RU2322264C1 - Method for treating diseases - Google Patents
Method for treating diseases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2322264C1 RU2322264C1 RU2006127134/14A RU2006127134A RU2322264C1 RU 2322264 C1 RU2322264 C1 RU 2322264C1 RU 2006127134/14 A RU2006127134/14 A RU 2006127134/14A RU 2006127134 A RU2006127134 A RU 2006127134A RU 2322264 C1 RU2322264 C1 RU 2322264C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dna
- cells
- cell
- fragmented
- fragments
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 201000010099 disease Diseases 0.000 title claims description 10
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 title claims description 10
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims abstract description 64
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 108010047956 Nucleosomes Proteins 0.000 claims abstract description 4
- 210000001623 nucleosome Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 32
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 13
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 claims description 9
- 102000008297 Nuclear Matrix-Associated Proteins Human genes 0.000 claims description 7
- 108010035916 Nuclear Matrix-Associated Proteins Proteins 0.000 claims description 7
- 210000000299 nuclear matrix Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 59
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 27
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 abstract description 18
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 16
- 230000006798 recombination Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005215 recombination Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 108060003393 Granulin Proteins 0.000 abstract 1
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 184
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 184
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 131
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 68
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 45
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 42
- 201000000760 cerebral cavernous malformation Diseases 0.000 description 41
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 37
- 210000005087 mononuclear cell Anatomy 0.000 description 34
- 230000000925 erythroid effect Effects 0.000 description 33
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 32
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 29
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 24
- 108091029865 Exogenous DNA Proteins 0.000 description 21
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 20
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 17
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 17
- 230000003394 haemopoietic effect Effects 0.000 description 16
- 210000003958 hematopoietic stem cell Anatomy 0.000 description 16
- 230000000394 mitotic effect Effects 0.000 description 16
- 108010077544 Chromatin Proteins 0.000 description 15
- 210000003483 chromatin Anatomy 0.000 description 15
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 15
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 14
- 238000002744 homologous recombination Methods 0.000 description 14
- 230000006801 homologous recombination Effects 0.000 description 14
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 14
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 230000011132 hemopoiesis Effects 0.000 description 12
- 239000000824 cytostatic agent Substances 0.000 description 11
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 11
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 10
- 230000011712 cell development Effects 0.000 description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 10
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 10
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 10
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 10
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 10
- 238000010363 gene targeting Methods 0.000 description 9
- 102000003951 Erythropoietin Human genes 0.000 description 8
- 108090000394 Erythropoietin Proteins 0.000 description 8
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 description 8
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 8
- 229940105423 erythropoietin Drugs 0.000 description 8
- OXCMYAYHXIHQOA-UHFFFAOYSA-N potassium;[2-butyl-5-chloro-3-[[4-[2-(1,2,4-triaza-3-azanidacyclopenta-1,4-dien-5-yl)phenyl]phenyl]methyl]imidazol-4-yl]methanol Chemical compound [K+].CCCCC1=NC(Cl)=C(CO)N1CC1=CC=C(C=2C(=CC=CC=2)C2=N[N-]N=N2)C=C1 OXCMYAYHXIHQOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 206010025323 Lymphomas Diseases 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 230000034994 death Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 231100000518 lethal Toxicity 0.000 description 7
- 230000001665 lethal effect Effects 0.000 description 7
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 7
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 7
- 210000002826 placenta Anatomy 0.000 description 7
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 7
- 210000002798 bone marrow cell Anatomy 0.000 description 6
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 6
- 230000001085 cytostatic effect Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000003471 mutagenic agent Substances 0.000 description 6
- 230000008521 reorganization Effects 0.000 description 6
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 210000003855 cell nucleus Anatomy 0.000 description 5
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 5
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 231100000707 mutagenic chemical Toxicity 0.000 description 5
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 5
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 5
- 238000011533 pre-incubation Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 5
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 5
- 102000000646 Interleukin-3 Human genes 0.000 description 4
- 108010002386 Interleukin-3 Proteins 0.000 description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 4
- 239000012980 RPMI-1640 medium Substances 0.000 description 4
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 4
- 210000003995 blood forming stem cell Anatomy 0.000 description 4
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 4
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000009395 genetic defect Effects 0.000 description 4
- 230000003426 interchromosomal effect Effects 0.000 description 4
- 229940076264 interleukin-3 Drugs 0.000 description 4
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 4
- 230000000869 mutational effect Effects 0.000 description 4
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 4
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 4
- 230000004223 radioprotective effect Effects 0.000 description 4
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 4
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000000392 somatic effect Effects 0.000 description 4
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 4
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 4
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 4
- 238000011749 CBA mouse Methods 0.000 description 3
- 208000031404 Chromosome Aberrations Diseases 0.000 description 3
- 102000007644 Colony-Stimulating Factors Human genes 0.000 description 3
- 108010071942 Colony-Stimulating Factors Proteins 0.000 description 3
- 102100031573 Hematopoietic progenitor cell antigen CD34 Human genes 0.000 description 3
- 101000777663 Homo sapiens Hematopoietic progenitor cell antigen CD34 Proteins 0.000 description 3
- 208000026350 Inborn Genetic disease Diseases 0.000 description 3
- 102000015696 Interleukins Human genes 0.000 description 3
- 108010063738 Interleukins Proteins 0.000 description 3
- 208000034578 Multiple myelomas Diseases 0.000 description 3
- 206010035226 Plasma cell myeloma Diseases 0.000 description 3
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 3
- 230000001640 apoptogenic effect Effects 0.000 description 3
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 231100000005 chromosome aberration Toxicity 0.000 description 3
- 230000005757 colony formation Effects 0.000 description 3
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 3
- 229940047120 colony stimulating factors Drugs 0.000 description 3
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 210000003714 granulocyte Anatomy 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 229940047122 interleukins Drugs 0.000 description 3
- 238000007912 intraperitoneal administration Methods 0.000 description 3
- 231100000636 lethal dose Toxicity 0.000 description 3
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 description 3
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 3
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 3
- 230000011278 mitosis Effects 0.000 description 3
- 231100000243 mutagenic effect Toxicity 0.000 description 3
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 230000003393 splenic effect Effects 0.000 description 3
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 3
- 102100032528 C-type lectin domain family 11 member A Human genes 0.000 description 2
- 101710167766 C-type lectin domain family 11 member A Proteins 0.000 description 2
- 208000037088 Chromosome Breakage Diseases 0.000 description 2
- 230000005778 DNA damage Effects 0.000 description 2
- 231100000277 DNA damage Toxicity 0.000 description 2
- 208000017604 Hodgkin disease Diseases 0.000 description 2
- 101001055144 Homo sapiens Interleukin-2 receptor subunit alpha Proteins 0.000 description 2
- 102000004889 Interleukin-6 Human genes 0.000 description 2
- 108090001005 Interleukin-6 Proteins 0.000 description 2
- 206010028400 Mutagenic effect Diseases 0.000 description 2
- IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N Thymidine Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)C1 IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 2
- 239000002962 chemical mutagen Substances 0.000 description 2
- 239000013611 chromosomal DNA Substances 0.000 description 2
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 2
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005138 cryopreservation Methods 0.000 description 2
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 210000003013 erythroid precursor cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000010437 erythropoiesis Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000001415 gene therapy Methods 0.000 description 2
- 208000016361 genetic disease Diseases 0.000 description 2
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000411 inducer Substances 0.000 description 2
- 238000002743 insertional mutagenesis Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229940100601 interleukin-6 Drugs 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- 210000005210 lymphoid organ Anatomy 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 210000002894 multi-fate stem cell Anatomy 0.000 description 2
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 2
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 2
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000771 oncological effect Effects 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 2
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 2
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 2
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 2
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 230000008263 repair mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 201000000306 sarcoidosis Diseases 0.000 description 2
- 210000002027 skeletal muscle Anatomy 0.000 description 2
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229940104230 thymidine Drugs 0.000 description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 2
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 2
- FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 10,10-dioxo-2-[4-(N-phenylanilino)phenyl]thioxanthen-9-one Chemical compound O=C1c2ccccc2S(=O)(=O)c2ccc(cc12)-c1ccc(cc1)N(c1ccccc1)c1ccccc1 FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000881711 Acipenser sturio Species 0.000 description 1
- 206010069754 Acquired gene mutation Diseases 0.000 description 1
- 208000024893 Acute lymphoblastic leukemia Diseases 0.000 description 1
- 241000972773 Aulopiformes Species 0.000 description 1
- DWRXFEITVBNRMK-UHFFFAOYSA-N Beta-D-1-Arabinofuranosylthymine Natural products O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1C(O)C(O)C(CO)O1 DWRXFEITVBNRMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 208000005623 Carcinogenesis Diseases 0.000 description 1
- 206010061765 Chromosomal mutation Diseases 0.000 description 1
- 108091028732 Concatemer Proteins 0.000 description 1
- 230000008304 DNA mechanism Effects 0.000 description 1
- 102000005768 DNA-Activated Protein Kinase Human genes 0.000 description 1
- 241000255581 Drosophila <fruit fly, genus> Species 0.000 description 1
- 101100264215 Gallus gallus XRCC6 gene Proteins 0.000 description 1
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 1
- 102000004457 Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor Human genes 0.000 description 1
- 108010017213 Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor Proteins 0.000 description 1
- 208000028782 Hereditary disease Diseases 0.000 description 1
- 206010061598 Immunodeficiency Diseases 0.000 description 1
- 208000029462 Immunodeficiency disease Diseases 0.000 description 1
- 102100026878 Interleukin-2 receptor subunit alpha Human genes 0.000 description 1
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 1
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 208000024556 Mendelian disease Diseases 0.000 description 1
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 1
- 108091093105 Nuclear DNA Proteins 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 208000006994 Precancerous Conditions Diseases 0.000 description 1
- 102000004357 Transferases Human genes 0.000 description 1
- 108090000992 Transferases Proteins 0.000 description 1
- 102100036976 X-ray repair cross-complementing protein 6 Human genes 0.000 description 1
- 108010017070 Zinc Finger Nucleases Proteins 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 210000001789 adipocyte Anatomy 0.000 description 1
- 210000000577 adipose tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 1
- 238000003782 apoptosis assay Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- IQFYYKKMVGJFEH-UHFFFAOYSA-N beta-L-thymidine Natural products O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1OC(CO)C(O)C1 IQFYYKKMVGJFEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002960 bfu-e Anatomy 0.000 description 1
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 210000002449 bone cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000010322 bone marrow transplantation Methods 0.000 description 1
- 210000005013 brain tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000001914 calming effect Effects 0.000 description 1
- 230000036952 cancer formation Effects 0.000 description 1
- 231100000504 carcinogenesis Toxicity 0.000 description 1
- 210000003321 cartilage cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000006143 cell culture medium Substances 0.000 description 1
- 230000022131 cell cycle Effects 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 230000010001 cellular homeostasis Effects 0.000 description 1
- 230000007248 cellular mechanism Effects 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 230000002281 colonystimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000002498 deadly effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000005786 degenerative changes Effects 0.000 description 1
- 210000004207 dermis Anatomy 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 230000005782 double-strand break Effects 0.000 description 1
- 230000012361 double-strand break repair Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000000267 erythroid cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000002304 esc Anatomy 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 210000003722 extracellular fluid Anatomy 0.000 description 1
- 210000001723 extracellular space Anatomy 0.000 description 1
- 239000012894 fetal calf serum Substances 0.000 description 1
- 210000000604 fetal stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 description 1
- 210000004602 germ cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000001654 germ layer Anatomy 0.000 description 1
- 230000002518 glial effect Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 210000000442 hair follicle cell Anatomy 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002489 hematologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000013632 homeostatic process Effects 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 210000003917 human chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 230000008105 immune reaction Effects 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 230000007813 immunodeficiency Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 1
- 210000003093 intracellular space Anatomy 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 101150085005 ku70 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 210000002751 lymph Anatomy 0.000 description 1
- 210000001165 lymph node Anatomy 0.000 description 1
- 230000008531 maintenance mechanism Effects 0.000 description 1
- 210000000415 mammalian chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000012533 medium component Substances 0.000 description 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000000520 microinjection Methods 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 210000001616 monocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000472 morula Anatomy 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 210000000663 muscle cell Anatomy 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 210000003643 myeloid progenitor cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000004070 myogenic differentiation Effects 0.000 description 1
- 210000004498 neuroglial cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002777 nucleoside Substances 0.000 description 1
- 125000003835 nucleoside group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 1
- 230000008884 pinocytosis Effects 0.000 description 1
- 230000005522 programmed cell death Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 1
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 235000019515 salmon Nutrition 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 231100000188 sister chromatid exchange Toxicity 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 210000001082 somatic cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000037439 somatic mutation Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 1
- 210000001541 thymus gland Anatomy 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 108700026220 vif Genes Proteins 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
- A61K31/7088—Compounds having three or more nucleosides or nucleotides
- A61K31/711—Natural deoxyribonucleic acids, i.e. containing only 2'-deoxyriboses attached to adenine, guanine, cytosine or thymine and having 3'-5' phosphodiester links
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P43/00—Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, в частности к методам лечения пациентов препаратами, содержащими генетический материал, и может быть использовано для лечения нарушенного гемопоэза, связанного с дефектами хромосом и последующей гибелью стволовых клеток крови (СКК) при терапии цитостатиками или высокими дозами радиации, для лечения заболеваний, связанных с нарушением базовых механизмов дифференцировки СКК, без деления в сторону специфических гемопоэтических элементов, которые возникают при гемобластозах вследствие злокачественного изменения клеток гемопоэза, которые становятся не способными к нормальной дифференцировке, в результате чего наблюдается их неконтролируемая пролиферация, а также заболеваний, связанных с дефектами хромосом СК, вылечивание которых зависит от появления в организме генетически, фенотипически и физиологически здоровых стволовых клеток (СК).The invention relates to medicine, in particular to methods for treating patients with preparations containing genetic material, and can be used to treat impaired hematopoiesis associated with chromosome defects and subsequent death of blood stem cells (CCM) during therapy with cytostatics or high doses of radiation, for the treatment of diseases associated with a violation of the basic mechanisms of differentiation of CCM, without dividing in the direction of specific hematopoietic elements that occur with hemoblastosis due to malignant changes in hematopoiesis cells that become incapable of normal differentiation, resulting in their uncontrolled proliferation, as well as diseases associated with defects in SK chromosomes, the cure of which depends on the appearance of genetically, phenotypically, and physiologically healthy stem cells (SC) in the body.
Известен способ лечения, основанный на исправлении точечных мутаций в клетках [1].A known method of treatment based on the correction of point mutations in cells [1].
Способ отличается относительно низкой эффективностью лечения и ограниченностью применения, поскольку согласно этому способу мутации должны быть точно определены еще до начала лечения.The method is characterized by a relatively low treatment efficiency and limited use, since according to this method, mutations must be accurately determined before treatment begins.
Ввиду того, что ни для одной мутации нет достоверного доказательства того, что именно эта мутация привела к гибели СК или является причиной злокачественного перерождения клеток гемопоэза, развитие этого метода требует скрупулезных и длительных исследований по выявлению конкретных мутаций, требующих коррекции, а следовательно, существует необходимость в создании методов, которые могли бы применяться на основе уже имеющихся знаний о механизмах коррекции генома, не делая акцента на конкретных мутациях, приведших к гибели СКК или их злокачественному перерождению.Due to the fact that for no mutation there is reliable evidence that this particular mutation led to the death of SC or is the cause of malignant degeneration of hematopoietic cells, the development of this method requires rigorous and lengthy studies to identify specific mutations that require correction, and therefore there is a need in creating methods that could be applied on the basis of existing knowledge about the mechanisms of genome correction, without focusing on specific mutations that led to the death of CCM or their malignant ety degeneration.
Известны также способы лечения, основанные на локальном применении ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) фрагментов для лечения предраковых состояний в коже пациентов [2, 3].Also known are methods of treatment based on the local use of DNA (deoxyribonucleic acid) fragments for the treatment of precancerous conditions in the skin of patients [2, 3].
Эти способы также имеет ограниченную применимость, поскольку ни конкретные последовательности, ни источники ДНК в указанных патентах не определены. В них предлагаются использовать как природную, так и синтетическую ДНК из «любых подходящих источников», например ДНК лосося длиной от 200 до мононуклеотидов и нуклеозидов, включая димеры, что в соответствии с тестами авторов является наиболее эффективным. Однако действие и последствия применения ДНК иной природы на человеческий организм пока не полностью изучены, что предопределяет определенную опасность применения способов.These methods also have limited applicability, since neither specific sequences nor DNA sources are identified in these patents. They suggest using both natural and synthetic DNA from “any suitable sources”, for example, salmon DNA from 200 to mononucleotides and nucleosides in length, including dimers, which is the most effective in accordance with the authors' tests. However, the effect and consequences of using DNA of a different nature on the human body has not yet been fully studied, which predetermines a certain danger of using the methods.
Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому является способ, основанный на применении препарата Полидан, представляющего собой высокоочищенную стандартизированную смесь натриевых солей полихлоргидратов дериватов ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота), получаемую из молок осетровых рыб, дозу которого вводят подкожно или внутримышечно медленно в течение 1,5-2 минут с предварительным согреванием флакона с препаратом в руке до температуры тела пациента [4].Closest in essence to the proposed one is a method based on the use of the Polydan preparation, which is a highly purified standardized mixture of sodium salts of DNA polychlorohydrates (deoxyribonucleic acid) and RNA (ribonucleic acid) obtained from sturgeon milk, the dose of which is administered subcutaneously or intramuscularly slowly within 1.5-2 minutes with pre-heating the bottle with the drug in the hand to the patient's body temperature [4].
Недостатком наиболее близкого технического решения является ограниченная область применения, поскольку активная субстанция препарата выделена из тканей ксеногенного организма и содержит как ДНК, так и РНК молекулы. Несмотря на то, что активная субстанция препарата Полидан действует на геном СКК схожим с ДНК человека образом, а именно мимикрирует наличие разрывов хромосом присутствием двуцепочечных концов, доставленных в ядро фрагментов ДНК, чем активирует СКК к терминальной дифференцировке, а также создает условия за счет нахождения частичной гомологии между ДНК препарата Полидан и ДНК хромосом человека для осуществления актов гомологической рекомбинации и сохранения физической длины и структуры хромосом, достаточных для цепи последовательных митозов, субстанция препарата Полидан при этом привносит в реципиентный геном чужеродные последовательности.The disadvantage of the closest technical solution is the limited scope, since the active substance of the drug is isolated from the tissues of the xenogenic organism and contains both DNA and RNA molecules. Despite the fact that the active substance of the drug Polydan acts on the HCC genome in a manner similar to human DNA, namely, it mimics the presence of chromosome breaks by the presence of double-stranded ends delivered to the nucleus of DNA fragments, which activates the HCC to terminal differentiation, and also creates conditions by finding a partial homology between DNA of the drug Polydan and DNA of human chromosomes for the implementation of acts of homologous recombination and preservation of the physical length and structure of chromosomes sufficient for a chain of sequential mitosis, the substance of the drug Polydan at the same time introduces foreign sequences into the recipient genome.
