Medicamente pe bază de oligonucleotide. Simpozion „Medicamente inovatoare bazate pe peptide și proteine”

04.07.2013 - 31.12.2013

A fost efectuată o analiză sistematică a literaturii moderne pe tema de cercetare. Au fost stabilite secvențele celor mai promițătoare, din punctul de vedere al implementatorilor proiectului, derivați de oligonucleotide și analogi ai acestora, care ar trebui să prezinte activitate antivirală și antibacteriană.
Au fost dezvoltate metode pentru sinteza oligonucleotidelor modificate și a conjugaților acestora folosind sintetizatoare automate ADN/ARN sau în modul de sinteză manuală pe un suport solid. Pentru proiectarea derivaților de oligonucleotide cu o funcționalitate dată, au fost propuse diverse abordări, inclusiv cele bazate pe analiza predictivă a structurii și stabilității duplexurilor formate folosind metoda dinamicii moleculare. Este propusă o metodă pentru sinteza unor derivați noi, nedescriși anterior, ai oligonucleotidelor care poartă modificări la atomul de fosfor al grupării internucleotid fosfodiester.
A fost dezvoltată o tehnică pentru analiza eficienței penetrării compușilor marcați cu fluoresceină în celulele bacteriene. S-a demonstrat că derivații încărcați pozitiv ai peptidei amidă Flu-(LR)4G penetrează și se acumulează eficient în Pseudomonas aeruginosa, în timp ce eficiența penetrării oligonucleotidelor în aceasta fără peptida de transport este scăzută.
Toate metodele dezvoltate în timpul cercetării, atât sintetice, cât și analitice, sunt implementate în activitatea Laboratorului de Chimie Biomedicală al ICBFM SB RAS. Dezvoltarile teoretice primite sunt folosite in cursurile educationale.
Baza sintetică creată în laborator pentru obținerea, izolarea și caracterizarea oligonucleotidelor este unică pentru Federația Rusă și se apropie de nivelul celor mai bune laboratoare de cercetare din lume ale specializării corespunzătoare. Implicarea specialiștilor biologici face ca laboratorul să fie unic în ceea ce privește potențialul implementării cercetării sale în direcția dezvoltării de medicamente antivirale și antibacteriene țintite pe ARN.

Extinde

01.01.2014 - 31.12.2014

i) Evaluarea activității antibacteriene a analogilor de oligonucleotide/conjugate de oligonucleotide împotriva Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium; Staphylococcus aureus;
ii) Evaluarea activității antivirale a analogilor de oligonucleotide/conjugate de oligonucleotide împotriva virusului gripal WSN33/A/H1N1.
iii) Selectarea secvenţelor de analogi lider de oligonucleotide care prezintă activitate antibacteriană sau antivirală la nivelul dorit;
iv) Elaborarea de protocoale pentru sinteza conjugatelor de oligonucleotide care conțin grupări care cresc eficiența acumulării lor în celulele eucariote sau bacteriene
iv) Evaluarea eficienței de penetrare și acumulare a compușilor dezvoltați în celulele bacteriene și eucariote.
v) Laborator pregătit;
vi) Articole din periodice științifice indexate de Web of Science.
vii) Rezumate ale rapoartelor la conferințe;
viii) Dovada participării la cursuri educaționale;
ix) Conferință;

Extinde

01.01.2015 - 31.12.2015

3.1 Activitatea antibacteriană a compuşilor care conţin secvenţe lider împotriva Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium; Staphylococcus aureus in vitro (în cultură celulară);
3.2 Activitatea antivirală a compuşilor care conţin secvenţe lider împotriva virusului gripal in vitro;

3.3. Caracteristicile tehnologice și terapeutice ale analogilor și conjugaților de oligonucleotide selectați, ținând cont de modalitățile de comercializare a medicamentelor, inclusiv:

3.3.1 Lista metodelor experimentale standardizate de evaluare a activității antibacteriene și antivirale a preparatelor de analog de oligonucleotide in vitro (în culturi celulare) și in vivo (în modele animale);

3.3.3 Analogi și conjugați oligonucleotidici selectați, care, împreună cu manifestarea unei activități antibacteriene și antivirale ridicate, sunt capabili de penetrare și acumulare eficientă în celule, inclusiv:

3.3.2.1 Datele de intrare și eliberare a celulelor pentru analogi și conjugați de oligonucleotide modificate;
3.3.2.2 Sinteză semipreparativă optimizată, modificări pre și postsintetice, izolarea și controlul cantitativ al analogilor de oligonucleotide care prezintă activitate antibacteriană și antivirală;
3.3.2.3. Evaluarea compușilor dezvoltați cu activitate antibacteriană și antivirală în ceea ce privește utilizarea comercială.

