste derivate obilježene tricijem i deuterijumom.

5507 0

To se može postići na nekoliko načina: hibridizacijom odgovarajućeg oligonukleotida sa specifičnim genom ili mRNA, blokiranjem proteinskog transkripcionog faktora, smanjenjem količine mRNA kao rezultat cijepanja RNA enzimima, itd. Razmotrite principe nekih od njih.

Ribooligonukleotid koji se veže za specifičnu mRNA i time inhibira translaciju proteina koji kodira naziva se "antisense" mRNA. Ovaj mehanizam koriste neke bakterije za regulaciju gena (slika 3.20). U praksi se koriste veštački dizajnirani geni kod kojih je DNK umetak u takvoj orijentaciji da su njihovi transkripti antisens u odnosu na ciljnu mRNA (slika 3.21).

Rice. 3.20. Regulacija gena za bakterioferitin (bfr) antisens RNK

Rice. 3.21. Inhibicija translacije mRNA sintetičkim antisense oligonukleotidom

Kako bi se zaštitili od cijepanja nukleazom, sintetiziraju se modificirani oligonukleotidi, a da pritom ne gube sposobnost hibridizacije. Na sl. 3.22 prikazuje strukture modifikovanih nukleotida, čija se efikasnost intenzivno proučava. Na primjer, pokazalo se da oligonukleotidi zamjenom slobodnog kisika fosfodiestarske veze sa sumporom (struktura b) efikasno hibridiziraju sa komplementarnom ciljnom RNK i rezultirajući RNA-DNK dupleksi aktiviraju intracelularnu ribonukleazu H.

Ovaj endogeni enzim hidrolizira sekvencu RNK u takvim hibridima. Sa takvim oligonukleotidima već su obavljena obećavajuća klinička ispitivanja u kojima su mete bile RNK citomegalovirusa, HIV-a i neke RNK odgovorne za razvoj raka.

Rice. 3.22. Modifikacije oligonukleotida: a - normalna fosfodiestarska veza; b - tiofosfatna veza; c - fosfamidna veza; d - 2"-0-metilriboza; e - C-5-propinilcitozin

Princip djelovanja i struktura ribozima - prirodne RNK sa aktivnošću nukleaze, prikazan je na Sl. 3.23.
Utvrđeno je da su ove kratkolančane RNK u stanju da efikasno potisnu ekspresiju virusnih gena, onkogena, faktora rasta i drugih terapijski važnih gena cepanjem njihove mRNA. Modifikacijom sekvence koja se vezuje za supstrat, moguće je dobiti ribozime specifične za određenu mRNA. Ribozimi se mogu sintetizirati direktno u ćeliji transkripcijom sintetičkog oligodezoksiribonukleotida koji kodira katalitičku domenu i hibridizirajući regione koji ga okružuju.

Rice. 3.23. Cijepanje mRNA ribozimima. Strelica pokazuje mjesto cijepanja.

Da bi se povećala zaštita od preranog cijepanja intracelularnim nukleazama, dobijaju se različiti derivati ​​ribozima - sa metilovanim 2"-hidroksilnim grupama (vidi sliku 3.22, d), binarnim strukturama itd. Struktura molekula ribozima značajno utiče na njegovu efikasnost. 3.24 prikazuje kinetiku cijepanja mdr1 mRNA sa sintetiziranim ribozimima različitih struktura.

Rice. 3.24. Cepanje 190-bp 5'-terminalnog fragmenta MDR1 mRNA sa modifikovanim binarnim (1,3) i ribozimima pune dužine (2,4): a - struktura RNK sa izolovanim specifičnim mestom; b - akumulacija produkata cepanja ( materijale obezbedila AG Venyaminova, IBKhiFM, Novosibirsk)

Tumorske ćelije se in vivo transficiraju sa HSVtk genom pod aktivnim promotorom i nakon nekoliko dana se primjenjuje ganciklovir, koji se fosforilira virusnom timidin kinazom u monofosfat, a zatim kinazama ćelija domaćina u trifosfat. Ovaj derivat inhibira DNK polimerazu i zaustavlja sintezu DNK, što dovodi do smrti ćelija koje se razmnožavaju. Kroz međućelijske kontakte, ganciklovir trifosfat prodire u susjedne nemodificirane ćelije i tako uništava dodatnih deset tumorskih ćelija.