Такое действие препарата Полидан спасает гемопоэтичесую функцию СКК за счет восстановления и поддержания функционального размера хромосом этих клеток и, по-видимому, в целом не затрагивает высокоспециализированные свойства дифференцированных клеток крови, причем одновременно активируя их к терминальной дифференцировке своим мимикрирующим действием, тем не менее такие спасенные СКК нельзя считать в полной мере вернувшими свое исходное генетическое состояние, поскольку любое другое направление дифференцировки, где принимают участие задетые рекомбирнацией с чужеродным генетическим материалом хромосомные локусы, неизбежно приведет к дефектам этого пути развития СКК. Внутренняя структура хромосом при такой рекомбинации приобретает абсолютно непредсказуемые черты и до сих пор не исследован долгосрочный прогноз лейкостимуляции с использованием препаратов чужеродной ДНК.Such an action of the drug Polydan saves the hematopoietic function of CCMs by restoring and maintaining the functional size of the chromosomes of these cells and, apparently, generally does not affect the highly specialized properties of differentiated blood cells, while simultaneously activating them to terminal differentiation with their mimicking effect, nevertheless such saved CCMs cannot be considered fully returned to their original genetic state, since any other direction of differentiation, where hurt rekombirnatsiey with foreign genetic material chromosomal loci, will inevitably lead to defects in the development of the JCC. The internal structure of chromosomes with such a recombination acquires completely unpredictable features, and the long-term prognosis of leukostimulation using foreign DNA preparations has not yet been studied.
Требуемая задача заключается в расширении области применения и лечения нарушенного гемопоэза, связанного с дефектами хромосом и последующей гибелью стволовых клеток крови (СКК), например, при терапии цитостатиками или высокими дозами радиации, для лечения пациентов с заболеваниями, связанными с нарушением базовых механизмов дифференцировки СКК без деления в сторону специфических гемопоэтических элементов, которые возникают при гемобластозах вследствие злокачественного изменения клеток гемопоэза, которые становятся не способными к нормальной дифференцировке, в результате чего наблюдается их неконтролируемая пролиферация, а также для лечения пациентов с заболеваниями, связанными с дефектами хромосом СК, вылечивание которых зависит от появления в организме генетически, фенотипически и физиологически здоровых стволовых клеток (СК).The required task is to expand the scope and treatment of impaired hematopoiesis associated with chromosome defects and subsequent death of blood stem cells (SSC), for example, in the treatment of cytostatics or high doses of radiation, for the treatment of patients with diseases associated with a violation of the basic mechanisms of SSC differentiation without fission in the direction of specific hematopoietic elements that occur with hemoblastoses due to malignant changes in hematopoietic cells, which become incapable of normal differentiation, as a result of which their uncontrolled proliferation is observed, as well as for the treatment of patients with diseases associated with defects in SK chromosomes, the cure of which depends on the appearance in the body of genetically, phenotypically and physiologically healthy stem cells (SC).
Требуемый результат достигается тем, что в способе лечения заболеваний, основанном на введении в организм пациента фрагментированной ДНК, фрагментированная ДНК является аллогенной и состоит из фрагментов, длина которых соответствует 1-10 нуклеосомным единицам, составляющих полный геном пациента в ассоциации с белками ядерного матрикса, при этом количество фрагментированной ДНК принимают равным или превышающим количество собственно ДНК плазмы крови и тканевых жидкостей пациента, но не более 1500 нг/мл.The desired result is achieved in that in a method of treating diseases based on the introduction of fragmented DNA into a patient’s body, the fragmented DNA is allogeneic and consists of fragments whose length corresponds to 1-10 nucleosomal units that comprise the patient’s complete genome in association with nuclear matrix proteins, this amount of fragmented DNA is taken to be equal to or greater than the amount of DNA of the blood plasma itself and tissue fluids of the patient, but not more than 1500 ng / ml.
Способ основан на способности СКК отвечать на воздействие препаратов фрагментированной ДНК. Фрагменты ДНК, доставленные в ядерное пространство СКК, вследствие естественного механизма гомологической рекомбинации (ГР) замещают мутантные участки генов или восстанавливают исходную физическую длину хромосом, что явилось причиной утраты СК их жизнеспособности, и тем самым нежизнеспособная или мутантная СКК становится жизнеспособной. При этом хромосомы СКК приобретают физические параметры, позволяющие СКК осуществлять цепь последовательных митозов, а в оптимальном варианте геном обработанной СКК полностью исправляется и становится идентичным геному исходной здоровой СК. В тот же самый момент доставленные в ядерное пространство фрагменты экстраклеточной ДНК своими двуцепочечными концами создают иллюзию появления функциональных разрывов в хромосомах СКК, являющихся индуктором их терминальной дифференцировки. Это мимикрирующее действие экстраклеточных фрагментов ДНК, локализованных внутри ядра СКК, запускает механизмы клеточной дифференцировки, активирует и поддерживает в непрерывно активном состоянии кометированное деление СКК.The method is based on the ability of CCMs to respond to fragmented DNA preparations. DNA fragments delivered to the CCM nuclear space, due to the natural mechanism of homologous recombination (GR), replace mutant regions of genes or restore the original physical length of the chromosomes, which caused the loss of their viability for SCs, and thus non-viable or mutant CCMs become viable. Moreover, CCM chromosomes acquire physical parameters that allow CCMs to carry out a chain of sequential mitoses, and in the best case, the genome of the processed CCMs is completely corrected and becomes identical to the genome of the initial healthy SC. At the same moment, fragments of extracellular DNA delivered to the nuclear space with their double-stranded ends create the illusion of the appearance of functional breaks in the CCS chromosomes, which are the inductor of their terminal differentiation. This mimicking effect of extracellular DNA fragments localized inside the SSC nucleus triggers the mechanisms of cell differentiation, activates and maintains the cometary division of SSCs in a continuously active state.
На чертеже представлены: на фиг.1 - характеристика влияния ДНК мыши и человека на выживаемость мышей после их γ-облучения в летальной дозе, на фиг.2 и фиг.3 - характеристика радиозащитного действия аллогенной ДНК при внутрибрюшинном введении мышам до и после летального γ-облучения, на фиг.4,а представлены дессектированные селезенки мышей после γ-облучения и терапии экстраклеточной фрагментированной ДНК человека и мыши. Наблюдается большое количество эндогенных селезеночных колоний (см. таблица 1), образованных потомками спасенных СКК. На фиг.4,б представлены дессектированные селезенки мышей после γ-облучения без терапии экстраклеточной фрагментированной ДНК человека и мыши. Наблюдается практическое отсутствие (см. таблица 1) колоний, что свидетельствует о разрушении механизмов восстановления СКК.The drawing shows: in Fig. 1 - a characteristic of the effect of mouse and human DNA on the survival of mice after their γ-irradiation in a lethal dose, in Fig. 2 and Fig. 3 - a characteristic of the radioprotective effect of allogeneic DNA upon intraperitoneal administration to mice before and after lethal γ -radiation, Fig. 4, a shows the desected mouse spleens after γ-irradiation and therapy of extracellular fragmented human and mouse DNA. There is a large number of endogenous splenic colonies (see table 1) formed by descendants of rescued CCMs. Figure 4, b presents the desected mouse spleen after γ-irradiation without therapy of extracellular fragmented human and mouse DNA. There is a practical absence (see table 1) of colonies, which indicates the destruction of the mechanisms of restoration of CCM.
Предложенный способ лечения реализуется следующим образом.The proposed method of treatment is implemented as follows.
Для его осуществления в организм пациента известными путями и способами (внутривенно, внутримышечно, путем внутрикожной инъекции, подкожно, внутрибрюшинно, нанесением на различные слизистые оболочки, приемом через рот (с или без предварительной нейтрализации кислой среды желудка либо с использованием специальной нерастворимой в желудке оболочки), через прямую кишку, интравагинально, интрокулярно, через нос, путем интроокулярной инъекции или ингаляцией вводятся специальным образом обработанные фрагменты аллогенной ДНК, полученной от генетически и физиологически здоровых доноров.For its implementation into the patient’s body by known methods and methods (intravenously, intramuscularly, by intradermal injection, subcutaneously, intraperitoneally, by application to various mucous membranes, by mouth (with or without preliminary neutralization of the acidic environment of the stomach or using a special insoluble membrane in the stomach) , through the rectum, intravaginally, introcularly, through the nose, by introocular injection or by inhalation, specially treated fragments of allogeneic DNA obtained from eneticheski and physiologically healthy donors.
Количество вводимого препарата должно быть таким, что бы концентрация фрагментированной ДНК в крови и тканевых жидкостей пациента не превышала максимально допустимого количества, равного 1500 нг/мл.The amount of drug administered should be such that the concentration of fragmented DNA in the blood and tissue fluids of the patient does not exceed the maximum allowable amount of 1500 ng / ml.
В случае обработки СКК ex vivo для последующей автотрансплантации СКК должны быть обработаны препаратом фрагментированной ДНК в концентрации не превышающей 30 мкг/мл.In the case of ex vivo CCM treatment, for subsequent autologous transplantation, CCMs should be treated with a fragmented DNA preparation at a concentration not exceeding 30 μg / ml.
При этом фрагментированная ДНК, будучи введенная в организм пациента, доставляется в активно делящиеся клетки организма, в том числе и к СКК, при помощи естественного механизма доставки (кровоток, специфические рецепторы, расположенные на поверхности активно делящихся клеток).In this case, fragmented DNA, being introduced into the patient’s body, is delivered to actively dividing cells of the body, including CCM, using the natural delivery mechanism (blood flow, specific receptors located on the surface of actively dividing cells).
Далее фрагментированная экстраклеточная ДНК, доставленная во внутриклеточное пространство, депонируется в межхромосомном компартменте ядра и подвергается внутриядерному процессингу.Next, the fragmented extracellular DNA delivered to the intracellular space is deposited in the interchromosomal compartment of the nucleus and is subjected to intranuclear processing.
В этом случае фрагменты ДНК, будучи депонированными в межхромосомном компартменте ядра, вследствие естественного механизма гомологической рекомбинации (ГР) замещают мутантные участки хромосом мутации, в которых привели к нежизнеспособности СКК. В результате указанных событий происходит реверсивное полое или частичное восстановление функций СКК, активация митотического процесса и вступление СКК на путь дифференцировки. В указанном процессе воздействия экзогенной фрагментированной ДНК на СКК важным является свойство СКК (и других типов СК, в том числе и ЭСК) в ходе нескольких (1-3) первых митозов полностью перестраивать свой геном, приводя его к кометированному состоянию. При этом в геноме СКК возникают многочисленные разрывы хроматина, являющиеся неотъемлемой частью процесса перестройки генома. Если в этот момент в ядре СК находится гомологичная ДНК требуемого размера в комплексе с белками ядерного матрикса, то она становится доступной для интеграции в геном по типу гомологической рекомбинации, при этом активность данного процесса за счет появлений в хроматине многочисленных физиологичных, функциональных разрывов многократно увеличивается. Кроме этого активирующее влияние фрагментов ДНК на дифференцировку СКК связано с их мимикрирующим действием. Доставленные в ядерное пространство фрагменты экстраклеточной ДНК привносят в ядро клетки большое количество двуцепочечных концов, которые клетка воспринимает как свои собственные функциональные разрывы хромосом, которые образуются и быстро репарируются в ходе их терминальной дифференцировки. Это мимикрирующее действие экстраклеточных фрагментов ДНК, локализованных внутри ядра СКК, запускает механизмы клеточной дифференцирвки, активирует и поддерживает в непрерывно активном состоянии кометированное деление СКК.In this case, the DNA fragments, being deposited in the interchromosomal compartment of the nucleus, due to the natural mechanism of homologous recombination (GR), replace mutant chromosome regions of the mutation, which led to non-viability of CCMs. As a result of these events, a reversible hollow or partial restoration of the CCM functions occurs, the mitotic process is activated, and the CCM enters the differentiation path. In this process of exposure of exogenous fragmented DNA to SSCs, the property of SSCs (and other types of SCs, including ESCs) during the first (1-3) first mitoses is to completely rearrange their genome, leading to a cometated state, is important. At the same time, numerous chromatin breaks occur in the CCM genome, which are an integral part of the genome rearrangement process. If at this moment homologous DNA of the required size in complex with the proteins of the nuclear matrix is located in the SC nucleus, then it becomes available for integration into the genome by the type of homological recombination, while the activity of this process due to the appearance of numerous physiological, functional breaks in chromatin increases many times. In addition, the activating effect of DNA fragments on the differentiation of SSCs is associated with their mimicking effect. Fragments of extracellular DNA delivered to the nuclear space introduce a large number of double-stranded ends into the cell nucleus, which the cell perceives as its own functional breaks in the chromosomes that form and quickly repair during their terminal differentiation. This mimicking effect of extracellular DNA fragments localized inside the SSC nucleus triggers the mechanisms of cellular differentiation, activates and maintains the cometary division of SSCs in a continuously active state.
Таким образом, при введении в организм препарата фрагментированной аллогенной ДНК, полученной от физиологически и генетически здоровых доноров, происходит ее поглощение СКК в процессе деления посредством естественного механизма доставки, свойственного активно делящимся клеткам (рецептор-опосредованный пиноцитоз). Доставленная в ядерный компартмент - межхромосомное пространство - фрагментированная ДНК депонируется и вступает в процесс гомологического обмена с соответствующими локусами хромосом в момент перестройки генома СКК и связанного с этим временного появления в хроматине многочисленных разрывов. Вследствие естественного механизма гомологической рекомбинации депонированные в межхромосомном пространстве фрагменты ДНК замещают мутантные участки хроматина, мутации в которых привели к нежизнеспособности СКК, а также могут замещать любые мутантные локусы генов СК на немутантные. Вследствие указанных событий геном СКК претерпевает частичную или полную коррекцию, что приводит к восстановлению митотического потенциала СКК или же к полному восстановлению поврежденного генома СКК. В тот же самый момент доставленные в ядерное пространство фрагменты экстраклеточной ДНК привносят в ядро клетки большое количество двуцепочечных концов, которые клетка воспринимает как свои собственные функциональные разрывы хромосом, которые образуются и быстро репарируются в ходе их терминальной дифференцировки. Это мимикрирующее действие экстраклеточных фрагментов ДНК, локализованных внутри ядра СКК, запускает механизмы клеточной дифференцировки, активирует и поддерживает в непрерывно активном состоянии кометированное деление СКК.Thus, when a fragmented allogeneic DNA product, obtained from physiologically and genetically healthy donors, is introduced into the body, it absorbs HSCs in the process of division through the natural delivery mechanism inherent in actively dividing cells (receptor-mediated pinocytosis). The fragmented DNA delivered to the nuclear compartment — the interchromosomal space — is deposited and enters into the process of homologous exchange with the corresponding chromosome loci at the moment of the rearrangement of the HSC genome and the associated temporary appearance of numerous breaks in chromatin. Due to the natural mechanism of homologous recombination, DNA fragments deposited in the interchromosomal space replace mutant chromatin regions, mutations in which led to non-viability of HSCs, and can also replace any mutant loci of SC genes with non-mutant ones. As a result of these events, the CCM genome undergoes partial or complete correction, which leads to the restoration of the mitotic potential of the CCM or to the complete restoration of the damaged CCM genome. At the same moment, the extracellular DNA fragments delivered to the nuclear space introduce a large number of double-stranded ends into the cell nucleus, which the cell perceives as its own functional chromosome breaks that form and quickly repair during their terminal differentiation. This mimicking effect of extracellular DNA fragments localized inside the SSC nucleus triggers the mechanisms of cell differentiation, activates and maintains the cometary division of SSCs in a continuously active state.
Эффект, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, может быть обоснован следующими теоретическими данными.The effect achieved by using the present invention can be justified by the following theoretical data.
Согласно современной классификации к стволовым клеткам относятся тотипотентные клетки морулы, плюрипотентные клетки бластоцисты, из которых в организме формируются все ткани организма, и мультипотентные региональные герминативные клетки [5]. Региональные или тканеспецифические стволовые клетки сохраняются в течение всей жизни организма, самоподдерживаются и обеспечивают постоянное пополнение утраченных клеточных популяций. Тканеспецифичекие СК вносят вклад в регенерацию и поддержание многочисленных, если не всех тканей млекопитающих, включая кровь, печень, кишечник, скелетную мускулатуру и центральную нервную систему. До последнего времени считалось, что тканеспецифические СК детерминируются в определенные типы клеток и распределяются в тканях, из которых они произошли. Тем не менее, в последнее время появилось большое количество работ, свидетельствующих о гораздо большей пластичности региональных СК [6, 7]. Например, подтверждено, что СК нейронов, выделенные из тканей мозга мышей, дифференцируются в клетки крови, скелетной мускулатуры и эндотелиальные клетки, что СК клетки жировой ткани человека дифференцируются в клетки кости, мышц и хряща и также что СК дермы кожи млекопитающих дифференцируются в клетки скелетных мышц, нейроны, глиальные и жировые клетки. Показано, что некоторые редкие популяции клеток, так называемые мультипотентные прогениторные клетки способны дифференцироваться в дериваты всех трех зародышевых листков. Также возможность дифференцироваться в клетки неродственных тканей были продемонстрированы для СК костного мозга, исходно участвующих в формировании и поддержании популяции клеток крови.According to the current classification, stem cells include moripotipotent cells, morula pluripotent cells, from which all body tissues are formed in the body, and multipotent regional germ cells [5]. Regional or tissue-specific stem cells persist throughout the life of the body, self-sustain and provide a constant replenishment of lost cell populations. Tissue-specific SCs contribute to the regeneration and maintenance of numerous, if not all mammalian tissues, including blood, liver, intestines, skeletal muscle and the central nervous system. Until recently, it was believed that tissue-specific SCs are determined in certain types of cells and distributed in the tissues from which they originated. Nevertheless, in recent years a large number of works have appeared that indicate a much greater plasticity of regional SCs [6, 7]. For example, it was confirmed that SK neurons isolated from mouse brain tissues differentiate into blood cells, skeletal muscles and endothelial cells, that SK cells of human adipose tissue differentiate into bone, muscle and cartilage cells, and also that SK dermis of mammalian skin differentiates into skeletal cells muscles, neurons, glial and fat cells. It has been shown that some rare cell populations, the so-called multipotent progenitor cells, are able to differentiate into derivatives of all three germ layers. Also, the ability to differentiate into cells of unrelated tissues was demonstrated for bone marrow SC, originally involved in the formation and maintenance of a population of blood cells.
Открытие феномена пластичности стволовых клеток и возможности их дифференцировки в клетки тканей экто-, мезо- и эндодермального происхождения, а также способность СК мигрировать из костного мозга и пополнять пулы стволовых клеток различных тканей позволило сформулировать концепцию об общем регенеративном механизме тканей, где основную роль играют СК. Это послужило основой для возникновения и бурного развития нового направления - регенеративной медицины, основанного на применении СК клеток с целью восстановления клеточного состава органов и тканей, поврежденных вследствие заболеваний, воздействия химических агентов, травм или возрастных дегенеративных изменений.The discovery of the phenomenon of stem cell plasticity and the possibility of their differentiation into tissue cells of ecto-, meso-, and endodermal origin, as well as the ability of SCs to migrate from the bone marrow and replenish stem cell pools of various tissues made it possible to formulate a concept about the general regenerative mechanism of tissues, where SC play the main role . This served as the basis for the emergence and rapid development of a new direction - regenerative medicine, based on the use of SC cells in order to restore the cellular composition of organs and tissues damaged due to diseases, exposure to chemical agents, injuries or age-related degenerative changes.