3.4 Întocmirea raportului final al proiectului;
3.5 Laborator pregătit;

3.6 Rezumate ale rapoartelor la conferințe;
3.7 Certificate de participare la cursuri educaționale;

3.8 3articole în periodice științifice indexate în Web of Science

nucleotide- Esteri fosforici ai nucleozidelor, fosfaților nucleozidici. Nucleotidele libere, în special ATP, cAMP, ADP, joacă un rol important în procesele energetice și informaționale intracelulare și sunt, de asemenea, constituenți ai acizilor nucleici și a multor coenzime.

Se numesc compușii formați din două molecule de nucleotide dinucleotide, din trei trinucleotide, dintr-un număr mic - oligonucleotide, și din multe polinucleotide sau acizi nucleici.

morfolino(Engleză) Morfolino) sunt oligonucleotide sintetice utilizate în biologia moleculară pentru a modifica expresia genelor. Morfolinele oligomerice antisens sunt utilizate pentru a bloca accesul altor molecule la secvențe specifice de acid nucleic. Oligonucleotidele morfoline blochează regiuni mici monocatenar (aproximativ 25 de nucleotide) de pe suprafața moleculelor de ARN.

Oligonucleotide antisens sunt secvențe lungi de nucleotide ADN din cromozomi. Dacă urmează să fie exprimată o genă, atunci se începe procesul de transcripție a acestei gene, în urma căruia este sintetizat ARNm.

Efectul terapeutic al oligonucleotidelor sintetice antisens depinde de specificitatea hibridizării lor cu locul accesibil al țintei m ARN, de rezistența la acțiunea nucleazelor celulare și de prezența unui sistem de livrare în celulă.

Până în prezent, cea mai eficientă oprire țintită a activității anumitor regiuni ale genomului este efectuată de oligonucleotidele antisens (AON). Strategia de utilizare a AON se bazează pe interacțiunea Watson-Crick a moleculelor de ADN cu ARNm-ul țintă. Formarea unui heteroduplex ADN-ARNm duce la inactivarea M-ARN și la încetarea ulterioară a sintezei proteinelor.

Cu alte cuvinte, mecanismul antisens se referă la legarea oligonucleotidei la situsul complementar al ARN-ului țintă și suprimarea funcției intracelulare a acestui ARN.

Cu toate acestea, acest lucru simplu și atractiv model teoreticîn realitate, s-a dovedit a fi mult mai dificil. Sunt cunoscute trei tipuri de molecule antisens: oligonucleotide sintetice relativ scurte; ARN antisens, exprimat în celulă după transfecția cu o genă ribozimă antisens, având activitate catalitică.

Crearea de medicamente pe bază de oligonucleotide antisens este una dintre cele mai noi direcții în dezvoltarea medicamentelor. Această tehnologie oferă cercetătorului posibilitatea de a afecta în mod direct aproape orice proces din celulă cu cea mai mare specificitate. Dacă o anumită proteină promovează creșterea unei celule canceroase, atunci prin utilizarea oligonucleotidei antisens adecvate, se poate asigura că această proteină nu va mai fi sintetizată niciodată în celulă. Oligonucleotidele antisens sunt atât de specifice încât este practic imposibil ca orice altă proteină din celulă să fie afectată. Această specificitate se va atenua efecte secundare des întâlnit cu tratamentele convenționale pentru cancer.

Mecanismul de inactivare nu este încă complet clar. Dar poate că acest lucru se datorează faptului că ARN-ul dublu catenar nu este caracteristic celulelor normale. Deoarece semnalul pentru sinteza fiecărei proteine ​​este un singur ARNm, un astfel de semnal pentru o anumită proteină poate fi dezactivat sau „eliminat” folosind o astfel de secvență complementară.

Fig.4 Mecanismul de funcționare al oligonucleotidului antisens

O problemă importantă a tratamentului cu medicamente pe bază de oligonucleotide antisens este distrugerea unor astfel de medicamente de către enzimele celulare - nucleaze. Oligodeoxonucleotidele sunt degradate de nucleaze, de aceea este foarte important să le protejezi de acțiunea acestora din urmă, astfel încât să nu-și piardă capacitatea de hibridizare cu ținta. Pentru a face acest lucru, se efectuează separarea electroforetică a proteinelor celulare, în care este inclusă o etichetă radioactivă în timpul translației, iar radioautografia este utilizată pentru a determina care dintre oligonucleotidele „antisens” reduce sinteza unei anumite proteine. Nu există criterii generale pentru selectarea celor mai bune site-uri țintă în diferite transcrieri ARN. Oligonucleotidele care sunt complementare cu ARNm 5'- sau 3'-konp, limitele exonilor şi intronului şi chiar regiunilor dublu catenare pot fi eficiente. Oligodeoxinucleotidele sunt degradate de nucleaze intracelulare; prin urmare, este important să le protejezi de acțiunea acestora din urmă, astfel încât să nu-și piardă capacitatea de a hibridiza cu ținta. Pentru aceasta, bazele pirimidinice și dezoxiriboza pot fi modificate într-un anumit mod.