Gen koji dovodi do smrti sopstvene ćelije naziva se "samoubilački" gen (u našem slučaju to je gen timidin kinaze), a termin "prolek" se odnosi na neaktivni oblik. lekovita supstanca(u ovom slučaju to je ganciklovir). Ovaj pristup je korišćen za kreiranje drugih varijanti kombinacije gen aktivator-prolek, ali je efikasnost GCV-HSVtk sistema već dokazana u brojnim pretkliničkim ispitivanjima.

Genska terapija je nova medicinska disciplina čije se formiranje događa pred našim očima. Uprkos određenim uspjesima i obećavajućim izgledima, postoji niz izazova koje treba savladati.

Neki od problema leže daleko izvan medicine i molekularne biologije. To su etička i politička pitanja. Kao što ste već primijetili, razmatrali smo metode genetske terapije samo za somatske ćelije. To znači da su izvršene korekcije ograničene na određeni organ ili tkivo, "ispravljeni" geni neće biti prenijeti na sljedeću generaciju. Promjene u genotipu zametnih stanica (spermatozoida ili jajašca) ili oplođenih stanica moraju se prenositi s generacije na generaciju.

Trenutno je genska terapija somatskih ćelija klasifikovana kao standardna metoda. medicinska intervencija. Nasuprot tome, genska terapija zametnih stanica je tehnološki mnogo složenija, problematičnija i nepredvidiva. Stoga su eksperimenti u ovoj oblasti zabranjeni u mnogim zemljama.

Krajem 80-ih. U Sjedinjenim Državama su uspostavljeni propisi koji regulišu ispitivanja u oblasti genetske terapije somatskih ćelija. Garantuju nepristrasan i reprezentativan odabir pacijenata i njihovu svijest (koliko je liječenje opasno, kolika je vjerovatnoća njegovog uspjeha i sl.), povjerljivost podataka o pacijentima i provedenim studijama, propisno provođenje svih manipulacija bez izazivanja štete, kako za određene pacijente, tako i za ljudsku populaciju općenito.

Budući da tretman somatskih ćelija dovodi do poboljšanja stanja i značajnog produženja života pacijenata sa genetskim oboljenjima, ali se "poboljšani" gen ne nasljeđuje, vjeruje se da će to dovesti do nagomilavanja genetske bolesti u ljudskoj populaciji. Međutim, prema populacionoj genetici, za značajno povećanje učestalosti štetnog gena kao rezultat efikasan tretman potrebno je hiljade godina.

NA. Voinov, T.G. Volova

"Antisense" RNA (Antisense RNA), koja bi se trebala koristiti kao lijek, je kratak (15-20 nukleotida) oligonukleotid koji se može vezati za specifično mRNA mjesto komplementarno s njim i inhibirati translaciju proteina koji kodira, čime se potiskuje patološki proces(Sl. 2).

Terapeutski učinak sintetičkih "antisense" oligonukleotida ovisi o specifičnosti njihove hibridizacije sa dostupnim ciljnim mRNA mjestom, otpornosti na djelovanje ćelijskih nukleaza i prisutnosti sistema isporuke u ćeliju. Sekvence od 15-20 nukleotida hibridizuju sa jedinstvenim mRNA sa prilično visokom specifičnošću. Potencijalna ciljna mjesta određuju se testiranjem skupa "antisense" oligonukleotida korištenjem ćelijske kulture koja sintetiše ciljnu mRNA. Da bi se to postiglo, provodi se elektroforetsko odvajanje ćelijskih proteina, u koje je uključena radioaktivna oznaka tijekom translacije, a radioautografija se koristi kako bi se utvrdilo koji od "antisense" oligonukleotida smanjuje sintezu određenog proteina. Ne postoje opći kriteriji za odabir najboljih ciljnih mjesta u različitim RNA transkriptima. Oligonukleotidi koji su komplementarni 5' ili 3' krajevima mRNA, granicama egzona i introna, pa čak i dvolančanim regionima mogu biti efikasni. Antisens oligonukleotidi mogu biti razgrađeni intracelularnim nukleazama, pa ih je važno zaštititi od djelovanja potonjih kako ne bi izgubili sposobnost hibridizacije s ciljem. Za to se pirimidinske baze, riboza ili deoksiriboza mogu na određeni način modificirati (slika 3). Dakle, u trenutno najčešće korištenim “antisense” oligonukleotidima, slobodni atom kisika fosfodiestarske veze zamijenjen je SH grupom (slika 3B ), što rezultira stvaranjem tiofosfatne veze. Ovako modificirani oligonukleotidi se otapaju u vodi, nose negativan naboj i endonukleaze ih ne cijepaju. Kada se hibridiziraju na ciljno mjesto, formiraju duplekse koji aktiviraju ribonukleazu (RNase), endogeni enzim koji cijepa mRNA u takvoj hibridnoj molekuli. Izvršena su prva klinička ispitivanja ovakvih oligonukleotida - lijekova "prve generacije". Mete su RNK citomegalovirusa, virusa humane imunodeficijencije, kao i mRNA gena odgovornih za razvoj raka, crijevnih i drugih bolesti.