Одним из основных и наиболее часто встречаемых негативных типов воздействия на регенеративные процессы организма является лучевая и химиотерапии, применяемые в онкологической практике. Вследствие применения жесткого излучения или цитостатиков различной природы наряду с раковыми клетками погибают все активно пролиферирующие клетки, в том числе и стволовые. В частности, следствием такого воздействия является частичное или полное нарушение гемопоэза, что приводит к негативному прогнозу. Как известно, постэмбриональный гемопоэз представляет собой процесс физиологической регенерации крови, который компенсирует физиологическое разрушение дифференцированных клеток.One of the main and most frequently encountered negative types of effects on the regenerative processes of the body is radiation and chemotherapy used in oncological practice. Due to the use of hard radiation or cytostatics of a different nature, along with cancer cells, all actively proliferating cells die, including stem cells. In particular, the consequence of this effect is a partial or complete violation of hematopoiesis, which leads to a negative prognosis. As you know, postembryonic hematopoiesis is a process of physiological blood regeneration, which compensates for the physiological destruction of differentiated cells.
Особенно сильнорегенерирующий потенциал крови затрагивает высокодозная химиотерапия, которая без компенсирующего воздействия дает высокий процент токсической смертности. В настоящее время получил широкое применение метод высокодозной химиотерапии (ВДХТ) совместно с трансплантацией аутологичных клеток-предшественников гемопоэза. Единственным источником восстановления кроветворения являются гемопоэтические СК, находящиеся в костном мозге. Для процедуры аутотрансплантации стволовые клетки (CD34+) выделяют из костного мозга или периферической крови, замораживают в присутствии криостабилизатора (DMSO) и используют для восстановления кроветворной функции костного мозга, поврежденной радиацией или высокими дозами цитостатиков [8].Particularly strongly regenerating blood potential is affected by high-dose chemotherapy, which without a compensating effect gives a high percentage of toxic mortality. Currently, the high-dose chemotherapy (VHT) method has been widely used in conjunction with transplantation of autologous hematopoietic progenitor cells. The only source of restoration of hematopoiesis is hematopoietic SC located in the bone marrow. For the autotransplantation procedure, stem cells (CD34 + ) are isolated from bone marrow or peripheral blood, frozen in the presence of a cryostabilizer (DMSO) and used to restore hematopoietic function of bone marrow damaged by radiation or high doses of cytostatics [8].
Предлагаемый способ лечения принципиально отличается от способа, основанного на воздействии медиаторных, колониестимулирующих молекул, являющихся факторами роста, стимулирующими активность стволовых клеток. Под активностью СКК следует понимать увеличение пролиферативного потенциала СКК, сохранение способности к дифференцировки и развитию конкретных видов клеток, и именно эти качества СКК регулируют факторы роста. Факторы роста включают колониестимулирующие факторы (КСФ), интерлейкины и ингибирующие факторы. Все они являются гликопротеинами с молекулярной массой около 20 КД и действуют и как циркулирующие гормоны и как местные медиаторы, регулирующие гемопоэз и дифференцировку специфических типов клеток. Действие факторов роста распространяется на СКК, колониеобразующие единицы (КОЕ), кометированные и зрелые клетки. Так, например, при уменьшении количества эритроцитов и соответственно снижения парциального давления кислорода (Po2) является сигналом для продукции эритропоэтина. Эритропоэтин действует на чувствительные к нему КОЕ-Э, стимулируя из пролиферацию и дифференцировки. Интерлейкины действуют на полипотентную СК, большинство КОЕ и иногда на терминально дифференцирующиеся клетки. Ингибирующие факторы дают противоположный эффект - тормозят гемопоэз. Их недостаток может быть одной из причин лейкимии, характеризующейся значительным увеличением числа лейкоцитов в крови. Выделен ингибирующий лейкимию фактор, который тормозит пролиферацию и дифференцировку моноцитов-макрофагов. Все указанные воздействия являются регуляторными и определяются медиаторными молекулами факторов роста, которые воздействуют на различные клеточные механизмы, запускающие или регулирующие процессы репликации хроматина и транскрипции различных белков, опосредующих метаболизм пролиферирующей и дифференцирующейся СКК. При этом факторы роста используются для восстановления гемопоэтической функции крови.The proposed method of treatment is fundamentally different from the method based on the effect of mediator, colony stimulating molecules, which are growth factors that stimulate the activity of stem cells. CCM activity should be understood as an increase in the proliferative potential of CCMs, preservation of the ability to differentiate and develop specific types of cells, and it is these qualities of CCM that govern growth factors. Growth factors include colony stimulating factors (CSF), interleukins, and inhibitory factors. All of them are glycoproteins with a molecular weight of about 20 CD and act both as circulating hormones and as local mediators that regulate hematopoiesis and differentiation of specific cell types. The action of growth factors extends to HSCs, colony forming units (CFU), comet and mature cells. So, for example, with a decrease in the number of red blood cells and, accordingly, a decrease in the partial pressure of oxygen (Po 2 ) is a signal for the production of erythropoietin. Erythropoietin acts on CFU-E sensitive to it, stimulating from proliferation and differentiation. Interleukins act on pluripotent SC, most CFU and sometimes terminally differentiated cells. Inhibiting factors give the opposite effect - inhibit hematopoiesis. Their deficiency may be one of the causes of leukemia, characterized by a significant increase in the number of white blood cells in the blood. A leukemia inhibiting factor that inhibits the proliferation and differentiation of macrophage monocytes was isolated. All of these effects are regulatory and are determined by mediator molecules of growth factors that act on various cellular mechanisms that trigger or regulate chromatin replication and transcription of various proteins that mediate the metabolism of proliferating and differentiating SSCs. In this case, growth factors are used to restore the hematopoietic function of the blood.
В случае лечения по предлагаемому способу происходит восстановление поврежденного хроматина СК и тем самым стволовая клетка становится в состоянии осуществлять полноценный митоз и отвечать на воздействие факторов роста. Коротко можно сказать, что если нечего стимулировать, то не помогут никакие факторы роста. В тот же самый момент при лечении по предлагаемому способу доставленные в ядерное пространство фрагменты экстраклеточной ДНК своими двуцепочечными концами создают иллюзию появления функциональных разрывов в хромосомах СКК, являющихся индуктором их терминальной дифференцировки. Это мимикрирующее действие экстраклеточных фрагментов ДНК, локализованных внутри ядра СКК, запускает механизмы клеточной дифференцировки, активирует и поддерживает в непрерывно активном состоянии кометированное деление СКК.In the case of treatment according to the proposed method, the restoration of damaged chromatin of SC occurs and thereby the stem cell becomes able to carry out complete mitosis and respond to the influence of growth factors. It can be said briefly that if there is nothing to stimulate, then no growth factors will help. At the very same moment during the treatment according to the proposed method, fragments of extracellular DNA delivered to the nuclear space with their double-stranded ends create the illusion of the appearance of functional breaks in the CCS chromosomes, which are the inductor of their terminal differentiation. This mimicking effect of extracellular DNA fragments localized inside the SSC nucleus triggers the mechanisms of cell differentiation, activates and maintains the cometary division of SSCs in a continuously active state.
Механизм возникновения и поддержания мутаций в СК, связанных с применением мутагенов, процессом старения, по нашему мнению, выглядит следующим образом.The mechanism of the emergence and maintenance of mutations in SC associated with the use of mutagens, the aging process, in our opinion, is as follows.
Геномная ДНК любого организма подвержена мутагенному воздействию факторов внешней среды, таких как ионизирующее излучение, химические мутагены, так же как и внутренних факторов, включая ошибки репаративных систем клетки. Известный репаративный механизм клетки устраняет повреждения ДНК или неправильные замены нуклеотидов и ковалентно соединяет одноцепочечные и двуцепочечные разрывы (ОЦР, ДЦР) после мутационных событий [9]. В случае, когда повреждения затрагивают обе цепи ДНК и имеют заметную протяженность, репарация таких участков становится проблематичной и повреждения часто приводят к мутациям. ДЦР являются примером повреждений, которые практически невозможно исправить известным механизмом репарации, поскольку они затрагивают как хромосомную целостность, так и непосредственно целостность молекулы ДНК. Известен быстрый механизм репарации двухцепочечных разрывов, включающий использование клеткой белков KU70/KU-86 и ядерную ДНК зависимую протеинкиназу, которые объединяют концы ДНК и восстанавливают геномную целостность [10]. Невозможно восстановить нуклеотиды или короткие ДНК фрагменты, которые были утрачены при одновременных множественных разрывах молекулы ДНК. И как следствие таких потерь после восстановления целостности хромосомы возникают хромосомные аберрации, а ДЦР при этом выступают источником мутаций.Genomic DNA of any organism is subject to mutagenic effects of environmental factors, such as ionizing radiation, chemical mutagens, as well as internal factors, including errors in cell repair systems. The well-known reparative mechanism of the cell eliminates DNA damage or incorrect nucleotide substitutions and covalently connects single-stranded and double-stranded breaks (CCR, DCR) after mutational events [9]. In the case when damage affects both DNA strands and has a noticeable extent, the repair of such sites becomes problematic and damage often leads to mutations. DSBs are an example of lesions that are almost impossible to repair with the known repair mechanism, since they affect both the chromosomal integrity and the integrity of the DNA molecule itself. A fast mechanism for repairing double-stranded breaks is known, including the use of KU70 / KU-86 proteins and nuclear DNA-dependent protein kinase, which combine the ends of DNA and restore genomic integrity [10]. It is not possible to recover nucleotides or short DNA fragments that were lost during simultaneous multiple breaks of a DNA molecule. And as a consequence of such losses after the restoration of the integrity of the chromosome, chromosomal aberrations occur, and DCRs at the same time act as a source of mutations.
В современной онкологической практике широко применяются химические цитостатики и жесткое γ-облучение, нарушающие целостность двуцепочечной ДНК за счет алкилирующего воздействия в первом случае, и непосредственного воздействия лучей и действия возникающих при ионизации свободных радикалов - во втором. Множественные двуцепочечные разрывы, возникающие в ДНК при такого рода воздействиях, приводят к остановке синетических процессов в ядре и к нарушению клеточного цикла. В конечном счете включается программа самоуничтожения, и клетка либо подвергается апоптозу либо в ней возникают глубокие генетические изменения. Именно такие повреждения ДНК, возникающие во всех клетках организма и особенно в активно пролиферирующих приводят либо к гибели этих клеток либо к возникновению мутантных потомков.In modern oncological practice, chemical cytostatics and hard γ-radiation are widely used, which violate the integrity of double-stranded DNA due to the alkylation effect in the first case, and the direct action of rays and the action of free radicals resulting from ionization in the second. Multiple double-stranded breaks that occur in DNA during this kind of exposure lead to a stop in the synthesis of the nucleus and disruption of the cell cycle. Ultimately, the self-destruction program is activated, and the cell either undergoes apoptosis or profound genetic changes occur in it. It is such DNA damage that occurs in all cells of the body, and especially in actively proliferating ones, leading either to the death of these cells or to the emergence of mutant descendants.
К сожалению, вместе с раковыми клетками гибнут или мутируют и другие активно делящиеся клетки организма, такие как клетки эпителия, лейкоциты, стволовые клетки красного и белого кровяных ростков, клетки волосяных фолликул и другие. Наиболее опасным является уничтожение клеток крови, поддерживающих активный иммунный ответ организма. В ряде работ была высказана гипотеза о существовании естественного механизма, который может влиять на генетическую составляющую клетки многоклеточных организмов, используя внеклеточную геномную ДНК из биологических жидкостей как внешний геномный стандарт [11, 12]. Согласно предложенному механизму ДНК связывающие рецепторы, располагающиеся на клеточной поверхности, доставляют фрагменты геномной ДНК из внешней среды в ядро, где они замещают соответствующие гомологичные фрагменты в клеточной геномной ДНК через механизм гомологической рекомбинации.Unfortunately, along with cancer cells, other actively dividing cells of the body, such as epithelial cells, white blood cells, stem cells of red and white blood sprouts, hair follicle cells, and others, die or mutate. The most dangerous is the destruction of blood cells that support the body's active immune response. A number of studies have hypothesized the existence of a natural mechanism that can affect the genetic component of the cell of multicellular organisms using extracellular genomic DNA from biological fluids as an external genomic standard [11, 12]. According to the proposed DNA mechanism, binding receptors located on the cell surface deliver fragments of genomic DNA from the external environment to the nucleus, where they replace the corresponding homologous fragments in cellular genomic DNA through the mechanism of homologous recombination.
Далее мы рассмотрим вопрос о том, каким образом могут быть использованы мутированные фрагменты ДНК из клеток, подверженных мутагенным воздействием в прогрессивном развитии мутационных изменений в организме.Further, we will consider the question of how mutated DNA fragments from cells susceptible to mutagenic effects in the progressive development of mutational changes in the body can be used.
Элементы оборота ДНК в организме, такие как внеклеточная ДНК кровяного русла, транспорт ДНК в ядро и соматическая гомологическая рекомбинация могут составлять суть механизма, способного удалять любые фиксированные или вновь образованные мутации из клеточного генома. Эффективность этого процесса в полной мере зависит от качества и свойств внешнего ДНК стандарта. С одной сторон, данный механизм может удалять мутации, замещая их экзогенными немутантными последовательностями; с другой стороны, указанный механизм может вводить мутации в клетку, замещая здоровые клеточные последовательности на мутантные экзогенные гомологичные фрагменты. Последние особенно применимо к ситуации, возникающей в организме сразу после воздействия сильного мутагенного агента. Известно, что химические мутагены так же как и жесткое облучение индуцируют апоптоз, вследствие чего идет выброс в кровь фрагментов ДНК с большим количеством разнообразных дефектов, включая летальные [13, 14].Elements of DNA circulation in the body, such as extracellular DNA of the bloodstream, DNA transport to the nucleus, and somatic homologous recombination can be the essence of a mechanism that can remove any fixed or newly formed mutations from the cellular genome. The effectiveness of this process fully depends on the quality and properties of the external DNA standard. On the one hand, this mechanism can remove mutations, replacing them with exogenous non-mutant sequences; on the other hand, this mechanism can introduce mutations into the cell, replacing healthy cell sequences with mutant exogenous homologous fragments. The latter is especially applicable to the situation that arises in the body immediately after exposure to a strong mutagenic agent. It is known that chemical mutagens as well as hard radiation induce apoptosis, as a result of which DNA fragments with a large number of various defects, including lethal ones, are released into the blood [13, 14].
Механизм транспорта ДНК доставляет все эти фрагменты в клетки, а ГР инкорпорирует их в клеточный геном. Далее, клетки, получившие ДНК фрагменты, несущие летальные мутации, погибают и последовательно выделяют свою геномную ДНК, содержащую мутантные последовательности, в окружающую среду. Клетки, которые получили ДНК, не несущие летальные мутации, выживают и далее могут составлять стартовую популяцию для селекции, например, ракового клона. Среди апоптозных фрагментов ДНК могут присутствовать такие, которые образовались в результате репарации без учета гомологии. Такие фрагменты будут содержать объединенные фрагменты ДНК из различных районов генома из одной или различных хромосом. Эти «химерные» фрагменты будут встроены в геном реципиентной клетки с учетом гомологии концевых участков фрагмента. Поскольку эти концы могут принадлежать разным участкам хромосомы или разным хромосомам, то рекомбинационные события могут привести к различным хромосомным аберрациям. Предполагается, что мутантные фрагменты ДНК клеток, подвергшихся воздействию сильного мутагена, будут повторно доставлены от погибших клеток к живым. Эти фрагменты будут индуцировать те же самые мутации и хромосомные аберрации в живых клетках и в ходе многочисленных раундов гибели клеток эти фрагменты будут распространять дефект, возникший при первичном воздействии мутагена.The DNA transport mechanism delivers all these fragments to cells, and GH incorporates them into the cellular genome. Further, cells that receive DNA fragments carrying lethal mutations die and sequentially release their genomic DNA containing mutant sequences into the environment. Cells that received DNA that does not carry lethal mutations survive and can further constitute the starting population for breeding, for example, a cancer clone. Among apoptotic DNA fragments, those that are formed as a result of repair without homology may be present. Such fragments will contain combined DNA fragments from different regions of the genome from one or different chromosomes. These "chimeric" fragments will be integrated into the genome of the recipient cell, taking into account the homology of the terminal regions of the fragment. Since these ends can belong to different parts of the chromosome or to different chromosomes, recombination events can lead to different chromosome aberrations. It is assumed that mutant DNA fragments of cells exposed to a strong mutagen will be re-delivered from dead cells to living cells. These fragments will induce the same mutations and chromosomal aberrations in living cells, and during numerous rounds of cell death, these fragments will propagate the defect that occurred during the initial exposure to the mutagen.
Согласно существующих теоретических и экспериментальных предпосылок, на которых базируются наши рассуждения, если в кровяном русле организма, подвергающегося воздействию сильного мутагена или высокой дозы радиации, будут присутствовать здоровые фрагменты ДНК, составляющие весь геном, гомологичный геному реципиента, то они будут конкурировать системе оборота ДНК с фрагментами, выброшенными в кровь, в результате описанных выше событий после действие мутагена. Здоровые фрагменты будут являться субстратом для репаративной гомологической рекомбинации, протекающей в ядре, и их участие в репаративных процессах приведет к исправлению мутантных локусов и как следствие к появлению здоровой популяции соответствующей группы клеток. Препарат фрагментированной ДНК содержит в своем составе пул здоровых фрагментов специально обработанной ДНК человека, за счет которых идет прямое воздействие на поврежденный геном СК, приводящий с восстановлению целостности хромосом и восстановлению способности СКК осуществлять цепи последовательных митозов с последующей дифференцировкой.According to the existing theoretical and experimental assumptions on which our reasoning is based, if in the bloodstream of an organism exposed to a strong mutagen or a high dose of radiation, healthy DNA fragments will be present that make up the entire genome homologous to the recipient’s genome, then they will compete with the DNA circulation system with fragments ejected into the blood as a result of the events described above after the action of the mutagen. Healthy fragments will be a substrate for reparative homological recombination in the nucleus, and their participation in reparative processes will lead to the correction of mutant loci and, as a result, to the appearance of a healthy population of the corresponding group of cells. The fragmented DNA preparation contains a pool of healthy fragments of specially processed human DNA, due to which there is a direct effect on the damaged SK genome, resulting in restoration of chromosome integrity and restoration of the ability of CCMs to carry out chains of sequential mitoses with subsequent differentiation.
Предлагаемый способ лечения, основанный на воздействии на СКК, можно применять при любом генетическом нарушении, исправляя его в пуле СКК, которые затем трансплантируются в тот же самый организм.The proposed method of treatment, based on the effect on CCM, can be used for any genetic disorder, correcting it in the pool of CCM, which are then transplanted into the same organism.
Эффект, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, может быть обоснован следующими теоретическими данными.The effect achieved by using the present invention can be justified by the following theoretical data.