Astfel, în cele mai utilizate oligonucleotide „antisens” în prezent, atomul de oxigen liber al legăturii fosfodiester este înlocuit cu o grupare sulfo, rezultând formarea unei legături tiofosfat. Oligonucleotidele modificate în acest fel se dizolvă în apă, poartă o sarcină negativă și nu sunt scindate de endonucleaze. La hibridizarea cu situsul țintă, ei formează duplexuri ARN-ADN care activează ribonucleaza (RNaza) H, o enzimă endogenă care scindează ARNm în molecula hibridă. Au fost efectuate primele studii clinice cu astfel de oligonucleotide, medicamente de prima generație. Țintele sunt ARN-ul citomegalovirusului, virusul imunodeficienței umane, precum și ARNm al genelor responsabile de dezvoltarea cancerului, bolilor intestinale și a altor boli.

Oligonucleotide „antisens” sintetizate cu legături fosforamidite și poliamidice (peptide). Astfel de molecule sunt foarte rezistente la acțiunea nucleazelor. Grupările chimice atașate la atomul de carbon 2’ al reziduului de zahăr și atomul C-5 al pirimidinelor protejează, de asemenea, oligonucleotidele antisens și facilitează legarea lor la locul țintă. ). Toate avantajele acestor și altor modificări sunt acum studiate intens.

Preşedinţi: T.V. Ovchinnikova, N.F. Miasoedov

Sesiunea 1
Preşedinţi: N.F. Myasoedov, T.V. Ovchinnikova
Sala mare
19 septembrie, 9:30 - 11:30

25 min N.F. Miasoedov

Medicamente pe bază de peptide

20 de minute S.A. Limbor Institutul de Genetică Moleculară RAS, Moscova, Rusia

Mecanisme genetice moleculare de reglare a peptidelor

15 minute RU. Ostrovskaia

Noopept - noi mecanisme de acțiune și perspective de utilizare

15 minute T.N. Sollertinskaya 1 , M.V. Shorokhov 1 , N.F. Myasoedov 2 , L.A. Andreeva 2 1 Institutul de Fiziologie Evolutivă și Biochimie. LOR. Academia Rusă de Științe Sechenov, Sankt Petersburg; 2 Institutul de Genetică Moleculară RAS, Moscova, Rusia

Caracteristici ale corecției neuropeptidice a tulburărilor cognitive și psiho-emoționale din sindrom oboseala cronica la mamifere (aspecte evolutive ale studiului)

15 minute I.I. Bobyntsev, O.I. Sorokoletova, A.E. alb Statul Kursk universitate medicala, Kursk, Rusia

Studiul efectelor anxiolitice și analgezice ale peptidei Gly-His-Lys (GHK) și ale analogilor săi structurali

Sesiunea 2
Preşedinţi: S.N. Kochetkov, T.V. Ovchinnikova
Sala mare
19 septembrie, 16:00 - 18:00

25 min S.N. Kochetkov

Noi inhibitori ai dezvoltării infecțiilor semnificative din punct de vedere social

20 de minute TELEVIZOR. Ovchinnikova Institutul de Chimie Bioorganică. MM.

Potențialul terapeutic al peptidelor antimicrobiene

15 minute V.N. Kokryakov 1.2 , O.V. Shamova 1,2 , G.M. Aleshina 1 , M.N. Berlov 1,2 , T.V. Ovchinnikova 3 1 Institutul de Medicină Experimentală, Sankt Petersburg; 2 Sankt Petersburg Universitate de stat, St.Petersburg; 3 Institutul de Chimie Bioorganică

Realizări ale școlii naționale de biochimiști în studiul structurii și funcțiilor peptidelor antibiotice de origine animală

15 minute O.V. Shamova 1, 2, M.S. Zharkova 1 , P.M. Kopeikin 1, T.A. Lukyanova 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. Kokryakov 1,2 , T.V. Ovchinnikova 3 , D.S. Orlov 1.2 1 Institutul de Medicină Experimentală, Sankt Petersburg; 2 Universitatea de Stat din Sankt Petersburg, Sankt Petersburg; 3 Institutul de Chimie Bioorganică MM. Shemyakin și Yu.A. Ovchinnikov RAS, Moscova; 4 Institutul de Citologie RAS, Sankt Petersburg, Rusia

Peptide bogate în prolină ale imunității înnăscute ca prototipuri de noi medicamente antimicrobiene și antitumorale

15 minute I.E. Eliseev 1, I.N. Terterov 1 , O.V. Shamova 2 , M.V. Cugetul 1 1 Universitatea Academică din Sankt Petersburg; 2 Institutul de Medicină Experimentală, Sankt Petersburg, Rusia

Utilizarea modelelor de secvență de aminoacizi pentru a proiecta peptide antimicrobiene elicoidale alfa