Sintetizirani "antisense" oligonukleotidi sa fosforamiditnim i poliamidnim (peptidnim) vezama - peptidne nukleinske kiseline (Peptide nucleicacids, PNAs) (slika 3. V i D ). Takvi molekuli su vrlo otporni na djelovanje nukleaza. Hemijske grupe vezane za 2'-ugljikov atom ostatka šećera i C-5 atom pirimidina također štite antisens oligonukleotide i olakšavaju njihovo vezivanje za ciljno mjesto (slika 3. 2D I E ). Sve prednosti ovih i drugih modifikacija sada se intenzivno proučavaju.

Prodor "antisense" oligonukleotida u ćeliju može se znatno olakšati postavljanjem u liposome. Ovaj visoko efikasan sistem isporuke omogućava upotrebu "antisens" oligonukleotida u niskim koncentracijama. Međutim, ako se liposomi konjugiraju s antitijelima specifičnim za epitope određenih stanica određenih organa, tada će biti moguće izvršiti ciljanu isporuku “antisense” oligonukleotida.

Sprovedena pretklinička ispitivanja su pokazala da su "antisense" oligonukleotidi veoma efikasni lekovi. Proučavana je mogućnost njihove primjene u liječenju stenoze koronarnih i karotidnih arterija koje dovode do srčanog i moždanog udara. U tim slučajevima se često pribjegava angioplastici, proširenju arterija balon kateterom, ali se kod oko 40% pacijenata stenoze ponovo pojavljuju nakon 6 mjeseci, jer angioplastika stimulira proliferaciju glatkih mišićnih stanica i izlučivanje međućelijske tvari u unutrašnjost. sloj arterije na mestu njenog širenja. U jednom od eksperimenata u karotidnih arterija pacovima su nakon angioplastike ubrizgani antisens oligonukleotidi sa tiofosfatnim vezama, komplementarni mRNA koje kodiraju proteine ​​važne za ćelijski ciklus sisara; kao rezultat toga, učestalost rekurentnih stenoza se smanjila za 90%. Proliferacija glatkih mišićnih ćelija se javlja i kod ateroskleroze, dijabetes, komplikacije nakon operacije koronarne premosnice. Vjerovatno se sva ova stanja mogu kontrolisati na slične načine.

Antisens oligonukleotidi se također mogu koristiti za liječenje virusnih infekcija i malarije. Osim toga, rezultati kliničkih ispitivanja faze I za liječenje Crohnove bolesti korištenjem oralne primjene "antisense" oligonukleotida ilustrirali su jasan terapeutski učinak bez primjetnih nuspojava. U ovom slučaju, ciljna mRNA kodirana je za međućelijsku adheziju tipa 1, koja se proizvodi u višku kod pacijenata s Crohnovom bolešću. Planirano je proučavanje efikasnosti istog oligonukleotida za liječenje drugih inflamatorne bolesti, na primjer reumatoidni artritis, psorijaza i ulcerozni kolitis.

U principu, "antisense" oligonukleotidi mogu formirati trostruki heliks sa hromozomskom ciljnom DNK i blokirati transkripciju. Međutim, specifičnost "antigenskih" oligonukleotida još uvijek ne zadovoljava standarde usvojene za lijekove.