Каждая клетка организма имеет геномную ДНК, в которой закодирована информация как обо всех белках всех клеток организма, так и о пространственной организации генов в ядре, необходимой для корректной пространственно-временной экспрессии этих белков. В итоге геномная ДНК представляет собой матрицу жизни организма, включающую информацию как об организме в целом, так информацию о его развитии. Изначально геномная ДНК идентична во всех клетках организма. Однако по мере роста организма геномная ДНК каждой клетки подвергается мутационным воздействиям, вызванным факторами окружающей среды и ошибками, возникающими при клеточной репликации и репарации. Известно, что механизмы репарации замещают неправильные или ущербные основания ДНК и снова замыкают концы молекулы ДНК после одно- и двухзвенных разрывов (ДЦР) цепей сразу же после мутационных событий. Для этого в качестве матрицы они могут использовать вторую цепь ДНК. В случаях, когда участки поражения очень длинные и затрагивают обе цепи ДНК, репарация становиться проблематичной, а результатом нарушение может явиться мутация. Таким образом, мутагенные факторы окружающей среды и ошибки клеточной репарации и репликации являются источниками соматических мутаций в клетках. Наиболее важными для восстановительного потенциала организма являются плюрипотентные СК. Дефекты в структуре генома этих клеток влекут за собой возникновение дефектной ткани и формированию патологии. Единственным патогенетически обоснованным подходом к лечению заболеваний, связанных с генетическими нарушениями, в том числе и структуре генома СК, является изменение тем или иным способом генома этих клеток организма индивида и восстановления исходного, свойственного здоровой клетке генетического гомеостаза.Each cell of the body has genomic DNA, in which information is encoded both about all the proteins of all cells of the body, and about the spatial organization of genes in the nucleus, necessary for the correct spatio-temporal expression of these proteins. As a result, genomic DNA is a matrix of the body’s life, including information about the body as a whole, as well as information about its development. Initially, genomic DNA is identical in all cells of the body. However, as the body grows, the genomic DNA of each cell undergoes mutational influences caused by environmental factors and errors that occur during cell replication and repair. It is known that repair mechanisms replace incorrect or defective DNA bases and again close the ends of the DNA molecule after one- and two-link breaks (DCB) of chains immediately after mutational events. For this, they can use a second DNA strand as a template. In cases where the lesion sites are very long and affect both DNA strands, repair becomes problematic, and a mutation may result from the violation. Thus, mutagenic environmental factors and errors in cell repair and replication are sources of somatic mutations in cells. The most important for the recovery potential of the body are pluripotent SC. Defects in the genome structure of these cells entail the appearance of defective tissue and the formation of pathology. The only pathogenetically substantiated approach to the treatment of diseases associated with genetic disorders, including the structure of the SC genome, is a change in one way or another of the genome of these cells of the individual’s body and restoration of the original genetic homeostasis characteristic of a healthy cell.
В современной экспериментальной медицине были разработаны многочисленные методы генной терапии, однако все они имеют серьезные недостатки и малоэффективны в рамках сложного эукариотического организма.Numerous methods of gene therapy have been developed in modern experimental medicine, but all of them have serious shortcomings and are ineffective in the framework of a complex eukaryotic organism.
Классические методы генной терапии (gene-targeting, ген-таргетинг) направлены на исправление хромосомных мутаций, с использованием вирусных конструкций, способных эффективно ввести работающие копии генов в клеточный геном. Тем не менее, обеспечивая случайную встройку гена и регуляторных областей, эти подходы связаны с рядом проблем, включающих зависимость генной экспрессии от места интеграции, сайленсинг введенного вирусного генома и инсерционный мутагенез, ассоциированный с карциногенезом |15, 16]. Привлекательной альтернативой этим методам могла бы стать коррекция или замещение мутантного гена в составе хромосомы путем естественной гомологичной рекомбинации с доставленной в клетку ДНК матрицей, не содержащей мутации, если бы не чрезвычайно низкая эффективность метода, обнаруженная в ранних попытках его использования [17, 18] Исторически стратегия генного замещения (gene replacement), разработанная с целью преодоления проблемы инсерционного мутагенеза на дрожжах и позже на клетках млекопитающих, включала использование линейной рекомбинантной ДНК, в которой два конца гомологичны районам, фланкирующим замещаемый ген, а сам ген замещен селектируемым маркером [19]. Такой тип генного таргетинга называется «ends-out», поскольку концы конструкции соответствуют двум расходящимся (от целевого гена) последовательностям хромосомальной ДНК. При этом концы «ends-out» ген-таргетинг конструкции рекомбинагенны и облегчают замещение генной последовательности, заключенной между концевыми гомологиями. Недавно было показано, что у дрожжей при замещении целого гена гетерологичной последовательностью или замещении единственной мутантной пары оснований этим методом процесс инициируется двумя независимыми "strand invasions" (внедрение цепей), что подразумевает поиск гомологии и рекомбинационные события, осуществляемые двумя концевыми сегментами терапевтической конструкции [20]. Ранее подобный механизм был предложен для объяснения «ends-out» ген-таргетинга в клетках млекопитающих [21]. Соматическая ГР судя по тому, что она сохранилась в эволюции миллиарды лет от простейших до млекопитающих, должна очевидно выполнять абсолютно необходимую и универсальную во всех царствах живого функцию, и исполнять ее эффективно. Поскольку соматическая гомологическая рекомбинации (ГР) у одноклеточных дрожжей является основным механизмом прецизионной репарации ДЦР, ее эффективность должна быть очень высокой, чтобы обеспечить спасение индивида. Ранние эксперименты с микроинъекциями плазмид в клеточное ядро привели к открытию того, что плазмиды всегда интегрировали в клеточный геном в форме одного конкатемера, состоящего из всех (часто более ста) инъецированных плазмид, собранных в единую молекулу - хвост к голове, и что результатом этого была удивительно эффективная работа механизма ГР [22]. Причиной же низкой эффективности классического ген-таргетинга, предполагающего использование ГР в клетках млекопитающих, может служить несоответствие между задачей, ставящейся перед ГР, и ее свойствами и возможностями, отобранными эволюцией для исполнения ее собственной хотя и неизвестной функции. Данные, описанные в литературе, позволяют идентифицировать некоторые факторы, являющиеся критическими для работы ГР механизма.Classical methods of gene therapy (gene-targeting, gene-targeting) are aimed at correcting chromosomal mutations using viral constructs that can efficiently introduce working copies of genes into the cellular genome. Nevertheless, providing random insertion of the gene and regulatory regions, these approaches are associated with a number of problems, including the dependence of gene expression on the site of integration, silencing of the introduced viral genome, and insertional mutagenesis associated with carcinogenesis [15, 16]. An attractive alternative to these methods could be the correction or substitution of a mutant gene in the chromosome by natural homologous recombination with a matrix containing no mutation delivered to the cell if it were not for the extremely low efficiency of the method found in early attempts to use it [17, 18] Historically a gene replacement strategy designed to overcome the problem of insertional mutagenesis on yeast and later on mammalian cells included the use of linear recombin DNA-coagulant, wherein the two ends are homologous to regions flanking the displaceable gene and the gene itself substituted with a selectable marker [19]. This type of gene targeting is called “ends-out” because the ends of the construct correspond to two diverging (from the target gene) chromosomal DNA sequences. At the same time, the ends of “ends-out” gene targeting of the construct are recombinogenic and facilitate the replacement of the gene sequence enclosed between the terminal homologies. Recently, it was shown that in yeast, when a whole gene is replaced with a heterologous sequence or a single mutant base pair is replaced by this method, the process is initiated by two independent strand invasions, which implies the search for homology and recombination events carried out by two end segments of the therapeutic construct [20 ]. A similar mechanism was previously proposed to explain the “ends-out” of gene targeting in mammalian cells [21]. Somatic GR, judging by the fact that it has survived billions of years in evolution from protozoa to mammals, should obviously fulfill the absolutely necessary and universal function in all the kingdoms of the living, and fulfill it effectively. Since somatic homologous recombination (GR) in unicellular yeast is the main mechanism for the precision repair of DCR, its effectiveness must be very high in order to ensure the salvation of the individual. Early experiments with microinjections of plasmids into the cell nucleus led to the discovery that plasmids were always integrated into the cell genome in the form of one concatemer consisting of all (often more than one hundred) injected plasmids assembled into a single molecule - tail to head, and that the result was surprisingly efficient operation of the GR mechanism [22]. The reason for the low efficiency of classical gene targeting, which involves the use of GR in mammalian cells, may be the mismatch between the task of GR and its properties and capabilities selected by evolution to perform its own, albeit unknown function. The data described in the literature allow us to identify some factors that are critical for the operation of the GR mechanism.
Важным для эффективной работы механизма ГР является линейный размер доставленных к месту расположения рекомбинационного комплекса фрагментов ДНК. Так описан 100-кратный экспоненциальный рост эффективности ген-таргетинга при увеличении длины гомологии в корректирующей конструкции с 2 т.п.о до 14,5 т.п.о. и при этом достигнутая эффективность, 10-5 событий генной коррекции на клетку, оставалась все же недостаточной для применения метода без селекции [23]. Разительный контраст приведенным выше данным представляют результаты по использованию для коррекции мутантного гена коротких фрагментов гомологичной ДНК (SFHR, small fragments homologous replacement) с эффективностью исправления на клетку 1-20% [24]. Полученная в этих экспериментах эффективность ген-таргетинга может означать, что ГР предпочитает работать либо с короткими фрагментами либо формирует из коротких фрагментов при помощи лигирования фрагментов ДНК лигазой IV по типу голова-хвост мультимерные фрагменты, которые наиболее эффективны в использовании в рекомбинационных событиях.Important for the effective functioning of the GR mechanism is the linear size of the DNA fragments delivered to the location of the recombination complex. This describes a 100-fold exponential increase in the effectiveness of gene targeting with an increase in the length of homology in the corrective design from 2 kb to 14.5 kb. and at the same time, the achieved efficiency, 10 -5 events of gene correction per cell, nevertheless remained insufficient for the application of the method without selection [23]. A striking contrast to the above data is presented by the results of using short fragments of homologous DNA (SFHR, small fragments homologous replacement) for correction of a mutant gene with a cell correction efficiency of 1–20% [24]. The efficiency of gene targeting obtained in these experiments may indicate that GR prefers to work with either short fragments or forms short fragments by ligating DNA fragments with head-tail ligase IV multimeric fragments that are most effective for use in recombination events.
Необходимым условием для получения рекомбинантного продукта в клетках млекопитающих является длина концевой гомологии фрагментов, которая составляет около 200 bp (пар оснований) [25, 26].A prerequisite for obtaining a recombinant product in mammalian cells is the length of the terminal homology of the fragments, which is about 200 bp (base pairs) [25, 26].
Принципиальным для осуществления ГР является линейная форма доставленных терапевтических ДНК как источника двуцепочечных концов. Кольцевые формы терапевтических плазмид практически не участвуют в гомологическом обмене. Генерация ДЦР и образование двуцепочечных концов молекулы ДНК локально активирует и усиливает хромосомальную и экстрахромосомальную рекомбинацию и ген-таргетинг [27]. Этот принцип был использован для индукции коррекции гена IL2R, точечная мутация в 5-ом экзоне которого вызывает смертельную наследственную болезнь, связанный с Х-хромосомой тяжелый комбинированный иммунодефицит (severe combined immunodeficiency, SCID). Путем трансфекции клетки генетическими конструкциями, экспрессирующими синтетические цинк-фингер нуклеазы, способные специфически расщепить последовательность вблизи мутации в гене IL2R в геномной ДНК клеток и плазмидой, содержащей немутантный фрагмент этого же гена, перекрывающий район SCID мутации, продемонстрировали высокий, до 20% уровень генной коррекции [28].Of fundamental importance for the implementation of GH is the linear form of the delivered therapeutic DNA as a source of double-stranded ends. The ring forms of therapeutic plasmids practically do not participate in homologous exchange. The generation of DSBs and the formation of double-stranded ends of a DNA molecule locally activates and enhances chromosomal and extrachromosomal recombination and gene targeting [27]. This principle has been used to induce correction of the IL2R gene, a point mutation in exon 5 of which causes a deadly hereditary disease associated with the heavy chromosome X-linked severe immunodeficiency (SCID). By transfecting the cells with genetic constructs expressing synthetic zinc-finger nuclease, capable of specifically cleaving the sequence near the mutation in the IL2R gene in the genomic DNA of the cells and a plasmid containing a non-mutant fragment of the same gene that overlaps the SCID mutation region, they showed a high, up to 20% level of gene correction [28].
Можно полагать, что принципиально способность ГР очень эффективно осуществлять генную коррекцию связана с инициирующим началом появления в ядерном пространстве свободных двухцепочечных концов ДНК независимо будь то концы разорванной хромосомы, образовавшиеся в результате ДЦР, или двухцепочечные концы фрагментов ДНК, доставленных в ядро и являющихся типичными «ends-out» структурами. Любой немодифицированный фрагмент геномной ДНК, имея два конца, гомологичных двум последовательностям хромосомальной ДНК, и среднюю часть, способную заместить геномный фрагмент и соответственно исправить имеющуюся мутацию, представляет собой типичную «ends-out» конструкцию. Это означает, что концы фрагмента будут инициировать поиск гомологии и ГР с геномной ДНК, приводящую к замещению фрагмента геномной ДНК центральной частью фрагмента, доставленного из внешней по отношению к клетке среды. В условиях использования генетически корректной экзогенной ДНК эти события будут приводить к исправлению генетического дефекта [29].It can be assumed that, in principle, the ability of GRs to very efficiently carry out gene correction is associated with the initiating start of the appearance in the nuclear space of free double-stranded DNA ends, whether it be the ends of a broken chromosome formed as a result of DCR, or the double-stranded ends of DNA fragments delivered to the nucleus and which are typical “ends -out "structures. Any unmodified fragment of genomic DNA, having two ends homologous to two sequences of chromosomal DNA, and the middle part that can replace the genomic fragment and accordingly correct the existing mutation, is a typical "ends-out" construction. This means that the ends of the fragment will initiate a search for homology and GR with genomic DNA, leading to the replacement of the genomic DNA fragment by the central part of the fragment delivered from the environment external to the cell. Under conditions of using genetically correct exogenous DNA, these events will lead to the correction of a genetic defect [29].
Еще одним существенным моментом, по-видимому, влияющим на эффективность гомологической рекомбинации и исправления дефектных локусов хромосом, является обнаруженный несколькими группами ученых, но оставленный без достаточного внимания эффект "вскрытия генома", наблюдаемый в СК и других дифференцирующихся клетках при их вступлении на путь дифференцировки [30, 31, 32].Another significant factor, apparently affecting the efficiency of homologous recombination and correction of defective chromosome loci, is the effect of the “genome opening” observed in SK and other differentiating cells when they enter the differentiation pathway, which was discovered without sufficient attention [30, 31, 32].
При исследовании активности рибозилтрансферазы было описано явление появления многочисленных одноцепочечных разрывов хроматина в дифференцирующихся клетках, появление которых предполагает вовлечение генетического материала в реорганизацию, которая является обязательной и неотъемлемой частью дифференцировки и последовательного изменения экспрессии генов. В различных тканях одного организма (одной персоны) обнаруживается различная организация генетического материала после реорганизации хроматина в результате произошедших одноцепочечных (или двухцепочечных) разрывов. Количество разрывов на гаплоидный геном дифференцирующихся клеток в разных работах оценивается несколькими сотнями (100-300 разрывов на галоидный геном). При этом показано, что это явление не является дефектом в системе репарации, а необходимый обязательный шаг в процессе терминальной дифференцировки клетки. Так, при индукции порядка 600 дополнительных разрывов в момент наибольшего количества имманентных разрывов в клетке, используя жесткое облучении клеток, скорость репарация этих 600 дополнительных разрывов была такая же, как и у клеток, не находящихся в стадии дифференцировки. При этом количество разрывов опустилось до исходного уровня. Важным для объяснения сути предлагаемого изобретения является обнаруженный факт, что в момент терминальной дифференцировки и возникновения разрывов хроматина количество перестроек в геноме возрастает очень существенно. Так показано, что уровень сестринских хроматидных обменов в 5-6 раз выше в предимплантационный период, то есть в то время, когда наблюдается реорганизация хроматина с выявлением функциональных разрывов хроматина. В течение первых трех митозов, когда обнаруживается драматическая реорганизация генома, также происходят и другие рекомбинационные события, такие как перетасовка минисателлитов и удлинение цепочки простых повторов. Предполагаемый механизм для такого рода обменов в геноме это - гомологическая рекомбинация. Тем не менее, во всех указанных событиях первый шаг - это появление функциональных разрывов в ДНК хроматина.When studying the activity of ribosyltransferase, the phenomenon of the appearance of numerous single-stranded chromatin ruptures in differentiating cells was described, the appearance of which involves the involvement of genetic material in the reorganization, which is an indispensable and integral part of differentiation and sequential change in gene expression. In different tissues of one organism (one person), different organization of genetic material is revealed after chromatin reorganization as a result of single-stranded (or double-stranded) breaks. The number of breaks per haploid genome of differentiating cells in different studies is estimated at several hundred (100-300 breaks per halide genome). Moreover, it was shown that this phenomenon is not a defect in the repair system, but a necessary mandatory step in the process of terminal cell differentiation. So, when about 600 additional ruptures were induced at the moment of the largest number of immanent ruptures in the cell using hard irradiation of cells, the repair rate of these 600 additional ruptures was the same as for cells that are not in the differentiation stage. At the same time, the number of breaks dropped to the initial level. Important to explain the essence of the invention is the discovered fact that at the time of terminal differentiation and the occurrence of chromatin breaks, the number of rearrangements in the genome increases very significantly. It has been shown that the level of sister chromatid exchanges is 5-6 times higher in the pre-implantation period, that is, at a time when chromatin reorganization is observed with the identification of functional chromatin ruptures. During the first three mitoses, when a dramatic genome reorganization is detected, other recombination events also occur, such as shuffling of minisatellites and lengthening of the chain of simple repeats. The proposed mechanism for this kind of exchange in the genome is homologous recombination. However, in all these events, the first step is the appearance of functional breaks in chromatin DNA.
Можно полагать, что в присутствии в ядерном пространстве терапевтической фрагментированной ДНК в момент реорганизации хроматина в первые три митоза СК, происходит гомологическая рекомбинация между экстраклеточными экзогенными фрагментами терапевтической ДНК и ставшими доступными участками хроматина СК, при которой восстанавливаются дефектные локусы. Это приводит к спасению СК от гибели. При этом восстанавливаются исходные свойства стволовой клетки осуществлять цепь последовательных митозов и определять направление терминальной дифференцировки. В тот же самый момент доставленные в ядерное пространство фрагменты экстраклеточной ДНК своими двухцепочечными концами создают иллюзию появления функциональных разрывов в хромосомах СКК, являющихся индуктором их терминальной дифференцировки. Это мимикрирующее действие экстраклеточных фрагментов ДНК, локализованных внутри ядра СКК, запускает механизмы клеточной дифференцировки, активирует и поддерживает в непрерывно активном состоянии кометированное деление СКК.It can be assumed that in the presence of therapeutic fragmented DNA in the nuclear space at the moment of chromatin reorganization into the first three mitosis of SC, homologous recombination takes place between extracellular exogenous fragments of therapeutic DNA and accessible sections of chromatin SC, in which defective loci are restored. This leads to the rescue of the UK from death. In this case, the initial properties of the stem cell are restored to carry out a chain of sequential mitoses and determine the direction of terminal differentiation. At the same moment, extracellular DNA fragments delivered to the nuclear space with their double-stranded ends create the illusion of the appearance of functional breaks in the CCS chromosomes, which are the inductor of their terminal differentiation. This mimicking effect of extracellular DNA fragments localized inside the SSC nucleus triggers the mechanisms of cell differentiation, activates and maintains the cometary division of SSCs in a continuously active state.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в ее основе лежит разработанная теоретическая концепция оборота экстраклеточной ДНК в организме, подтвержденная многочисленными экспериментами. Ниже сформулированы основные положения концепции оборота экстраклеточной ДНК в эукариотическом организме.The stated technical problem is achieved by the fact that it is based on the developed theoretical concept of extracellular DNA turnover in the body, confirmed by numerous experiments. The main provisions of the concept of extracellular DNA turnover in a eukaryotic organism are formulated below.