15 minuteM.N. Berlov 1,2, E.S. Umnyakova 1 , A.V. Sokolov 1 , T.V. Ovchinnikova 3 , V.N. Kokryakov 1.2 1 Institutul de Medicină Experimentală, Sankt Petersburg; 2 Universitatea de Stat din Sankt Petersburg, Sankt Petersburg; 3 Institutul de Chimie Bioorganică MM. Shemyakin și Yu.A. Ovchinnikov RAS, Moscova, Rusia

Interacțiunea peptidelor antimicrobiene cationice cu proteina C1q și efectul acestora asupra activării complementului

Sesiunea 3
Preşedinţi: N.F. Myasoedov, L.P. Ovchinnikov
Sala mare
20 septembrie, 9:30 - 11:30

25 min L.P. Ovchinnikov 1, N.V. Bobkova 2 1 Institutul de Proteine ​​RAS, Pushchino; 2 Institutul de Biofizică Celulară RAS, Pușchino, Rusia

Dezvoltarea unui medicament inovator împotriva bolii Alzheimer bazat pe proteina YB-1

20 de minute O.M. Volpina 1, D.O. Koroev 1, T.D. Volkova 1 , A.V. Kamynina 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. Shemyakin și Yu.A. Ovchinnikov RAS, Moscova; 2 Institutul de Biofizică Celulară RAS, Pușchino, Regiunea Moscova, Rusia

Activitatea protectoare a peptidelor în procesele neurodegenerative de tip Alzheimer

15 minuteA.V. Tallerova Institutul de Cercetare de Farmacologie. V.V. Zakusova, Moscova, Rusia

Dipeptidul mimetic al factorului neurotrofic derivat din creier GSB-106 este un antidepresiv promițător al unei noi generații

15 minute K.N. Kolyasnikova, T.A. Gudasheva, S.B. Seredenin Institutul de Cercetare de Farmacologie. V.V. Zakusova, Moscova, Rusia

Gliprolină GZK-111 substituită - o nouă dipeptidă cu activități anxiolitice și neuroprotectoare

15 minute 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 Institutul de Cercetare de Biologie Fizico-Chimică. UN. Universitatea de Stat Belozersky din Moscova, Moscova; 2 Institutul de Biofizică Celulară RAS, Pushchino; 3 Institutul de Chimie Bioorganică MM. Shemyakin și Yu.A. Ovchinnikov RAS, Moscova, Rusia

Peptidele sintetice din domeniul extracelular RAGE restaurează mitocondriile din creierul șoarecilor cu bulbectomie

15 minuteIAD. Slobodina 1.2, O.I. Bolshakova 1 , A.L. Shvartsman 1 , S.V. Sarantseva 1 1 Naţional Centru de cercetare„Institutul Kurchatov”, Institutul de Fizică Nucleară din Sankt Petersburg. B.P. Konstantinova, Gatchina; 2 Petru cel Mare Universitatea Politehnică din Sankt Petersburg, Sankt Petersburg, Rusia

Peptide combinate ca compuși promițători pentru tratamentul bolii Alzheimer

Sesiunea 4
Președinte: E.D. Sverdlov
Sala mare
20 septembrie, 16:50 - 18:50

15 minute V.A. Mitkevici, A.A. Makarov Institutul de Biologie Moleculară. V.A. Engelhardt RAS, Moscova, Rusia

Dezvoltarea unui medicament antitumoral pe bază de ribonuclează binază

15 minuteA.V. Stepanov 1,2 , A.A. Belogurov 1,2 , A.G. Gabibov 1.2 1 Institutul de Chimie Bioorganică. MM. Shemyakin și Yu.A. Ovchinnikov RAS, Moscova; 2 Universitatea Federală Kazan (Regiunea Volga), Kazan, Rusia

Utilizarea receptorilor himerici de antigen al celulelor T fuzionați cu un ligand al receptorului celulelor B pentru tratamentul limfoamelor non-Hodgkin

15 minute V.A. Richter 1 , E.V. Kuligina 1 , O.V. Koval 1 , G.V. Kochneva 2, A.A. Newise 1, A.A. Makartsova 1 , O.S. Troitskaya 1 1 Institutul de Biologie Chimică şi medicina fundamentala SB RAS, Novosibirsk, Rusia 2 Centrul de Cercetare de Stat pentru Virologie și Biotehnologie, Koltsovo, regiunea Novosibirsk, Rusia

Modalități de creștere a eficacității antitumorale a Lactaptinei

15 minute A.A. Rosenkrants, T.A. Slastnikova, A.V. Ulasov, LA FEL DE. SobolevInstitutul de Biologie Genetică RAS; Universitatea de Stat din Moscova M.V. Lomonosov, Moscova, Rusia

Livrarea intracelulară direcționată a agenților anticancer folosind nanotransportatori modulari

15 minute I.V. Alekseenko Institutul de Genetică Moleculară RAS; Institutul de Chimie Bioorganică. MM. Shemyakin și Yu.A. Ovchinnikov RAS, Moscova, Rusia