Экстраклеточная фрагментированная геномная ДНК, содержащая мутантные последовательности в пропорциях, соответствующих встречаемости конкретных мутаций в клетках, образуется в результате программируемой клеточной смерти или апоптоза клеток организма и всегда присутствует в межклеточном пространстве и плазме крови [33, 34]. Клетки способны захватывать образующиеся фрагменты ДНК или хроматина рецепторопосредованным механизмом и транспортировать их в клеточные ядра [35, 36]. Доставленные фрагменты рекомбинируют с геномной ДНК в ядрах по механизму гомологической рекомбинации (ГР) и сами способны инициировать этот процесс. Можно предполагать, что в совокупности эти три процесса составляют механизм, способный контролировать генетику соматических клеток на организменном уровне, исправляя мутации или индуцируя генетические изменения в клетках, используя экстраклеточную ДНК тканевых жидкостей и плазмы крови как внешний геномный стандарт. Работа такого механизма могла бы служить основой геномного единства клеток организма. Этот механизм мог бы элиминировать возникшие и установившиеся мутации, а также внедрять мутации в клетки, используя мутантные последовательности экстраклеточного стандарта ДНК. В том случае, если бы механизм мог использовать стандарт ДНК, практически лишенный вредных мутаций, его работой было бы исключительно устранение мутаций из клеток тела. Поскольку аллельные гены обычно обладают высокой степенью гомологии и часто отличаются лишь относительно небольшими участками измененных последовательностей, другим аспектом работы предполагаемого механизма могло бы стать замещение последовательностей аллельных генов в хромосоме на альтернативные, подобно замещению мутантных последовательностей на немутантные.Extracellular fragmented genomic DNA containing mutant sequences in proportions corresponding to the occurrence of specific mutations in cells is formed as a result of programmed cell death or apoptosis of body cells and is always present in the intercellular space and blood plasma [33, 34]. Cells are able to capture the resulting DNA or chromatin fragments by a receptor-mediated mechanism and transport them to cell nuclei [35, 36]. The delivered fragments recombine with genomic DNA in the nuclei by the mechanism of homologous recombination (GR) and are capable of initiating this process themselves. It can be assumed that together these three processes constitute a mechanism capable of controlling the genetics of somatic cells at the body level, correcting mutations or inducing genetic changes in cells using extracellular DNA from tissue fluids and blood plasma as an external genomic standard. The work of such a mechanism could serve as the basis for the genomic unity of body cells. This mechanism could eliminate the emerged and established mutations, as well as introduce mutations into cells using mutant sequences of the extracellular DNA standard. In that case, if the mechanism could use the standard of DNA, practically devoid of harmful mutations, its work would be exclusively the elimination of mutations from the cells of the body. Since allelic genes usually have a high degree of homology and often differ only in relatively small regions of altered sequences, another aspect of the proposed mechanism could be the replacement of allelic gene sequences in the chromosome with alternative ones, similar to replacing mutant sequences with non-mutant ones.
Поставленная техническая задача так же достигается тем, что полный геном индивидуума вводится в организм в форме набора молекул полинуклеотидов определенной длины, являющихся фрагментами геномной ДНК, циркулирует и захватывается СК, попадает в ядро, где происходит его депонирование и гомологичная рекомбинация с геномной ДНК клетки в процессе реорганизации генома СК, сопровождающегося возникновением физиологических одноцепочечных разрывов. Таким образом, появляется возможность корректировать генетические дефекты, имеющиеся в СК путем введения в организм полного генома в форме молекул полинуклеотидов определенной длины, являющихся фрагментами геномной ДНК, не имеющей генетических дефектов.The stated technical task is also achieved by the fact that the complete genome of the individual is introduced into the body in the form of a set of polynucleotide molecules of a certain length, which are fragments of genomic DNA, circulates and is captured by SC, enters the nucleus, where it is deposited and homologous recombination with the genomic DNA of the cell during reorganization of the SC genome, accompanied by the occurrence of physiological single-chain breaks. Thus, it becomes possible to correct genetic defects that are present in SC by introducing into the body a complete genome in the form of polynucleotide molecules of a certain length, which are fragments of genomic DNA that does not have genetic defects.
В заявленном способе лечения используются препарат фрагментированной гомологической ДНК, представленной набором фрагментов, составляющих полный геном физиологически и генетически здорового индивида и находящихся в ассоциации с белками ядерного матрикса. Размер экзогенных фрагментов соответствует размеру фрагментов, циркулирующих в плазме крови пациента, возникающих в ходе апоптотического нуклеолиза (1-30 нуклеосомных единиц). В прототипах используются ксеногенный материал ДНК в смеси с молекулами РНК. Эта ДНК является неродственной, не находится в ассоциации с белками ядерного матрикса и не соответствует размеру естественной апоптозной ДНК организма, составляющей 1-30 нуклеосомных единиц.In the claimed method of treatment, a fragmented homologous DNA preparation is used, represented by a set of fragments that make up the complete genome of a physiologically and genetically healthy individual and are in association with nuclear matrix proteins. The size of exogenous fragments corresponds to the size of fragments circulating in the patient's blood plasma arising during apoptotic nucleolysis (1-30 nucleosome units). The prototypes use xenogenic DNA material mixed with RNA molecules. This DNA is unrelated, is not in association with the proteins of the nuclear matrix and does not correspond to the size of the body's natural apoptotic DNA, which is 1-30 nucleosome units.
Приведенные отличительные свойства заявляемого способа лечения на основе свойства СКК отвечать на воздействие препарата фрагментированной ДНК были исследованы на лабораторной линии мышей (in vivo). Заявляемый способ лечения с использованием свойства СКК отвечать на воздействие препарата фрагментированной ДНК был исследован на экспериментально выделенных столовых клетках человека (ex vivo).The distinctive properties of the proposed method of treatment based on the properties of CCMs to respond to the effect of a fragmented DNA preparation were studied in a laboratory line of mice (in vivo). The inventive method of treatment using the properties of CCMs to respond to the effect of a fragmented DNA preparation was studied on experimentally isolated human table cells (ex vivo).
Восстановление гемопоэза, спасение СКК и как следствие спасение мышей от гибели после летального облучения жестким излучением исследовалось на мышах (в системе in vivo). Была проведена серия экспериментов по исследованию защитного действия препарата фрагментированной ДНК при различных дозах облучения. Существуют ранние классические эксперименты, в которых смертельно облученным мышам (утратившим собственные кроветворные клетки) вводили взвесь клеток костного мозга или фракции обогащенной СКК. При этом в селезенке появлялись колонии клеток, потомки донорских СКК. Каждая СКК в селезенке образует одну колонию и называется колониеобразующей единицей селезенки. Пролиферативную активность модулируют колониестимулирующие факторы и интерлейкины. Подсчет колоний позволяет судить о количестве стволовых клеток, доставленных в кровоток инфузией. Таким образом было установлено, что на 105 клеток костного мозга приходится 50 СК, из селезенки 3,5 и среди лейкоцитов крови - 1.4 СК. Исследование очищенных СКК в электронном микроскопе позволяет считать, что СКК по своей ультраструктуре близки к малым темным лимфоцитам.The restoration of hematopoiesis, the rescue of CCM and, as a result, the rescue of mice from death after lethal irradiation with hard radiation were studied in mice (in vivo). A series of experiments was conducted to study the protective effect of the fragmented DNA preparation at various doses. There are early classical experiments in which mortally irradiated mice (having lost their own hematopoietic cells) were injected with a suspension of bone marrow cells or fractions of enriched CCM. In this case, cell colonies appeared in the spleen, descendants of donor CCMs. Each CCM in the spleen forms one colony and is called the colony forming unit of the spleen. Proliferative activity is modulated by colony-stimulating factors and interleukins. Counting colonies allows you to judge the number of stem cells delivered to the bloodstream by infusion. Thus, it was found that 10 5 bone marrow cells account for 50 SC, from spleen 3.5 and among white blood cells - 1.4 SC. The study of purified SSC in an electron microscope suggests that SSC in its ultrastructure is close to small dark lymphocytes.
Исследование клеточного состава колоний селезенки позволило выявить две линии дифференцировки исследуемых СК. Одна линия дает начало мультипотентной клетке - родоначальнице гранулоцитарного, эритроцитарного, моноцитарного и мегакариоцитарного рядов гемопоэза (КОЕ-ГЭММ). Вторая линия дает начало мультипотентной клетке - родоначальнице лимфопоэза (КОЕ-Л).The study of the cellular composition of spleen colonies revealed two differentiation lines of the studied SCs. One line gives rise to a multipotent cell - the ancestor of the granulocytic, erythrocyte, monocytic and megakaryocytic hematopoiesis series (CFU-HEMM). The second line gives rise to a multipotent cell - the ancestor of lymphopoiesis (CFU-L).
Согласно рассматриваемой в настоящей заявке теоретической концепции в проведенных экспериментах наряду с интеграцией живых СК в лимфоидные органы и формированием колоний в селезенке другим воздействием, приводящим к таким же результатам, могло быть воздействие экстраклеточной ДНК, находящейся в интродуцированном образце СКК. Эта ДНК генетически соответствовала геному здоровых СКК и ее воздействие на поврежденные имманентные СК мышей могло приводить к восстановлению жизнеспособности СК за счет механизма гомологической рекомбинации, описываемого в настоящем изобретении. Мы проверили данное предположение в аналогичных условия, используя в качестве терапевтического агента либо ДНК, выделенную из мыши (аллогенную), либо препарат фрагментированной ДНК плаценты человека.According to the theoretical concept considered in this application, in the experiments carried out, along with the integration of living SCs into lymphoid organs and the formation of colonies in the spleen, another effect leading to the same results could be the effect of extracellular DNA located in the introduced CCS sample. This DNA was genetically consistent with the genome of healthy CCMs and its effect on damaged immanent SCs of mice could lead to the restoration of SC viability due to the homologous recombination mechanism described in the present invention. We tested this assumption under similar conditions, using either DNA isolated from a mouse (allogeneic) or a fragmented human placenta DNA preparation as a therapeutic agent.
Материалы и методы.Materials and methods.
В экспериментах использовали трехмесячных мышей-самок линии CBA/Lac разводки вивария Института цитологии и генетики СО РАН. Животных содержали в пластиковых клетках по 9-10 особей в каждой со свободным доступом к пище и воде. Мыши получали гранулированный корм ПК 120-1 (Лабораторснаб, Москва). Мышей облучали на γ-установке ИГУР-1 (Cs137). Проведено 4 эксперимента.In experiments, three-month-old female mice of the CBA / Lac line of the vivarium wiring of the Institute of Cytology and Genetics of the SB RAS were used. The animals were kept in plastic cages of 9-10 animals each with free access to food and water. Mice received granulated food PK 120-1 (Laboratsnab, Moscow). The mice were irradiated on the IGUR-1 γ unit (Cs 137 ). Conducted 4 experiments.
В первых трех экспериментах были испробованы различные дозы нуклеиновых кислот и ДНК различного происхождения (выделенная из органов мыши, плаценты человека).In the first three experiments, various doses of nucleic acids and DNA of various origins (isolated from mouse organs, human placenta) were tested.
Кроме того, варьировалось время введения относительно облучения (до/после).In addition, the time of administration relative to radiation (before / after) was varied.
Регистрировалась продолжительность жизни мышей в каждой группе.The life span of the mice in each group was recorded.
В 4-ом эксперименте рассматривалось влияние ДНК плаценты человека на стволовые кроветворные клетки при введении мышам, облученным сублетальной дозой гамма-лучей. Поскольку костный мозг является радиочувствительной тканью, то при облучении гамма-лучами СКК гибнут. Предполагалось, что экзогенная ДНК, проникая в клетку и включаясь в репаративные процессы, позволяет СКК выжить. Сохранившиеся СКК мигрируют и заселяют лимфоидные органы, такие как лимфатические узлы, селезенку, тимус и т.п. Это способствует в дальнейшем восстановлению кроветворения и сохранению жизни мышей.The 4th experiment examined the effect of human placenta DNA on hematopoietic stem cells when administered to mice irradiated with a sublethal dose of gamma rays. Since the bone marrow is a radiosensitive tissue, when exposed to gamma rays, CCMs die. It was assumed that exogenous DNA, penetrating into the cell and being included in reparative processes, allows CCM to survive. The surviving CCMs migrate and colonize lymphoid organs such as lymph nodes, spleen, thymus, etc. This contributes to the further restoration of blood formation and the preservation of the life of mice.
Эксперимент 1Experiment 1
Мышей облучали 9,6 Гр при мощности дозы 1,4 Гр/мин. 10 Мышам (с меткой) за 30 мин до облучения внутрибрюшинно ввели по 1 мг ДНК, выделенной из органов мышей СВА (2-я группа). Остальных мышей после облучения случайным образом разделили еще на 3 группы:Mice were irradiated with 9.6 Gy at a dose rate of 1.4 Gy / min. 10 mice (labeled) 30 minutes before irradiation were injected intraperitoneally with 1 mg of DNA isolated from the organs of CBA mice (group 2). The remaining mice after irradiation were randomly divided into 3 more groups:
1-й группе через 30 мин после облучения и в последующие 2 дня вводили физиологический раствор внутрибрюшинно по 0,2 мл;
3-й группе вводили ДНК мышей СВА по 1 мг в 0,2 мл физраствора через 30 мин после облучения и в последующие 2 дня - по 0,5 мг;Group 3 was injected with 1 mg DNA of CBA mice in 0.2 ml of
4-й группе мышей аналогичным образом вводили ДНК из плаценты человека.Group 4 mice were similarly injected with DNA from human placenta.
На фиг. 1 приведены данные о влиянии ДНК мыши и человека на выживаемость мышей после их γ-облучения в летальной дозе.In FIG. 1 shows data on the effect of mouse and human DNA on the survival of mice after their γ-radiation in a lethal dose.
Эксперимент 2Experiment 2
Мышей облучили на гамма-установке (Cs137) дозой 9,5 Гр при мощности дозы 1,3 Гр/мин. Одной группе мышей (п=10) внутрибрюшинно вводили ДНК из органов мышей линии СВА: за 20 мин до облучения по 1 -2 мг, через 30 мин после облучения, а также через 24 ч и 48 ч после облучения - по 1/2 первоначальной дозы. Контрольной группе мышей вводили физиологический раствор в/б по 0,5 мл (по схеме ДНК).Mice were irradiated with a gamma unit (Cs 137 ) at a dose of 9.5 Gy at a dose rate of 1.3 Gy / min. One group of mice (n = 10) were injected intraperitoneally with DNA from organs CBA mice: for 20 minutes before exposure to 1 -2 mg, 30 minutes after irradiation, and after 24 h and 48 h after irradiation - by 1/2 the original doses. The control group of mice was injected with saline / b 0.5 ml (according to the DNA scheme).
На фиг. 2 приведены характеристики радиозащитного действия аллогенной ДНК при внутрибрюшинном введении мышам до и после летального γ-облучения.In FIG. Figure 2 shows the radioprotective effects of allogeneic DNA upon intraperitoneal administration to mice before and after lethal γ-irradiation.
Эксперимент 3Experiment 3
Мыши СВА облучены на гамма-установке дозой 9,5 Гр (мощность дозы 1,3 Гр/мин). Контрольным мышам (n=10) за 10 мин до и через 30 мин после облучения, а также следующие 2 дня внутрибрюшинно вводили по 0,2 мл физиологического раствора. Препарат ДНК плаценты человека вводили за 20 мин до облучения по 1 мг; через 30 мин после облучения, а также через 24 ч и 48 ч после облучения - по 0,5 мг. Аналогично вводили ДНК мышей - либо только до облучения либо только после облучения.Mice irradiated on a gamma installation with a dose of 9.5 Gy (dose rate 1.3 Gy / min). Control mice (n = 10) 10 min before and 30 min after irradiation, as well as the next 2 days, were injected intraperitoneally with 0.2 ml of physiological saline. A human placenta DNA preparation was administered 20 min before irradiation, 1 mg each; 30 minutes after irradiation, as well as 24 hours and 48 hours after irradiation, 0.5 mg each. Similarly, the DNA of mice was introduced - either only before irradiation or only after irradiation.
На фиг.3 приведена характеристика радиозащитного действия аллогенной ДНК при внутрибрюшинном введении мышам до и после летального γ-облучения.Figure 3 shows the characteristic radioprotective action of allogeneic DNA with intraperitoneal administration to mice before and after lethal γ-radiation.
Эксперимент 4Experiment 4
Мыши (n=20) линии СВА были облучены на гамма-установке дозой 800 Р (8,21 Гр). Опытной группе мышей (n=10) за 30 мин до облучения в/б ввели 1000 мкг фрагментированной ДНК плаценты человека через 30 мин после облучения еще по 500 мкг, на 2-й день - 250 мкг и на 3-й день после облучения ввели 170 мкг ДНК. Аналогично контрольным мышам (n=10) вводился физраствор по 0,2 мл. На 10-й день животные забивались и проводилось определение числа селезеночных кроветворных колоний.The mice (n = 20) of the CBA line were irradiated on a gamma installation with a dose of 800 R (8.21 Gy). An experimental group of mice (n = 10) was injected with i.v. 1000 mg of fragmented
Несмотря на малый объем выборки и высокую вариабельность признака в опытной группе, различия между данными выборками достоверны с вероятностью >0,95. В среднем число селезеночных колоний увеличилось в 18 раз при в/б введении ДНК по сравнению с контролем. Но этот процесс индивидуален: он либо протекает либо нет у каждой конкретной особи. Положительный ответ на введение ДНК наблюдается ~ у 50% мышей (фиг.4).Despite the small sample size and high variability of the trait in the experimental group, the differences between these samples are significant with a probability of> 0.95. On average, the number of splenic colonies increased by 18 times with i.v. DNA injection compared with the control. But this process is individual: it either proceeds or not in each specific individual. A positive response to the introduction of DNA is observed ~ in 50% of mice (figure 4).
Таким образом, введение мышам аллогенной ДНК и ксеногенной ДНК плаценты человека позволяет животным выжить при летальных дозах облучения, то есть специальным образом обработанная фрагментированная ДНК в составе с белками ядерного матрикса обладает ярковыраженным радиопротекторным действием. Такое выживание опытных животных связано с сохранением в результате воздействия препаратов ДНК жизнеспособности СКК, за счет чего происходит эндогенное колониеобразование в селезенке мышей. Разброс в индивидуальной чувствительности как в экспериментах по выживанию, так и в эксперименте по подсчету КОЕ-С, по-видимому, связан с тем, была ли доступна терапевтическая ДНК стволовым клеткам крови в тот момент, когда в клетке возникли функциональные разрывы, манифестирующие переход СК в фазу терминальной дифференцировки или нет.Thus, the introduction of allogeneic DNA and xenogenic DNA of human placenta into mice allows animals to survive at lethal doses of radiation, that is, a specially processed fragmented DNA composed of nuclear matrix proteins has a pronounced radioprotective effect. This survival of experimental animals is associated with the preservation of CCM viability as a result of exposure to DNA preparations, which results in endogenous colony formation in the spleen of mice. The scatter in individual sensitivity both in survival experiments and in the experiment for counting CFU-C seems to be related to whether therapeutic DNA was available to blood stem cells at the moment when functional breaks occurred in the cell, manifesting the transition of SC in the phase of terminal differentiation or not.
Использование свойства СКК отвечать на воздействие препарата фрагментированной ДНК, определенная в заявленном способе лечения, было исследовано на экспериментально выделенных столовых клетках человека (ex vivo).Using the properties of CCMs to respond to the effect of a fragmented DNA preparation, as defined in the claimed method of treatment, was studied on experimentally isolated human table cells (ex vivo).