Probleme și perspective ale medicamentelor de terapie genică pentru tratamentul cancerului

15 minuteD.V. Sverchinsky, V.F. Lazarev, I.V. Guzhova, B.A. Margulis Institutul de Citologie RAS, Sankt Petersburg, Rusia

Modulatori ai activității însoțitorilor Hsp70 și potențialul lor antitumoral

15 minuteS.S. Larin, M.I. Lukashina, A.V. Kibardin, A.V. Posvyatenko, E.Yu. Lysyuk, G.P. Georgiev Institutul de Biologie Genetică RAS, Moscova, Rusia

Forme solubile și legate de membrană de molecule asemănătoare MHC induse de stres ca markeri promițători în diagnosticul și terapia tumorilor maligne

Sesiunea 5
Preşedinţi: N.F. Myasoedov, V.A. stonik
Sala mare
21 septembrie, 9.30 - 11.30

25 min V.A. stonik Institutul Pacific de Chimie Bioorganică. G.V. Elyakova, Filiala din Orientul Îndepărtat a Academiei Ruse de Științe, Vladivostok, Rusia

Din cercetarea marine compuși naturali la idei noi și biopreparate

20 de minute P.V. Serghiev 1.2, I.A. Osterman 1,2 , E.S. Komarova 1,2 , A.A. Bogdanov 1 , O.A. Dontsova 1.2 1 Universitatea de Stat din Moscova M.V. Lomonosova, 2 Institutul de Știință și Tehnologie Skolkovo, Moscova, Rusia

Căutarea de noi antibiotice și studiul mecanismului lor de acțiune

15 minute Ya.R. Panikratova 1 , ESTE. Lebedeva 1, O.Yu. Sokolov 1 , D.A. Kupriyanov 2, A.D. Rumshiskaya 3, N.V. Coasta 1, N.F. Myasoedov 1 1 FGBNU NTSPZ; - 2 OO Philips; 3 FGAU „LRTS” al Ministerului Sănătății al Federației Ruse, Moscova, Rusia

Studiul efectului Semax asupra activității rețelelor neuronale ale creierului uman folosind imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI)

15 minuteE.F. Kolesanova, E.A. Egorova, V.N. Prozorovsky, O.M. Ipatova Institutul de Cercetare de Chimie Biomedicală. V.N. Orekhovich, Moscova, Rusia

Peptide sintetice inovatoare medicamente: imunogeni peptidici și peptide transportoare

15 minute B.P. Chelobanov 1,2 , A.A. Fokina 1 , A.M. Ilyina 2 , K.V. Klabenkova 2 , E.A. Burakova 1 , M. Fujii 3 , DA. Stetsenko 1,2 1 Institutul de Biologie Chimică și Medicină Fundamentală SB RAS, Novosibirsk; 2 Universitatea de Stat din Novosibirsk, Novosibirsk, Rusia; 3 Universitatea Kindai, Fukuoka, Japonia

Peptide conjugate ale analogilor de oligonucleotide ca potențiali agenți terapeutici

15 minuteA.A. Zamyatnin(ml.) 1,2, A.V. Balakireva 1 , N.V. Gorokhovets 1, E.Yu. Zerniy 2, N.V. Kuznetsova 1 , V.A. Makarov 1 , A.I. Petushkova 3 , L.V. Savvateeva 1 1 Institutul de Medicină Moleculară, Prima Universitate Medicală de Stat din Moscova. LOR. Sechenov, Moscova; Institutul de Cercetare de Biologie Fizico-Chimică. UN. Universitatea de Stat Belozersky din Moscova, Moscova; 3 Facultatea de Biologie, Universitatea de Stat din Moscova Lomonosov M.V. Lomonosov, Moscova, Rusia

Crearea unui agent enzimatic pentru detoxifierea eficientă a glutenului

Sesiunea 6
Preşedinţi: V.M. Lipkin, T.V. Ovchinnikova
Sala mare
21 septembrie, 16.15 - 18.15

15 minute IN ABSENTA. 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. Miasoedov 1 1 Institutul de Genetică Moleculară RAS; 2 Centrul Federal Științific și Practic de Medicină Fizică și Chimică al Agenției Federale Medicale și Biologice din Rusia; 3 Centrul de Știință neurologie RAMS, Moscova

Sistem de testare bazat pe celule stem pluripotente umane induse

15 minute E.V. Novosadova, E.L. Arsenieva, E.S. Manuilova, M.A. Grefenstein, N.F. Myasoedov, I.A. Grivennikov Institutul de Genetică Moleculară RAS, Moscova, Rusia

Peptidele din familia melanocortinei sunt capabile să moduleze expresia genelor specifice neuronului în timpul diferențierii neuronale a celulelor stem pluripotente umane induse.