Чрезвычайно удобными объектами для изучения лечебно-восстановительных свойств препарата фрагментированной ДНК являются стволовые клетки костного мозга больных гемобластозами, поврежденные в результате лейкемизации костного мозга и проведения высокодозовой программной химиотерапии цитостатическими препаратами. Это диктуется тем, что СК способны, с одной стороны, давать начало всем росткам кроветворения, а с другой - поддерживать постоянство своего количественного и качественного состава без притока клеток извне. При этом механизм саморепродукции и дифференцировки клеток этой группы является одновременно и механизмом регуляции кинетического равновесия во всем пуле гемопоэтических клеток. При гемобластозах происходит глубокое нарушение базовых механизмов клеточного гомеостаза СК, причины которых как раз и определяются как наличием первичных генетических дефектов СК, вызывающих развитие злокачественных гемобластозов, так и вторичных повреждений их генетического аппарата, связанных с применением для лечения этой группы патологии высоких доз цитостатических препаратов.Extremely convenient objects for studying the healing and healing properties of a fragmented DNA preparation are bone marrow stem cells from patients with hemoblastoses damaged as a result of bone marrow leukemia and high-dose programmed chemotherapy with cytostatic drugs. This is dictated by the fact that SCs are able, on the one hand, to give rise to all sprouts of hematopoiesis, and on the other hand, to maintain the constancy of their quantitative and qualitative composition without an influx of cells from outside. Moreover, the mechanism of self-reproduction and differentiation of cells of this group is at the same time a mechanism for regulating kinetic equilibrium in the entire pool of hematopoietic cells. With hemoblastoses, there is a profound violation of the basic mechanisms of SC cellular homeostasis, the reasons for which are determined both by the presence of primary genetic defects of SCs that cause the development of malignant hemoblastoses, and secondary damage to their genetic apparatus associated with the use of high doses of cytostatic drugs for the treatment of this group of pathologies.
Исходя из вышесказанного, цель настоящего исследования была сформулирована как изучение модулирующего влияния препарата фрагментировааной ДНК человека на пролиферативную активность мононуклеарных клеток и дифференцировку стволовых кроветворных клеток костного мозга больных гемобластозами, подвергнутых программной химиотерапии.Based on the foregoing, the goal of this study was formulated as a study of the modulating effect of the fragmented human DNA preparation on the proliferative activity of mononuclear cells and the differentiation of hematopoietic stem cells from the bone marrow of hemoblastoses subjected to program chemotherapy.
Основная задача данного этапа работы заключалась в оценке в ех vivo влияния экзогенной ДНК человека на различные функциональные параметры клеток костного мозга у больных гемобластозами, подвергнутых программной полихимиотерапии. Программа этапа исследования включала изучение действия препарата фрагментированой ДНК на пролиферативную активность мононуклеарных клеток костного мозга и генерацию гемопоэтических колоний стволовыми кроветворными клетками.The main objective of this stage of the work was to evaluate ex vivo the effect of human exogenous DNA on various functional parameters of bone marrow cells in patients with hemoblastoses subjected to program chemotherapy. The program of the research phase included the study of the effect of the fragmented DNA preparation on the proliferative activity of bone marrow mononuclear cells and the generation of hematopoietic colonies by hematopoietic stem cells.
Результаты исследованийResearch results
Объектом исследования являлись мононуклеарные клетки (МНК) костного мозга. Фракцию МНК получали из аспирата костного мозга методом сепарации на градиенте плотности фиколл-верографина (ρ=1,078 г/см3). Исследуемую группу составили 10 больных гемобластозами, получивших курсы ПХТ второй линии.The object of the study was bone marrow mononuclear cells (MNCs). The MNC fraction was obtained from bone marrow aspirate by density gradient ficoll-verographin separation method (ρ = 1.078 g / cm 3 ). The study group consisted of 10 patients with hemoblastoses who received second-line PCT courses.
Забор костного мозга осуществляли путем трепанобиопсии, которую проводили во время планового диагностического обследования пациентов, после прохождения программной высокодозовой терапии цитостатическими препаратами. Трепанобиопсия костного мозга осуществлялась в специализированном отделении гематологии и трансплантации костного мозга Клиники иммунопатологии Института клинической иммунологии СО РАМН (таблица 2).Bone marrow was taken by trepanobiopsy, which was performed during a routine diagnostic examination of patients after undergoing programmed high-dose therapy with cytostatic drugs. Bone marrow trepanobiopsy was performed in a specialized department of hematology and bone marrow transplantation of the Clinical Immunology Clinic of the Institute of Clinical Immunology SB RAMS (table 2).
После биопсии костный мозг суспендировали в среде RPMI-1640 с 5% эмбриональной телячьей сыворотки (ЭТС). Для получения фракции МНК полученную суспензию наслаивали на градиент плотности фиколл-верографина, затем центрифугировали при 400 G 30 мин. Интерфазный слой, содержащий МНК, собирали и трижды отмывали средой RPMI-1640 с 5% ЭТС центрифугированием при 200 G по 10 мин. После последнего центрифугирования надосадочную жидкость замещали средой RPMI-1640, содержащей 20% ЭТС. Конечную концентрацию МНК доводили до 1 х 105 жизнеспособных клеток в 1 мл питательной среды.After a biopsy, the bone marrow was suspended in RPMI-1640 medium with 5% fetal calf serum (ETS). To obtain the MNC fraction, the resulting suspension was layered on a density gradient of ficoll-verographin, then centrifuged at 400 G for 30 min. The interfacial layer containing MNCs was collected and washed three times with RPMI-1640 medium with 5% ETS centrifugation at 200 G for 10 min. After the last centrifugation, the supernatant was replaced with RPMI-1640 medium containing 20% ETS. The final concentration of MNCs was adjusted to 1 x 10 5 viable cells in 1 ml of culture medium.
МНК костного мозга, полученные от части больных, подвергали криоконсервации с использованием метода программного охлаждения клеток до -80°С в присутствии криостабилизатора (диметилсульфоксида). В дальнейшем криоконсервированные клетки хранились при температуре -80°С до момента использования, при этом срок хранения не превышал 2 месяца. Перед использованием клетки размораживались и трижды отмывались с помощью центрифугирования средой RPMI-1640 с 5% ЭТС. После ресуспедирования осадка концентрация жизнеспособных мононуклеаров (МНК), как и в случае нативных костномозговых клеток, доводилась до 1×105 клеток в 1 мл полной питательной среды.Bone marrow MNCs obtained from part of the patients were cryopreserved using the method of programmed cell cooling to -80 ° C in the presence of a cryostabilizer (dimethyl sulfoxide). Subsequently, cryopreserved cells were stored at a temperature of -80 ° C until use, while the shelf life did not exceed 2 months. Before use, the cells were thawed and washed three times by centrifugation using RPMI-1640 medium with 5% ETS. After resuspension of the pellet, the concentration of viable mononuclear cells (MNCs), as in the case of native bone marrow cells, was adjusted to 1 × 10 5 cells in 1 ml of complete culture medium.
Проведем оценку влияния препарата экзогенной фрагментированной ДНК человека на пролиферативную активность мононуклеарных клеток костного мозга.Let us evaluate the effect of the preparation of exogenous fragmented human DNA on the proliferative activity of bone marrow mononuclear cells.
Моделью для изучения влияния экзогенной ДНК на митотическую активность МНК является оценка интенсивности их пролиферации. Оценка пролиферативной активности мононуклеаров костного мозга проводилась в тестах спонтанной и индуцированной пролиферативной активности с использованием стандартной техники. В качестве индуктора пролиферации МНК костного мозга использовали анти-СD3 моноклональные антитела. Инкубированные с фрагментированной ДНК (опыт) и неинкубированные с экзогенной фрагментированной ДНК клетки (контроль) исследовали в триплетах. Активность пролиферации тестировалась на 3-и сутки культивирования в 96 луночных планшетах для иммунологических реакций. Интенсивность клеточной пролиферации оценивали по включению в ДНК пролиферирующих клеток Н3-тимидина. Активность пролиферации выражали в количестве импульсов в минуту (имп/мин).A model for studying the effect of exogenous DNA on the mitotic activity of MNCs is an assessment of the intensity of their proliferation. The proliferative activity of bone marrow mononuclear cells was evaluated in tests of spontaneous and induced proliferative activity using standard techniques. Anti-CD3 monoclonal antibodies were used as an inducer of proliferation of bone marrow MNCs. Cells incubated with fragmented DNA (experiment) and cells not incubated with exogenous fragmented DNA (control) were examined in triplets. The proliferation activity was tested on the 3rd day of cultivation in 96 well plates for immunological reactions. The intensity of cell proliferation was evaluated by the inclusion of H3-thymidine in proliferating cells in DNA. Proliferation activity was expressed as pulses per minute (cpm).
Результаты изучения влияния экзогенной фрагментированной ДНК на спонтанную и стимулированную анти-СD3 моноклональными антителами пролиферацию представлены в табл. 3 и 4. Как следует из полученных данных, после 1-часовой преинкубации с ДНК наблюдается значительное снижение митотической активности мононуклеаров костного мозга (р<0.05). При этом важно отметить, что данный феномен регистрируется не только в условиях дополнительной стимуляции пролиферативной активности анти-CD3 моноклональными антителами, но и наблюдается в отношении показателя спонтанной митотической активности МНК, обогащенных гемопоэтическими предшественниками. Исходя из рассчитанного индекса влияния (ИВ), характеризующего изменение, интенсивность пролиферации клеток в "опыте" относительно "контроля", уровень митотической активности мононуклеаров костного мозга после обработки экзогенной ДНК снижается примерно в 4 раза и составляет не более 30% (14-35%) от ее исходного уровня у больных гемобластозами.The results of a study of the effect of exogenous fragmented DNA on spontaneous and proliferation of anti-CD3 monoclonal antibodies proliferation are presented in table. 3 and 4. As follows from the data obtained, after 1-hour preincubation with DNA, a significant decrease in the mitotic activity of bone marrow mononuclear cells is observed (p <0.05). It is important to note that this phenomenon is registered not only under conditions of additional stimulation of the proliferative activity of anti-CD3 monoclonal antibodies, but also observed with respect to the spontaneous mitotic activity of MNCs enriched in hematopoietic precursors. Based on the calculated influence index (IV) characterizing the change, the intensity of cell proliferation in the “experiment” relative to the “control”, the level of mitotic activity of bone marrow mononuclear cells after processing of exogenous DNA decreases by about 4 times and amounts to no more than 30% (14-35% ) from its initial level in patients with hemoblastoses.
индекс влияния ДНК.Note. * Diagnosis: MM - multiple myeloma; * Cells: CB - freshly isolated, RM - thawed cryopreserved; * IW:
DNA influence index.
Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют об активном, четко выраженном влиянии экзогенной ДНК на пролиферативный статус мононуклеаров костного мозга, в том числе и стволовых гемопоэтических клеток.Thus, our results indicate an active, clearly pronounced effect of exogenous DNA on the proliferative status of bone marrow mononuclear cells, including hematopoietic stem cells.
Переходя к обсуждению полученного результата, будем исходить из хорошо известного механизма самоподдержания пула СК, который заставляет определенное в единицу времени число покоящихся стволовых клеток приступать к дифференцировке без деления в направлении специфических гемопоэтических элементов - коммитированных предшественников эритроидного, ганулоцитарно-макрофагального и прочих ростков кроветворения. Дифференцировка, в свою очередь, вызывает "возбуждение" в таком же (в единицу времени) числе покоящихся клеток. "Возбужденные" клетки переходят из фазы G0 в митотический цикл и не способны к дифференцировке, пока не завершат деление. После деления дочерние клетки входят опять в фазу G0, пополняя собой группу клеток, потенциально способных как к дифференцировке, так и к возвращению в митотический цикл. Эти базовые механизмы при гемобластозах нарушаются, вследствие чего наблюдается неконтролируемая пролиферация злокачественно измененных клеток гемопоэза, которые не способны к нормальной дифференцировке.Turning to the discussion of the result, we will proceed from the well-known self-maintenance mechanism of the SC pool, which causes a certain number of resting stem cells per unit time to begin differentiation without dividing in the direction of specific hematopoietic elements - committed precursors of erythroid, ganulocyte-macrophage, and other blood-forming germs. Differentiation, in turn, causes “excitation” in the same (per unit time) number of resting cells. The “excited” cells pass from the G 0 phase to the mitotic cycle and are not capable of differentiation until they complete the division. After division, daughter cells enter the G 0 phase again, replenishing a group of cells that are potentially capable of both differentiation and return to the mitotic cycle. These basic mechanisms are violated in hemoblastoses, as a result of which there is uncontrolled proliferation of malignantly modified hematopoietic cells, which are not capable of normal differentiation.
В то же время количество включенного в клетки меченого тимидина характеризует долю делящихся клеток в данный момент времени, то есть, по сути, отражает число активных - "возбужденных" стволовых клеток, находящихся в митотическом цикле и не способных к дифференцировке. Следовательно, значительное снижение митотической активности мононуклеаров костного мозга при их обработке экзогенной ДНК позволяет предполагать изменение (увеличение) пропорции стволовых клеток, находящихся в состоянии покоя (G0-фазе митотического цикла), которые становятся способны к дифференцировке в сторону коммитированных специфических гемопоэтических элементов. Такое успокоение СК связано с воздействием препарата Панагенум на генетические локусы хромосом клеток, прошедших раковое перерождение. При этом, как было показано в нашем другом изобретении [37], механизм данного явления может быть связан с замещением мутантных локусов хромосом на немутантные, в процессе которого злокачественно метаплазированные клетки теряют полностью или частично статус злокачественно перерожденных.At the same time, the amount of labeled thymidine included in the cells characterizes the fraction of dividing cells at a given time, that is, in fact, reflects the number of active - “excited” stem cells that are in the mitotic cycle and are not capable of differentiation. Therefore, a significant decrease in the mitotic activity of bone marrow mononuclear cells during their processing of exogenous DNA suggests a change (increase) in the proportion of stem cells at rest (G 0 phase of the mitotic cycle), which become capable of differentiation towards committed specific hematopoietic elements. Such a calming of SC is associated with the effect of the Panagenum preparation on the genetic loci of the chromosomes of cells that have undergone cancerous degeneration. Moreover, as was shown in our other invention [37], the mechanism of this phenomenon can be associated with the replacement of mutant chromosome loci with non-mutant ones, during which malignant metaplasized cells lose fully or partially the status of malignant degenerate.
Проверка данного предположения может быть осуществлена на основе оценки изменений дифференцировки стволовых гемопоэтических клеток, содержащихся во мононуклеарной фракции костного мозга.Verification of this assumption can be carried out on the basis of assessing changes in the differentiation of hematopoietic stem cells contained in the mononuclear fraction of the bone marrow.
Проведем оценку влияния экзогенной фрагментированной ДНК человека на дифференцировку стволовых кроветворных клеток костного мозга.Let us evaluate the effect of exogenous fragmented human DNA on the differentiation of hematopoietic stem cells in bone marrow.
Моделями для изучения дифференцировки гемопоэтических стволовых клеток может служить метод образования эритроидных и гранулоцитарно-макрофагальных колоний на полужидкой среде [38, 39]. С помощью хромосомных маркеров было показано, что клетки одной колонии развиваются из единственной клетки-предшесвенницы. При этом возможность получения вторичных колоний данного типа при перенесении первичной эритроидной или гранулоцитарно-макрофагальной колонии на новую среду свидетельствует о том, что источником развития колоний in vitro являются коммитированные стволовые гемопоэтические клетки [40].Models for studying the differentiation of hematopoietic stem cells can be the method of formation of erythroid and granulocyte-macrophage colonies on a semi-liquid medium [38, 39]. Using chromosomal markers, it has been shown that cells in a single colony develop from a single precursor cell. Moreover, the possibility of obtaining secondary colonies of this type when transferring a primary erythroid or granulocyte-macrophage colony to a new medium indicates that committed hematopoietic stem cells are the source of colony development in vitro [40].
Таким образом, число вырастающих колоний на полужидкой среде, с одной стороны, характеризует общее число стволовых клеток, способных дифференцироваться в направлении коммитированных специфических гемопоэтических элементов, а с другой - характеризует направленность такой дифференцировки, о чем можно судить по соотношению гемопоэтических колоний различного типа.Thus, the number of growing colonies on a semi-liquid medium, on the one hand, characterizes the total number of stem cells that can differentiate in the direction of specific specific hematopoietic elements, and on the other hand, characterizes the direction of such differentiation, which can be judged by the ratio of different types of hematopoietic colonies.
Обусловленное препаратом фрагментированной ДНК изменение митотической активности может по-разному отразиться на способности к дифференцировке стволовых клеток в направлении эритроидного и гранулоцитарно-макрофагальных ростков кроветворения. Это, в частности, определяется тем, что по своей естественной митотической активности коммитированные предшественники эритропоэза существенно отличаются от других коммитированных предшественников. Если в общем пуле предшественников ДНК синтезирует всего 10% стволовых клеток, то среди коммитированных эритропоэтинчувствительных элементов их доля составляет более 75%. Нахождение основной части эритропоэтинчувствительных клеток в митотическом цикле позволяет предполагать, что изменение пролиферативной активности мононуклеаров костного мозга при действии экзогенной ДНК может прежде всего сказаться на повышении числа коммитированных стволовых клеток, дифференцирующихся в направлении эритропоэза [41].The change in mitotic activity due to the fragmented DNA preparation can have a different effect on the ability to differentiate stem cells in the direction of erythroid and granulocyte-macrophage hematopoiesis. This, in particular, is determined by the fact that, in their natural mitotic activity, committed precursors of erythropoiesis significantly differ from other committed precursors. If in the total pool of precursors, DNA synthesizes only 10% of stem cells, then among the committed erythropoietin-sensitive elements their share is more than 75%. The presence of the main part of erythropoietin-sensitive cells in the mitotic cycle suggests that a change in the proliferative activity of bone marrow mononuclear cells under the action of exogenous DNA can primarily affect the increase in the number of committed stem cells differentiating in the direction of erythropoiesis [41].
Проведем оценку влияния экзогенной фрагментированной ДНК человека на формирование эритроидных колоний.Let us evaluate the effect of exogenous fragmented human DNA on the formation of erythroid colonies.
Для культивирования и подсчета функционально активных стволовых гемопоэтических клеток, способных к дифференцировке в эритроидном направлении, использовали полужидкие среды, приготовленные на основе метилцеллюлозы с добавлением эритропоэтина (ЭП), рекомбинантного интерлейкина 3 (ИЛ-3), а также ряда дополнительных индукторов пролиферации и дифференцировки эритроидных клеток [42].For the cultivation and counting of functionally active hematopoietic stem cells capable of differentiation in the erythroid direction, we used semi-liquid media prepared on the basis of methyl cellulose with the addition of erythropoietin (EP), recombinant interleukin 3 (IL-3), as well as a number of additional inducers of erythroid proliferation and differentiation cells [42].