15 minuteA.P. Bogachuk 1 , Z.I. Storozheva 2, Yu.A. Zolotarev 3 , G.I. Kovalev 4 , V.N. Azev 5 , A.N. Murashev 5 , D.I. Rjevski 5, G.B. Telegin 5 , V.M. Lipkin 1 1 Institutul de Chimie Bioorganică. MM. Shemyakin și Yu.A. Ovchinnikov RAS; 2 Centrul Federal de Cercetare Medicală pentru Psihiatrie și Narcologie. V.P. Sârb; 3 Institutul de Genetică Moleculară RAS; 4 Institutul de Cercetare de Farmacologie RAS, Moscova, Rusia; 5 Filiala Institutului de Chimie Bioorganică. MM. Shemyakin și Yu.A. Ovchinnikov RAS, Pușchino, Regiunea Moscova, Rusia

Studii preclinice ale unui nou medicament neuroprotector pe bază de peptide

15 minuteYu.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. Cicatrice 1, E.V. Vasilyeva 2 , A.P. Bogachuk 4 , V.M. Lipkin 4, N.F. Miasoedov 1 1 Institutul de Genetică Moleculară RAS; 2 Institutul de Cercetare de Farmacologie numit după V.V. Zakusova; 3 Centrul de Științe sănătate mentală; 4 Institutul de Chimie Bioorganică MM. Shemyakin și Yu.A. Ovchinnikov RAS, Moscova, Rusia

Activitatea anxiolitică și neuroprotectoare a peptidei reglatoare HLDF-6 în modele de boala Parkinson și tulburări de anxietate

15 minute A.K. Dadayan 1, Yu.A. Zolotarev 1 , V.S. Kozik 1 , S.I. Cicatrice 1, I.Yu. Nagaev 1 , V.N. Azev 2 , A.P. Bogachuk 3 , V.M. Lipkin 3, N.F. Miasoedov 1 1 Institutul de Genetică Moleculară RAS, Moscova; 2 Filiala Institutului de Chimie Bioorganică. MM. Shemyakin și Yu.A. Ovchinnikov RAS, Pușchino; 3 Institutul de Chimie Bioorganică MM. Shemyakin și Yu.A. Ovchinnikov RAS, Moscova, Rusia

Farmacocinetica formei de acetamidă a peptidei HLDF-6 în țesuturile animalelor de laborator folosind derivați marcați cu tritiu și deuteriu.

5507 0

Acest lucru poate fi realizat în mai multe moduri: hibridizarea oligonucleotidei corespunzătoare cu o genă specifică sau ARNm, blocarea factorului de transcripție proteic, reducerea cantității de ARNm ca urmare a scindării de către enzimele ARN etc. Luați în considerare principiile unora dintre ele.

O ribooligonucleotidă care se leagă de un ARNm specific și astfel inhibă translația proteinei pe care o codifică se numește ARNm „antisens”. Acest mecanism este folosit de unele bacterii pentru reglarea genelor (Fig. 3.20). În practică, sunt folosite gene proiectate artificial, în care insertul de ADN este într-o astfel de orientare încât transcrierile lor sunt antisens în raport cu ARNm-ul țintă (Fig. 3.21).

Orez. 3.20. Reglarea genei bacterioferitinei (bfr) prin ARN antisens

Orez. 3.21. Inhibarea traducerii ARNm de către o oligonucleotidă sintetică antisens

Pentru a proteja împotriva scindării nucleazei, oligonucleotidele modificate sunt sintetizate, fără a se pierde capacitatea de hibridizare. Pe fig. 3.22 prezintă structurile nucleotidelor modificate, a căror eficacitate este studiată intens. De exemplu, s-a demonstrat că oligonucleotidele cu înlocuirea oxigenului liber al legăturii fosfodiester cu sulf (structura b) hibridizează eficient cu ARN-ul țintă complementar și duplexurile ARN-ADN rezultate activează ribonucleaza H intracelulară.

Această enzimă endogenă hidrolizează secvența de ARN în astfel de hibrizi. Cu astfel de oligonucleotide, au fost deja efectuate studii clinice promițătoare, în care țintele au fost ARN-ul citomegalovirusului, HIV și unele ARN-uri responsabile de dezvoltarea cancerului.

Orez. 3.22. Modificări oligonucleotidice: a - legătură fosfodiester normală; b - legatura tiofosfat; c - legătura fosfamidă; d-2"-0-metilriboză; e-C-5-propinilcitozină

Principiul de acțiune și structura ribozimelor - ARN natural cu activitate nuclează, este prezentat în Fig. 3.23.
S-a descoperit că aceste ARN-uri cu catenă scurtă sunt capabile să suprime în mod eficient expresia genelor virale, oncogenelor, factorilor de creștere și a altor gene importante din punct de vedere terapeutic prin scindarea ARNm-ului lor. Prin modificarea secvenței de legare a substratului, este posibil să se obțină ribozime specifice unui anumit ARNm. Ribozimele pot fi sintetizate direct în celulă prin transcrierea unei oligodeoxirribonucleotide sintetice care codifică domeniul catalitic și regiunile de hibridizare care îl flanchează.

Orez. 3.23. Scindarea ARNm de către ribozime. Săgeata arată locul de clivaj.

Pentru a crește protecția împotriva clivajului prematur de către nucleaze intracelulare, se obțin diverși derivați ai ribozimelor - cu grupări metilate 2 "-hidroxil (vezi Fig. 3.22, d), structuri binare etc. Structura moleculei de ribozimă afectează semnificativ eficacitatea acesteia. Figura 3.24 prezintă cinetica clivajului ARNm mdr1 cu ribozime sintetizate de diferite structuri.

Orez. 3.24. Scindarea fragmentului 190-mer 5'-terminal al ARNm MDR1 cu ribozime binare modificate (1,3) și de lungime completă (2,4): a - structură ARN cu un situs specific izolat; b - acumulare de produse de scindare ( materiale furnizate de AG Venyaminova, IBKhiFM, Novosibirsk)

Celulele tumorale sunt transfectate in vivo cu gena HSVtk sub un promotor activ și, după câteva zile, se administrează ganciclovir, care este fosforilat de timidin kinaza virală la monofosfat și apoi de către kinazele celulei gazdă la trifosfat. Acest derivat inhibă ADN polimeraza și oprește sinteza ADN-ului, ceea ce duce la moartea celulelor în proliferare. Prin contactele intercelulare, trifosfatul de ganciclovir pătrunde în celulele vecine nemodificate și astfel distruge încă zece celule tumorale.

Gena care duce la moartea propriei celule se numește gena „sinucidere” (în cazul nostru, este gena timidin kinazei), iar termenul „promedicament” se referă la forma inactivă. substanță medicinală(în acest caz este vorba de ganciclovir). Această abordare a fost folosită pentru a crea alte variante ale combinației activator genic-promedicament, dar eficacitatea sistemului GCV-HSVtk a fost deja dovedită într-un număr de studii preclinice.

Terapia genică este o nouă disciplină medicală, a cărei formare are loc sub ochii noștri. În ciuda unor succese și perspective promițătoare, există o serie de provocări care rămân de depășit.

Unele dintre probleme se află cu mult dincolo de medicină și biologia moleculară. Acestea sunt probleme etice și politice. După cum ați observat deja, am luat în considerare metode de terapie genetică doar pentru celulele somatice. Aceasta înseamnă că corecțiile făcute sunt limitate la un anumit organ sau țesut, genele „corectate” nu vor fi transmise generației următoare. Modificările în genotipul celulelor germinale (sperma sau ovule) sau ale celulelor fertilizate trebuie transmise din generație în generație.

În prezent, terapia genică a celulelor somatice este clasificată ca metodă standard. interventie medicala. În schimb, terapia genetică cu celule germinale este mult mai complexă, problematică și imprevizibilă din punct de vedere tehnologic. Prin urmare, experimentele în acest domeniu sunt interzise în multe țări.

La sfârşitul anilor '80. În Statele Unite, au fost stabilite reglementări care guvernează studiile în domeniul terapiei genetice cu celule somatice. Acestea garantează o selecție imparțială și reprezentativă a pacienților și conștientizarea acestora (cât de periculos este tratamentul, care este probabilitatea succesului acestuia etc.), confidențialitatea informațiilor despre pacienți și studiile efectuate, implementarea corectă a tuturor manipulărilor fără a provoca prejudiciu, atât asupra anumitor pacienți, cât și asupra populației umane în general.

Deoarece tratamentul celulelor somatice duce la o îmbunătățire a stării și o prelungire semnificativă a vieții pacienților cu boli genetice, dar gena „îmbunătățită” nu este moștenită, se crede că acest lucru va duce la acumulare. boli genetice in populatia umana. Cu toate acestea, conform geneticii populației, pentru o creștere semnificativă a frecvenței unei gene dăunătoare ca urmare a tratament eficient durează mii de ani.

PE. Voinov, T.G. Volova

ARN-ul „antisens” (ARN antisens), care se presupune a fi folosit ca medicament, este o oligonucleotidă scurtă (15-20 de nucleotide) care se poate lega la un anumit situs ARNm complementar acestuia și inhibă translația proteinei pe care o codifică, suprimând astfel proces patologic(Fig. 2).