При проведении данного этапа исследования были использованы только криоконсервированные мононуклеары костного мозга. Размороженные и отмытые, как описано выше, делили на 2 аликвоты. В опытной серии мононуклеары (МНК) костного мозга в течение 1 часа проинкубировали при 37°С с экзогенной ДНК, которая добавлялась в инкубационную смесь в дозе 100 мкг/мл. В контроле вместо ДНК в соответствующем количестве добавляли среду для культивирования клеток. После окончания преинкубации МНК без отмывания, в количестве 1×10 жизнеспособных CD34+ клеток вносили в полужидкую среду для культивирования и помещали в 24-луночные планшеты в дозе 0,25 мл на лунку (0,25×10 клеток/мл). Инкубированные с фрагментированной ДНК (опыт) и неинкубированные с ДНК клетки (контроль) исследовали в тетраплетах (4 лунках), суммарно содержащих 1×10 мононуклеаров костного мозга. Планшеты культивировали в CO2 инкубаторе (37°С) при 100% влажности, в течение 8-14 суток. Оценку числа эритроидных колоний проводили в динамике и фиксировали на 8 и 14 сутки культивирования. К эритроидным колониям (БОЕ-Э) относили образовавшиеся в процессе культивирования клеточные агрегаты, содержащие более 100 эритроидных элементов различной степени зрелости или группы (до 50 клеток) небольших рядом расположенных клеток с характерными для эритроидных элементов морфологическими признаками.During this stage of the study, only cryopreserved bone marrow mononuclear cells were used. Thawed and washed, as described above, were divided into 2 aliquots. In the experimental series, bone marrow mononuclear cells (MNCs) were incubated for 1 hour at 37 ° C with exogenous DNA, which was added to the incubation mixture at a dose of 100 μg / ml. In the control, cell culture medium was added instead of DNA in the appropriate amount. After the end of incubation of MNCs without washing, in the amount of 1 × 10 viable CD34 + cells were introduced into a semi-liquid culture medium and placed in 24-well plates at a dose of 0.25 ml per well (0.25 × 10 cells / ml). Cells incubated with fragmented DNA (experiment) and non-incubated with DNA (control) were examined in tetraplets (4 wells) containing a total of 1 × 10 bone marrow mononuclear cells. The tablets were cultured in a CO 2 incubator (37 ° C) at 100% humidity for 8-14 days. The number of erythroid colonies was estimated in dynamics and recorded on days 8 and 14 of cultivation. Erythroid colonies (PFU-E) included cell aggregates formed during cultivation that contained more than 100 erythroid elements of various degrees of maturity or a group (up to 50 cells) of small adjacent cells with morphological characteristics characteristic of erythroid elements.
Результаты подсчета количества эритроидных колоний на 8 и 14 сутки, в виде диапазона колебаний числа выросших колоний в лунках тетраплета для каждого исследованного пациента представлены в таблицах 5, 6.The results of counting the number of erythroid colonies on days 8 and 14, in the form of a range of fluctuations in the number of grown colonies in the tetraplet wells for each patient studied, are presented in tables 5, 6.
Как следует из результатов исследования, количественно охарактеризованных в таблицах, после преинкубации МНК с экзогенной ДНК регистрируется значительное, статистически достоверное увеличение числа генерируемых эритроидных колоний (р<0.001). При этом наиболее демонстративно повышение числа эритроидных колоний после обработки препаратом фрагментированной ДНК определяются на ранних сроках - на 8 сутки культивирования, когда возрастание числа формирующихся эритроидных колоний в опыте превышает количество таковых в контроле в 3-4 и более раз.As follows from the results of the study, quantitatively characterized in the tables, after the preincubation of MNCs with exogenous DNA, a significant, statistically significant increase in the number of generated erythroid colonies is recorded (p <0.001). In this case, the most demonstrative increase in the number of erythroid colonies after processing the fragmented DNA with the drug is determined in the early stages - on the 8th day of cultivation, when the increase in the number of forming erythroid colonies in the experiment exceeds the number of those in the control by 3-4 or more times.
Таким образом, фактура полученных данных в определенной мере подтверждает предположение о стимулирующем влиянии экзогенной ДНК на способность СКК к дифференцировке в эритроидном направлении. Вместе с тем, учитывая, что резкое возрастание числа эритроидных колоний у больных после перенесенной высокодозовой химиотерапии происходит на ранних сроках культивирования, можно полагать, что действие экзогенной ДНК не исчерпывается влиянием на митотический цикл, но определяется и другими механизмами.Thus, the texture of the obtained data to a certain extent confirms the assumption about the stimulating effect of exogenous DNA on the ability of SSCs to differentiate in the erythroid direction. At the same time, given that a sharp increase in the number of erythroid colonies in patients after undergoing high-dose chemotherapy occurs in the early stages of cultivation, it can be assumed that the action of exogenous DNA is not limited to the effect on the mitotic cycle, but is also determined by other mechanisms.
Одним из таких механизмов может быть участие экзогенной ДНК в репарации поврежденного цитостатическими препаратами генетического аппарата стволовых клеток. Исходя из результатов проведенного исследования, участие экзогенной ДНК в репарации гененома стволовых клеток может предполагаться по меньшей мере в 2 из 5 исследованных образцов мононуклеаров костного мозга (40%), когда на фоне практически полного отсутствия образования эритроидных колоний в «контроле» после преинкубации с фрагментированной ДНК происходит восстановление способности стволовых клеток дифференцироваться в эритроидные предшественники.One of such mechanisms may be the participation of exogenous DNA in the repair of the stem cell genetic apparatus damaged by cytostatic drugs. Based on the results of the study, the participation of exogenous DNA in the repair of the stem cell genome can be assumed in at least 2 of the 5 studied samples of bone marrow mononuclear cells (40%), when, against the background of the almost complete absence of the formation of erythroid colonies in the “control” after preincubation with fragmented DNA restores the ability of stem cells to differentiate into erythroid progenitors.
Таким образом, при использовании модели эритроидного колониеобразования действие препарата фрагментированной ДНК человека на поврежденные гемопоэтические предшественники в 40% случаев носит не количественный, а качественный характер, который с высокой степенью вероятности опосредован включением экзогенной ДНК в генетический аппарат стволовой клетки.Thus, when using the model of erythroid colony formation, the effect of the preparation of fragmented human DNA on damaged hematopoietic precursors in 40% of cases is not quantitative, but qualitative, which is most likely mediated by the inclusion of exogenous DNA in the genetic apparatus of the stem cell.
К другим косвенным признакам включения экзогенной ДНК в геном стволовых клеток могут быть отнесены морфофизиологические особенности формирующихся после преинкубации с препаратом фргаментированной ДНК человека эритроидных колоний. Так, в процессе регистрации результатов исследования было отмечено, что в «опытных» лунках планшетов по сравнению с «контрольными» начинают преобладать незрелые - BFU-E эритроидные колонии (70 - 90%). Формирование последних характерно для молодых высокоактивных стволовых клеток, нетипичных для исходных стволовых предшественников, полученных от больных гемобластозами после проведения программной терапии цитостатическими препаратами (<5-10%).Other indirect signs of the inclusion of exogenous DNA in the stem cell genome may include morphophysiological features of erythroid colonies formed after pre-incubation with human fragments of human DNA. So, in the process of registering the results of the study, it was noted that in the "experimental" wells of the plates, compared with the "control" immature - BFU-E erythroid colonies (70 - 90%) begin to prevail. The formation of the latter is characteristic of young highly active stem cells that are atypical of the initial stem precursors obtained from patients with hemoblastoses after conducting program therapy with cytostatic drugs (<5-10%).
Недостатком модели эритроидного колониеобразования является невозможность анализа сложных конкурентных взаимоотношений между различными ростками кроветворения, в процессе которых стволовые клетки костного мозга могут не только существенно изменять характер своей дифференцировки, но и выраженность ответа на различные регуляторно-восстановительные воздействия. С учетом данного обстоятельства на следующем этапе исследования эффектов препарата фрагментированной ДНК нами была использована более сложная модель изучения функционального состояния стволовых клетки - модель одновременного культивирования эритроидных и гранулоцитарно-макрофагальных колоний.The disadvantage of the erythroid colony formation model is the impossibility of analyzing complex competitive relationships between different blood-forming sprouts, during which bone marrow stem cells can not only significantly change the nature of their differentiation, but also the severity of the response to various regulatory and recovery effects. Given this circumstance, at the next stage of studying the effects of the fragmented DNA preparation, we used a more complex model for studying the functional state of stem cells - a model for the simultaneous cultivation of erythroid and granulocyte-macrophage colonies.
Проведем оценку влияния экзогенной фрагментированной ДНК человека на одновременное формирование эритроидных и гранулоцитарно-макрофагальных колоний.Let us evaluate the effect of exogenous fragmented human DNA on the simultaneous formation of erythroid and granulocyte-macrophage colonies.
Для одновременного изучения дифференцировки коммитированных стволовых предшественников в эритроидные и гранулоцитарно-макрофагальные элементы использовали полную коммерческую метилцеллюлозную среду MethoCult ® H 4434 (Stem Cell Technology, Canada, Cat №04434). Полная метилцеллюлозная среда H 4434 содержит более широкий набор факторов роста. Помимо эритропоэтина (ЕРО) и интерлейкина-3 (IL-3) в полной среде содержится фактор роста стволовых клеток (SCF), интерлейкин-6 (IL-6), фактор роста гранулоцитарно-макрофагальных клеток (GM-CSF) и другие биологически активные компоненты, поддерживающие пролиферацию и дифференцировку коммитированных стволовых предшественников.To simultaneously study the differentiation of committed stem precursors into erythroid and granulocyte macrophage elements, MethoCult ® H 4434 complete commercial methyl cellulose medium was used (Stem Cell Technology, Canada, Cat No. 04434). H 4434 complete methyl cellulose medium contains a wider range of growth factors. In addition to erythropoietin (EPO) and interleukin-3 (IL-3), stem cell growth factor (SCF), interleukin-6 (IL-6), granulocyte macrophage cell growth factor (GM-CSF), and other biologically active substances are contained in the complete medium components supporting the proliferation and differentiation of committed stem precursors.
Исследования проведены в 4-х сериях экспериментов, на МНК, выделенных из костного мозга больных гемабластозами, после проведения курсов программной цитостатической терапии. Техника проведения эксперимента и концентрация мононуклеаров костного мозга в «опыте», то есть после 1-часовой преинкубации клеток с препаратом фргаментированной ДНК человека и «контроле», были идентичны таковым при изучении дифференцировки коммитированных предшественников в эритроидные клетки (см. предыдущий раздел). Отличие состояло лишь в том, что кроме размороженных криоконсервированных клеток для изучения формирования эритроидных и гранулоцитарно-макрофагальных колоний использовались также и свежевыделенные МНК.The studies were carried out in 4 series of experiments on MNCs isolated from the bone marrow of patients with hemablastoses, after courses of programmed cytostatic therapy. The technique of the experiment and the concentration of bone marrow mononuclear cells in the “experiment”, that is, after 1-hour pre-incubation of cells with the preparation of human fragmented DNA and “control”, were identical to those in the study of differentiation of committed precursors into erythroid cells (see the previous section). The only difference was that in addition to thawed cryopreserved cells, freshly isolated MNCs were also used to study the formation of erythroid and granulocyte-macrophage colonies.
Гранулоцитарно-макрофагальные (КОЕ-ГМ), эритроидные (БОЕ-Э) и колонии смешанного типа, то есть колонии, содержащие клеточные элементы обоего типа (КОЕ-ГЭММ), идентифицировали и подсчитывались под микроскопом по завершении 14-дневной инкубации при температуре 37°С, во влажной атмосфере, содержащей 5% CO2.Granulocyte-macrophage (CFU-GM), erythroid (CFU-E) and mixed-type colonies, i.e. colonies containing cell elements of both types (CFU-GEM), were identified and counted under a microscope after 14 days of incubation at 37 ° C in a humid atmosphere containing 5% CO 2 .
Результаты подсчета числа коммитированных стволовых клеток, формирующих колонии различного типа, суммированы в таблице 7. Существенные отклонения числа формируемых гемопоэтических колоний после обработки мононуклеаров экзогенной ДНК помечены надстрочными знаками «+» и «-», соответственно маркирующих случаи повышения и снижения показателей в «опыте» относительно величины «контроля».The results of counting the number of committed stem cells forming colonies of various types are summarized in Table 7. Significant deviations in the number of formed hematopoietic colonies after processing exogenous DNA mononuclear cells are marked with superscript “+” and “-” marks, respectively, marking cases of increase and decrease in “experience” relative to the amount of "control".
Как следует из полученных данных, в присутствии экзогенной ДНК достоверное 2-3-кратное увеличение общего количества формируемых колоний как эритроидного, так и гранулоцитарно-макрофагального типа, наблюдается только при использовании размороженных криоконсервированных клеток костного мозга, характеризующихся исходно низким количеством колониеобразующих клеток. Это подтверждает ранее сделанное нами предположение о возможном участии экзогенной ДНК в процессах восстановления дефектов, являющихся следствием не только ПХТ, но и процедуры криоконсервации стволовых предшественников костного мозга. Последнее, учитывая широкое применение криоконсервированных стволовых клеток при лечении не только гематологических, но и многих других заболеваний, представляет не только научный, но и большой практический интерес. В этом плане фрагментированная экзогенная ДНК человека в комплексе с белками ядерного матрикса может рассматриваться как новый перспективный препарат для увеличения числа функционально активных стволовых клеток после их криоконсервации, имеющий очевидную патентоспособность.As follows from the data obtained, in the presence of exogenous DNA, a significant 2-3-fold increase in the total number of formed colonies of both erythroid and granulocyte-macrophage types is observed only when thawed cryopreserved bone marrow cells are used, characterized by an initially low number of colony forming cells. This confirms our earlier assumption about the possible participation of exogenous DNA in the process of repairing defects that are the result not only of PCT, but also of the procedure for cryopreservation of bone marrow stem precursors. The latter, given the widespread use of cryopreserved stem cells in the treatment of not only hematological, but also many other diseases, is of not only scientific, but also of great practical interest. In this regard, fragmented exogenous human DNA in combination with proteins of the nuclear matrix can be considered as a new promising drug for increasing the number of functionally active stem cells after cryopreservation, which has obvious patentability.
Эффекты влияния препарата фрагментированной ДНК человека на свежевыделенные стволовые клетки более сложны для интерпретации. Вместе с тем, как видно из результатов исследования, экзогенная ДНК исследуемого препарата, без сомнения, оказывает влияние на дифференцировку стволовых клеток. Это проявляется в избирательном, конкурентном увеличении/снижении коммитированных предшественников, участвующих в формировании эритроидных (БОЕ-Э) или гранулоцитарно-макрофагальных (КОЕ-ГМ) колоний, а также повышении числа незрелых стволовых предшественников, образующих гемопоэтические колонии смешанного типа (КОЕ-ГЭММ).The effects of the fragmented human DNA preparation on freshly isolated stem cells are more difficult to interpret. At the same time, as can be seen from the results of the study, the exogenous DNA of the studied drug undoubtedly affects the differentiation of stem cells. This is manifested in the selective, competitive increase / decrease of committed precursors involved in the formation of erythroid (PFU-E) or granulocyte-macrophage (CFU-GM) colonies, as well as an increase in the number of immature stem precursors forming mixed-type hematopoietic colonies (CFU-HEMM) .
Любая клеточная дифференцировка - это глубокие изменения всего генома клетки, при котором происходит выбор пути специфического развития плюрипотентной клетки.Any cellular differentiation is a profound change in the entire genome of a cell, in which a pathway for the specific development of a pluripotent cell is selected.
Выявленные феномены могут рассматриваться как косвенное свидетельство активного участия экстраклеточной экзогенной ДНК в генезе стволовых клеток крови.The revealed phenomena can be considered as indirect evidence of the active participation of extracellular exogenous DNA in the genesis of blood stem cells.
Для реализации предложенного способа приведем пример расчета необходимого количества препарата фрагментированной ДНК для создания в плазме крови и интерстициальных жидкостях человека диапазона концентрации, равной или превышающий собственно ДНК плазмы крови, но не более 1500 нг/мл.To implement the proposed method, we give an example of calculating the required amount of a fragmented DNA preparation to create a range of concentration in blood plasma and interstitial fluids that is equal to or greater than the blood plasma DNA itself, but not more than 1500 ng / ml.
Известно, что основное количество свободно циркулирующей жидкости организма численно складывается из объема крови 5-6 л (1/10-12 от массы тела человека) и объема лимфы 1/5-6 от объема крови или 1-2 л. Следовательно, общее количество свободно циркулирующей жидкости в организме взрослого человека 6-8 л. Максимальное количество препарата фрагментированной ДНК, которую без видимого и срытого ущерба для организма можно ввести пациенту, составляет 9 мг. При этом минимальное терапевтическое количество препарата составляет 0,06 мг.It is known that the main amount of freely circulating body fluid numerically consists of a blood volume of 5-6 l (1 / 10-12 of a person’s body weight) and a lymph volume of 1 / 5-6 of a blood volume or 1-2 l. Therefore, the total amount of freely circulating fluid in the body of an adult is 6-8 liters. The maximum amount of fragmented DNA preparation that can be administered to a patient without visible and hidden damage to the body is 9 mg. In this case, the minimum therapeutic amount of the drug is 0.06 mg.
Источники информацииInformation sources
1. [U.S, No. 5,795,972, 18.08. 1998].1. [U.S., No. 5,795,972, 08/18. 1998].
2. [US, No. 5,955,059, 21.09.1999]2. [US, No. 5,955,059, 09/21/1999]
3. [US, No. 5,470,577, 28.11. 1995].3. [US, No. 5,470,577, 28.11. 1995].
4. http://www.polidan.ru; per. №95/292.8; per. №000552/01-2001.4.http: //www.polidan.ru; per. No. 95 / 292.8; per. No. 000552 / 01-2001.
5. Orkin S.H., Morrison S.J. Stem-sell competition. Ibid. 2002.V. 418. #. 6893. P.25-27.5. Orkin S.H., Morrison S.J. Stem-sell competition. Ibid. 2002.V. 418. #. 6893. P.25-27.
6. Bedada F.B. Technau A., Ebelt Y., Schulze M., Beaun T. Activation of myogenic differentiation pathways in adult bone marrow-derived stem cells. Moll. Cell. Biology. 2005. V.25. №21. P.9509-95196. Bedada F.B. Technau A., Ebelt Y., Schulze M., Beaun T. Activation of myogenic differentiation pathways in adult bone marrow-derived stem cells. Moll. Cell. Biology. 2005. V.25. No. 21. P.9509-9519
7. Kues W.A., Petersen В., Mysegades W., Camwath J.W., Niemann H. Isolation of murine and porcine fetal stem cells from somatic tissue. Biology ofreprodaction. V.72. 1020-1028. 2005.7. Kues W. A., Petersen B., Mysegades W., Camwath J. W., Niemann H. Isolation of murine and porcine fetal stem cells from somatic tissue. Biology ofreprodaction. V.72. 1020-1028. 2005.
8. Blume K.G., Thomas E.D. A review of autologus hematopoietic cell transplantation. American Society for blood and marrow transplantation. 2000. P.1-12.8. Blume K.G., Thomas E.D. A review of autologus hematopoietic cell transplantation. American Society for blood and marrow transplantation. 2000. P. 1-12.
9. Hoeijmakers J.H. Genome maintenance mechanisms for preventing cancer // Nature. 2001. V.411. P.366-374.9. Hoeijmakers J.H. Genome maintenance mechanisms for preventing cancer // Nature. 2001. V.411. P.366-374.
10.Pfeifer P. The mutagenic potential of DNA double-strand break repair // Toxicol. Lett. 1998. 96. 97. V.119. P.119-129.10.Pfeifer P. The mutagenic potential of DNA double-strand break repair // Toxicol. Lett. 1998. 96. 97. V.119. P.119-129.
11. Yakubov, L.A., Petrova N.A., Popova K.A., Semenov D.V., Nikolin V.P., Oskina I.N. Role of extracellular DNA in maintaining of stability and variability of cellular genomes. Doklady Biochemistry and Biophysics 382, 31-34, (2002).11. Yakubov, L.A., Petrova N.A., Popova K.A., Semenov D.V., Nikolin V.P., Oskina I.N. Role of extracellular DNA in maintaining of stability and variability of cellular genomes. Doklady Biochemistry and Biophysics 382, 31-34, (2002).
12. Yakubov J.A., Popova N.A., Nikolin, D.V.Semenov, S.S.Bogachev and I.N.Oskina. Extracellular genomic DNA protects mice against radiation and chemical mutagens // Genom Biol. 2003.V.5. P.3.12. Yakubov J.A., Popova N.A., Nikolin, D.V. Semenov, S.S. Bogachev and I.N. Oskina. Extracellular genomic DNA protects mice against radiation and chemical mutagens // Genom Biol. 2003.V.5. P.3.
13. Leon S.A., Shapiro В., Sklaroff D.M., Yaros M.J. Free DNA in the serum of cancer patients and the effect of therapy // Cancer Res. - 1977. - Vol.37. - P. 646-650.13. Leon S.A., Shapiro B., Sklaroff D.M., Yaros M.J. Free DNA in the serum of cancer patients and the effect of therapy // Cancer Res. - 1977. - Vol. 37. - P. 646-650.
14. Nikolin V.P., Kaledin V.I., Matienko N.A., Gruntenko E.V. Cis-Diamminedichloroplatinurn (II) as a potential chemotherapeutic agent against neoplastic lesions in the liver. J. Clinical Hemat. Oncol. 1979. Vol.9. - P.198-207.14. Nikolin V.P., Kaledin V.I., Matienko N.A., Gruntenko E.V. Cis-Diamminedichloroplatinurn (II) as a potential chemotherapeutic agent against neoplastic lesions in the liver. J. Clinical Hemat. Oncol. 1979. Vol. 9. - P.198-207.
15. Khon, D.В., Sadelain M., Glorioso J.C. Occurrence of leukaemia following gene therapy of X-linked SCID. Nature Rev. Cancer, 477-88 (2003).15. Khon, D. B., Sadelain M., Glorioso J.C. Occurrence of leukaemia following gene therapy of X-linked SCID. Nature rev. Cancer, 477-88 (2003).
16. Persons D.A., Nienhuis, A.W. Gene therapy of hemoglobin disorders. Hematol. Rep. 2, 348-355 (2003).16. Persons D.A., Nienhuis, A.W. Gene therapy of hemoglobin disorders. Hematol. Rep. 2, 348-355 (2003).
17. Yanez R.J., Porter., ACG. Therapeutic gene targeting. Gene therapy. 5, 149-159 (1998).17. Yanez R.J., Porter., ACG. Therapeutic gene targeting. Gene therapy. 5, 149-159 (1998).
18. Rothstein R.J. One-steplgene disruption in yeast. Methods Enzymol. 101:202-11 (1983).18. Rothstein R.J. One-steplgene disruption in yeast. Methods Enzymol. 101: 202-11 (1983).
19. Thomas K.R., Capecchi M.R. Site-directed mutagenesis by gene targeting in mouse embryo-derived stem cells. Cell. 1987, 51(3): 503-12.19. Thomas K.R., Capecchi M.R. Site-directed mutagenesis by gene targeting in mouse embryo-derived stem cells. Cell. 1987, 51 (3): 503-12.
20. Langston LD, Symingtom LS. Gene targeting in yeast is initiated by two independent strand invasions. Proc NM Acad Sci USA. 2004, 101(43): 15392-7.20. Langston LD, Symingtom LS. Gene targeting in yeast is initiated by two independent strand invasions. Proc NM Acad Sci USA. 2004, 101 (43): 15392-7.
21. Li J., Read L.R., Baker M.D. The mechanism of mammalian gene replacement is consistent with the formation of long regions oi heteroduplex DNA associated with two crossing-over events. Mol Cell Biol 2001 Jan; 21(2): 501-10.21. Li J., Read L.R., Baker M.D. The mechanism of mammalian gene replacement is consistent with the formation of long regions oi heteroduplex DNA associated with two crossing-over events. Mol Cell Biol 2001 Jan; 21 (2): 501-10.
22. Capecchi M. Generating n\ice with targeted mutations. Nature Medicine 7, 1086-1090 (2001).22. Capecchi M. Generating n \ ice with targeted mutations. Nature Medicine 7, 1086-1090 (2001).
23. Deng С. and Capecchi M. K. Reexamination of gene targeting frequency as a function of the extent of homology between the targeted vector and the target locus. Mol. Cell Biol. 12.3365-3371 (1992).23. Deng C. and Capecchi M. K. Reexamination of gene targeting frequency as a function of the extent of homology between the targeted vector and the target locus. Mol. Cell Biol. 12.3365-3371 (1992).
24. Gruenert D., Bruscia E., Novelli G., Colosimo A., Dallapiccola В., Sangiuolo F., Goncz K. Sequence-specific modification ofgenomic DNA by small DNA fragments. Clin. Invest. 112, 637-641 (2003).24. Gruenert D., Bruscia E., Novelli G., Colosimo A., Dallapiccola B., Sangiuolo F., Goncz K. Sequence-specific modification of genomic DNA by small DNA fragments. Clin. Invest. 112, 637-641 (2003).
25. Lin Y., Lukacsovich Т., Waldman A.S. Multiple pathways for repair of DNA double-strand breaks in mammalian chromosomes. Mol. Cell Biol. 19, 8353-60 (1999).25. Lin Y., Lukacsovich T., Waldman A.S. Multiple pathways for repair of DNA double-strand breaks in mammalian chromosomes. Mol. Cell Biol. 19, 8353-60 (1999).
26. NassifN., Engels W. DNA homology requirements for mitotic gap repair in Drosophila. Proc. Nail, Acad. Sci. USA 1993 Feb 15; 90 (4): 1262-6.26. Nassif N., Engels W. DNA homology requirements for mitotic gap repair in Drosophila. Proc. Nail, Acad. Sci. USA 1993 Feb 15; 90 (4): 1262-6.
27. Kucherlapati R.S., Eves Е.М., Song K.Y., Morse B.S., Smithies O. Homologous recombination between plasmids in mammalian cells can be enhanced by treatment of input DNA. Proc NatlAcadSci USA. 81, 3153-7 (1984).27. Kucherlapati R.S., Eves E.M., Song K.Y., Morse B.S., Smithies O. Homologous recombination between plasmids in mammalian cells can be enhanced by treatment of input DNA. Proc NatlAcadSci USA. 81, 3153-7 (1984).
28. Urnov F.D., Miller J.C., Lee Y.L., Beausejour C.M., Rock J.M., Augustus S, Jamieson A.C., Proteus M.H., Gregory P.D., Holmes M.C. Highly efficient endogenous human gene correction using designed zinc-finger nucleases. Nature 435, 646-51 (2005).28. Urnov F. D., Miller J. C., Lee Y. L., Beausejour C. M., Rock J. M., Augustus S, Jamieson A. C., Proteus M. H., Gregory P. D., Holmes M. C. Highly efficient endogenous human gene correction using designed zinc-finger nucleases. Nature 435, 646-51 (2005).
29. Yakubov L., Popova N., Nikolin V., Semenov D., Bogachev S., Oskina I. Extracellular genomic DNA protects mice against radiation and chemical mutagens. Genome Biology, 2003,5:P329. Yakubov L., Popova N., Nikolin V., Semenov D., Bogachev S., Oskina I. Extracellular genomic DNA protects mice against radiation and chemical mutagens. Genome Biology, 2003.5: P3
30. Farzaneh F., Zaiin R, Brill D., Shall S. DNA strand breaks and ADP-ribosyI tranferase activation during cell differentiation. Nature. V. 300. P.362-366.30. Farzaneh F., Zaiin R, Brill D., Shall S. DNA strand breaks and ADP-ribosyI tranferase activation during cell differentiation. Nature. V. 300. P.362-366.
31. Johnstone A.P., Williams G.T. Role of DNA breaks and ADP-ribosil transferase activity in eukaryotic differentiation demonstrated in human lymphocytes. Nature. V.300. P.368-370.31. Johnstone A.P., Williams G.T. Role of DNA breaks and ADP-ribosil transferase activity in eukaryotic differentiation demonstrated in human lymphocytes. Nature. V.300. P.368-370.
32. Vatolin A.Y., Okhapkina E.V., Matveeva N.M., Shilov A.G., Baiborodin S.I., Philimonenko V.V., Zhdanova N.S., Serov O.L. Scheduled perturbation in DNA during in vivo differentiation of mouse embryo-derived cells. Mol. Reprod. Develop. V.47. P.1-10. 1997.32. Vatolin A.Y., Okhapkina E.V., Matveeva N.M., Shilov A.G., Baiborodin S.I., Philimonenko V.V., Zhdanova N.S., Serov O.L. Scheduled perturbation in DNA during in vivo differentiation of mouse embryo-derived cells. Mol. Reprod. Develop. V.47. P.1-10. 1997.
33. Anker P, Mulcahy H, Chen XQ, Stroun M. Detection of circulating tumour DNA in the blood (plasma/serum) of cancer patients. Cancer Metastasis Rev. 18, 65-73 (1999).33. Anker P, Mulcahy H, Chen XQ, Stroun M. Detection of circulating tumor DNA in the blood (plasma / serum) of cancer patients. Cancer Metastasis Rev. 18, 65-73 (1999).
34. Giacona M.B. Ruben G.C., Iczkowski K. Roots Т., Porter D., Sorenson G. Cell-free DNA in human blood plasma: length measurements in patients with pancreatic cancer and healthy controls // Pancreas. 1998. V.17. P.89-97.34. Giacona M.B. Ruben G.C., Iczkowski K. Roots T., Porter D., Sorenson G. Cell-free DNA in human blood plasma: length measurements in patients with pancreatic cancer and healthy controls // Pancreas. 1998. V.17. P.89-97.
35. Yakubov, L.A., Deeva, E.A., Zarytova V.F., Ivanova E.M., Ryte A.S., Yurchenko L.Y., Vlassov V.V. Mechanisms of oligonucleotide uptake by cells: Involvement of specific receptors? Proc. Nail. Acad. Sci. USA 86, 6454-6458, (1989).35. Yakubov, L.A., Deeva, E.A., Zarytova V.F., Ivanova E.M., Ryte A.S., Yurchenko L.Y., Vlassov V.V. Mechanisms of oligonucleotide uptake by cells: Involvement of specific receptors? Proc. Nail. Acad. Sci. USA 86, 6454-6458, (1989).
36. Шестова О.Е., Андреева А.Ю., Власов В.В. Якубов Л.А. Транспорт комплексов олигонуклеотидов с белками клеточной поверхности в клеточное ядро // ДАН. 1999. Т.368. С.264-267.36. Shestova O.E., Andreeva A.Yu., Vlasov V.V. Yakubov L.A. Transport of complexes of oligonucleotides with proteins of the cell surface into the cell nucleus // DAN. 1999.V. 368. S.264-267.
37. 3аявка на изобретение №2006100561.37. 3 application for invention No. 2006100561.
38. Pluzniik D.H., Sachs L. The cloning of normal "mast" cell in tissue culture. J. cell. сотр. Phisiol. - 1965. - V.66. - P.319.38. Pluzniik D.H., Sachs L. The cloning of normal "mast" cell in tissue culture. J. cell. al. Phisiol. - 1965. - V.66. - P.319.
39. Bradley T.R., Metcalf D. The growth of mouse bone marrow cell in vitro." Aust. J. exp. Biol. med. Sci. - 1966. - V.44. - P.287.39. Bradley T.R., Metcalf D. The growth of mouse bone marrow cell in vitro. "Aust. J. exp. Biol. Med. Sci. - 1966. - V.44. - P.287.
40. Metcalf D., Foester R. Behavior on transfer of serum stimulated bone marrow colonies. Proc. Soc. exp. Biol. - 1967. - V.126. - P.758.40. Metcalf D., Foester R. Behavior on transfer of serum stimulated bone marrow colonies. Proc. Soc. exp. Biol. - 1967. - V.126. - P.758.
41. Lajtha L.G., Schofield R. Proliferative capacity ofhemopoietic stem cells. - In: Sympos. on normal and malignant cell growth: New York. - 1969. - P.10.41. Lajtha L.G., Schofield R. Proliferative capacity ofhemopoietic stem cells. - In: Sympos. on normal and malignant cell growth: New York. - 1969. - P.10.
42. Гольдберг Е.Д., Дыгай A.M., Шахов В.М. // Методы культуры ткани в гематологии: Изд-во Томского гос. университета. - Томск, 1992. - 272 с.42. Goldberg E.D., Dygay A.M., Shakhov V.M. // Methods of tissue culture in hematology: Tomsk State Publishing House. University. - Tomsk, 1992 .-- 272 p.
Claims (1)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006127134/14A RU2322264C1 (en) | 2006-07-27 | 2006-07-27 | Method for treating diseases |
| PCT/RU2007/000007 WO2008013473A1 (en) | 2006-07-27 | 2007-01-11 | Disease treating method |
| CN2007800283047A CN101495157B (en) | 2006-07-27 | 2007-01-11 | Methods of treating diseases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006127134/14A RU2322264C1 (en) | 2006-07-27 | 2006-07-27 | Method for treating diseases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006127134A RU2006127134A (en) | 2008-02-10 |
| RU2322264C1 true RU2322264C1 (en) | 2008-04-20 |
Family
ID=38981715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006127134/14A RU2322264C1 (en) | 2006-07-27 | 2006-07-27 | Method for treating diseases |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101495157B (en) |
| RU (1) | RU2322264C1 (en) |
| WO (1) | WO2008013473A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2817892C1 (en) * | 2023-11-01 | 2024-04-22 | Общество с ограниченной ответственностью "СЕЛЛ-ТИ ГРУПП" | Personalized method of bone marrow restitution for controlling progression and recurrences of various civilization diseases, preventing aging and sudden death |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9187780B2 (en) * | 2011-12-07 | 2015-11-17 | Singapore Volition Pte. Limited | Method for detecting nucleosome adducts |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996004397A1 (en) * | 1994-08-05 | 1996-02-15 | Maria Anvret | Gene therapy using homologous recombination |
| RU2234323C1 (en) * | 2003-05-27 | 2004-08-20 | Шурдов Михаил Аркадьевич | Preparation eliciting antitumor, antitoxic and radioprotecting effect |
| WO2005084190A2 (en) * | 2004-02-05 | 2005-09-15 | Sangamo Biosciences, Inc. | Methods and compostions for targeted cleavage and recombination |
-
2006
- 2006-07-27 RU RU2006127134/14A patent/RU2322264C1/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-01-11 WO PCT/RU2007/000007 patent/WO2008013473A1/en not_active Ceased
- 2007-01-11 CN CN2007800283047A patent/CN101495157B/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996004397A1 (en) * | 1994-08-05 | 1996-02-15 | Maria Anvret | Gene therapy using homologous recombination |
| RU2234323C1 (en) * | 2003-05-27 | 2004-08-20 | Шурдов Михаил Аркадьевич | Preparation eliciting antitumor, antitoxic and radioprotecting effect |
| WO2005084190A2 (en) * | 2004-02-05 | 2005-09-15 | Sangamo Biosciences, Inc. | Methods and compostions for targeted cleavage and recombination |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| NIKOLIN V.P. et al. Effect of exogenous dna injection on leukopoietic repair and antitumor action of cyclophosphamide // Vopr. Onkol. 2006; 52(3): 336-40, реферат, он-лайн [Найдено на Интернет на www.pubmed.com][найдено 26.04.2007], PMID: 17191708 [PubMed - indexed for MEDLINE]. * |
| YAKUBOV L.A. et al. Extracellular cenomic DNA protects mice against radiation and chemical mutagens// Genome Biology, 2003; 5:P3, он-лайн [Найдено в Интернет на http://genomebiology.com/content/pdf/gb-2003-5-2-p3.pdf ] [найдено 26.04.2007], см. с.3, 7-9, 12-13, 19. * |
| весь документ. * |
| с.1-8, 10, 12, 80. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2817892C1 (en) * | 2023-11-01 | 2024-04-22 | Общество с ограниченной ответственностью "СЕЛЛ-ТИ ГРУПП" | Personalized method of bone marrow restitution for controlling progression and recurrences of various civilization diseases, preventing aging and sudden death |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101495157A (en) | 2009-07-29 |
| CN101495157B (en) | 2013-02-13 |
| WO2008013473A1 (en) | 2008-01-31 |
| RU2006127134A (en) | 2008-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7078673B2 (en) | Conditions for producing and using conditionally immortalized long-term stem cells as well as such cells. | |
| Zhang et al. | Eosinophil pathogenicity mechanisms and therapeutics in neuromyelitis optica | |
| Kurimoto et al. | Neutrophils express oncomodulin and promote optic nerve regeneration | |
| Lotem et al. | Hematopoietic cells from mice deficient in wild-type p53 are more resistant to induction of apoptosis by some agents | |
| Jia et al. | Hyperactive PI3Kδ predisposes naive T cells to activation via aerobic glycolysis programs | |
| JP2021522837A (en) | Compositions and Methods for Hematopoietic Stem Cell Transplantation | |
| Drize et al. | Long-term maintenance of hematopoiesis in irradiated mice by retrovirally transduced peripheral blood stem cells | |
| RU2322264C1 (en) | Method for treating diseases | |
| JP2023516968A (en) | Efficient genome editing in primary bone marrow cells | |
| US11701391B2 (en) | Methods of treating an ischemic disease | |
| JP7220938B1 (en) | Microparticles, NK cell activator, method for culturing NK cells, method for producing activated NK cells, and method for activating NK cells | |
| RU2313349C2 (en) | Method for treating oncological diseases | |
| CN116600818A (en) | Targeting SRC-3 in immune cells as immunomodulatory therapeutic agents for the treatment of cancer | |
| Yakubov et al. | Extracellular genomic DNA protects mice against radiation and chemical mutagens | |
| JP2015522273A (en) | Use of tyrosine kinase recipient agonist molecules for hematopoietic stem cell amplification protocols and transplantation therapy, and kits of tyrosine kinase recipient agonists | |
| US20090022699A1 (en) | Method Of Genotypically Modifying Cells By Administration Of RNA | |
| KR20240026435A (en) | Material delivery and gene editing system in gametes using exosomes | |
| RU2620069C2 (en) | Materials and method for modulation of proliferation and differentiation of regulatory, stem and other somatic cells | |
| ES2357627T3 (en) | ADULT MOTHER CELLS IMMORTALIZED IN A LONG-TERM CONDITIONAL FORM AND METHODS TO MAKE AND USE SUCH CELLS. | |
| Ji | The Role of mDia1 in the Aberrant Innate Immune Signaling in del (5q) Myelodysplastic Syndromes | |
| US20040170605A1 (en) | Use of the slug gene as a genetic marker in functions mediated by SCF (stem cell factor) and applications | |
| Yang | Revealing a Non-canonical Role of Anti-apoptotic MCL-1 in Early Embryonic Development | |
| Burberry | Understanding Pattern Recognition Receptor Signaling and its Effect on Hematopoietic Stem Cells. | |
| Lotem et al. | Hematopoietic cells from mice deficient in wild-type p53 are more | |
| Mitchell | A study of differentiation using HL60 cells as a model |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20141006 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150728 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170208 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200728 |