Efectul terapeutic al oligonucleotidelor sintetice „antisens” depinde de specificitatea hibridizării lor cu locul accesibil al ARNm-ului țintă, de rezistența la acțiunea nucleazelor celulare și de prezența unui sistem de livrare în celulă. Secvențele de 15-20 nucleotide hibridizează cu ARNm unici cu specificitate destul de mare. Siturile țintă potențiale sunt determinate prin testarea unui set de oligonucleotide „antisens” folosind o cultură celulară care sintetizează ARNm țintă. Pentru a face acest lucru, se efectuează separarea electroforetică a proteinelor celulare, în care este inclusă o etichetă radioactivă în timpul translației, iar radioautografia este utilizată pentru a determina care dintre oligonucleotidele „antisens” reduce sinteza unei anumite proteine. Nu există criterii generale pentru selectarea celor mai bune site-uri țintă în diferite transcrieri ARN. Oligonucleotidele care sunt complementare capetelor 5’ sau 3’ ale ARNm, limitele exonului și intronului și chiar regiunilor dublu catenare pot fi eficiente. Oligonucleotidele antisens pot fi degradate de nucleaze intracelulare, de aceea este important să le protejăm de acțiunea acestora din urmă, astfel încât să nu-și piardă capacitatea de hibridizare cu ținta. Pentru aceasta, bazele pirimidinice, riboza sau deoxiriboza pot fi modificate într-un anumit mod (Fig. 3). Astfel, în cele mai utilizate oligonucleotide „antisens” în prezent, atomul de oxigen liber al legăturii fosfodiester este înlocuit cu gruparea SH (Fig. 3B). ), rezultând formarea unei legături tiofosfat. Oligonucleotidele modificate în acest fel se dizolvă în apă, poartă o sarcină negativă și nu sunt scindate de endonucleaze. Când hibridizați la un situs țintă, ei formează duplexuri care activează ribonucleaza (RNaza), o enzimă endogenă care scindează ARNm într-o astfel de moleculă hibridă. Au fost efectuate primele studii clinice cu astfel de oligonucleotide - medicamente de „prima generație”. Țintele sunt ARN-ul citomegalovirusului, virusul imunodeficienței umane, precum și ARNm al genelor responsabile de dezvoltarea cancerului, a bolilor intestinale și a altor boli.

Oligonucleotide „antisens” sintetizate cu legături fosforamidite și poliamidice (peptide) - acizi nucleici peptidici (acizi nucleici peptidici, PNA) (Fig. 3) V și D ). Astfel de molecule sunt foarte rezistente la acțiunea nucleazelor. Grupările chimice atașate la atomul de carbon 2’ al reziduului de zahăr și atomul C-5 al pirimidinelor protejează, de asemenea, oligonucleotidele antisens și facilitează legarea acestora la locul țintă (Fig. 3). 2DȘi E ). Toate avantajele acestor și altor modificări sunt acum studiate intens.

Penetrarea oligonucleotidelor „antisens” în celulă poate fi mult facilitată prin plasarea lor în lipozomi. Acest sistem de livrare extrem de eficient permite utilizarea oligonucleotidelor „antisens” la concentrații scăzute. Dacă, totuși, lipozomii sunt conjugați cu anticorpi specifici epitopilor anumitor celule ale anumitor organe, atunci va fi posibil să se efectueze livrarea țintită a oligonucleotidelor „antisens”.

Testele preclinice efectuate au arătat că oligonucleotidele „antisens” sunt medicamente foarte eficiente. A fost studiată posibilitatea utilizării lor pentru tratamentul stenozei arterelor coronare și carotide, care duce la infarct miocardic și accidente vasculare cerebrale. În aceste cazuri, se recurge adesea la angioplastia, extinderea arterelor cu ajutorul unui cateter cu balon, dar la aproximativ 40% dintre pacienți stenozele reapar după 6 luni, deoarece angioplastia stimulează proliferarea celulelor musculare netede și secreția de substanță intercelulară în interior. stratul arterei la locul expansiunii acesteia. Într-unul dintre experimentele din arterelor carotideșobolanii după angioplastie au fost injectați cu oligonucleotide antisens cu legături tiofosfat, complementare cu ARNm care codifică proteine ​​importante pentru ciclul celular al mamiferelor; ca urmare, frecvența stenozelor recurente a scăzut cu 90%. Proliferarea celulelor musculare netede apare și în ateroscleroză, Diabet, complicații după operația de bypass coronarian. Probabil, toate aceste stări pot fi controlate în moduri similare.

Oligonucleotidele antisens pot fi, de asemenea, utilizate pentru tratarea infecțiilor virale și a malariei. În plus, rezultatele studiilor clinice de fază I pentru tratamentul bolii Crohn folosind administrarea orală a oligonucleotidei „antisens” au ilustrat un efect terapeutic clar, fără efecte secundare vizibile. În acest caz, ARNm-ul țintă a codificat pentru adeziunea intercelulară de tip 1, care este produsă în exces la pacienții cu boala Crohn. Este planificat să se investigheze eficacitatea aceleiași oligonucleotide pentru tratamentul altora boli inflamatorii, de exemplu artrita reumatoida, psoriazis si colita ulcerativa.

În principiu, oligonucleotidele „antisens” pot forma o triplă helix cu un ADN țintă cromozomial și pot bloca transcripția. Cu toate acestea, specificitatea oligonucleotidelor „antigenice” nu întrunește încă standardele adoptate pentru medicamente.