RU2664192C1 - Recombinant gene encoding hbd-epo protein, recombinant plasmid dna pl610, method for producing a recombinant hbd-epo protein, a recombinant hbd-epo protein, a composition for specifically inducing bone regeneration, method of specific induction of bone tissue regeneration - Google Patents
Recombinant gene encoding hbd-epo protein, recombinant plasmid dna pl610, method for producing a recombinant hbd-epo protein, a recombinant hbd-epo protein, a composition for specifically inducing bone regeneration, method of specific induction of bone tissue regeneration Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664192C1 RU2664192C1 RU2017137947A RU2017137947A RU2664192C1 RU 2664192 C1 RU2664192 C1 RU 2664192C1 RU 2017137947 A RU2017137947 A RU 2017137947A RU 2017137947 A RU2017137947 A RU 2017137947A RU 2664192 C1 RU2664192 C1 RU 2664192C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- epo
- hbd
- recombinant
- protein
- dcm
- Prior art date
Links
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 84
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 title claims abstract description 65
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 title claims abstract description 15
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 title claims abstract description 15
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 title claims description 8
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims description 6
- 230000010478 bone regeneration Effects 0.000 title abstract description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 9
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 claims abstract description 33
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 claims abstract description 33
- 102100024506 Bone morphogenetic protein 2 Human genes 0.000 claims abstract description 31
- 108010049931 Bone Morphogenetic Protein 2 Proteins 0.000 claims abstract description 29
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 claims abstract description 16
- 210000002805 bone matrix Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229940105423 erythropoietin Drugs 0.000 claims description 82
- 210000003000 inclusion body Anatomy 0.000 claims description 10
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims description 8
- 238000011097 chromatography purification Methods 0.000 claims 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 claims 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 16
- 101000987586 Homo sapiens Eosinophil peroxidase Proteins 0.000 abstract description 15
- 102000044890 human EPO Human genes 0.000 abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 10
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 10
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 abstract description 9
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 abstract description 9
- 230000011164 ossification Effects 0.000 abstract description 8
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 abstract description 6
- 101000920686 Homo sapiens Erythropoietin Proteins 0.000 abstract description 6
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 abstract description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 241000252212 Danio rerio Species 0.000 abstract description 4
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000010076 replication Effects 0.000 abstract description 3
- 108090000204 Dipeptidase 1 Proteins 0.000 abstract description 2
- 241000701988 Escherichia virus T5 Species 0.000 abstract description 2
- 108700039691 Genetic Promoter Regions Proteins 0.000 abstract description 2
- 102000006635 beta-lactamase Human genes 0.000 abstract description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000013518 transcription Methods 0.000 abstract description 2
- 230000035897 transcription Effects 0.000 abstract description 2
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 abstract 1
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 abstract 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 102000003951 Erythropoietin Human genes 0.000 description 88
- 108090000394 Erythropoietin Proteins 0.000 description 88
- 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 84
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 13
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 12
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 10
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 8
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 7
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 6
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 6
- 101000762366 Homo sapiens Bone morphogenetic protein 2 Proteins 0.000 description 6
- 229920002684 Sepharose Polymers 0.000 description 6
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 6
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 6
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 5
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 5
- 208000020832 chronic kidney disease Diseases 0.000 description 5
- 208000022831 chronic renal failure syndrome Diseases 0.000 description 5
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 5
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 5
- 108010002601 epoetin beta Proteins 0.000 description 5
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 5
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 5
- 230000006320 pegylation Effects 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 102000007350 Bone Morphogenetic Proteins Human genes 0.000 description 4
- 108010007726 Bone Morphogenetic Proteins Proteins 0.000 description 4
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 4
- 241001596967 Escherichia coli M15 Species 0.000 description 4
- 108010017213 Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor Proteins 0.000 description 4
- 102100039620 Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor Human genes 0.000 description 4
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 4
- 108700005078 Synthetic Genes Proteins 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 229940112869 bone morphogenetic protein Drugs 0.000 description 4
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 229960004579 epoetin beta Drugs 0.000 description 4
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- YBYRMVIVWMBXKQ-UHFFFAOYSA-N phenylmethanesulfonyl fluoride Chemical compound FS(=O)(=O)CC1=CC=CC=C1 YBYRMVIVWMBXKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 4
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 4
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 4
- 108010074604 Epoetin Alfa Proteins 0.000 description 3
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 description 3
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 description 3
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 3
- 239000012980 RPMI-1640 medium Substances 0.000 description 3
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 3
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 3
- 208000007502 anemia Diseases 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical group 0.000 description 3
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 description 3
- 238000001212 derivatisation Methods 0.000 description 3
- VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N dithiothreitol Chemical compound SC[C@@H](O)[C@H](O)CS VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 3
- 230000010437 erythropoiesis Effects 0.000 description 3
- 229950003499 fibrin Drugs 0.000 description 3
- -1 gamma and omega Proteins 0.000 description 3
- 230000013595 glycosylation Effects 0.000 description 3
- 238000006206 glycosylation reaction Methods 0.000 description 3
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 3
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 3
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 150000004804 polysaccharides Chemical class 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 3
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 2
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 2
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 2
- 108010019673 Darbepoetin alfa Proteins 0.000 description 2
- 208000031637 Erythroblastic Acute Leukemia Diseases 0.000 description 2
- 208000036566 Erythroleukaemia Diseases 0.000 description 2
- CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N Gentamicin Chemical compound O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N 0.000 description 2
- 229930182566 Gentamicin Natural products 0.000 description 2
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 2
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 2
- WZUVPPKBWHMQCE-UHFFFAOYSA-N Haematoxylin Chemical compound C12=CC(O)=C(O)C=C2CC2(O)C1C1=CC=C(O)C(O)=C1OC2 WZUVPPKBWHMQCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012313 Kruskal-Wallis test Methods 0.000 description 2
- 241000906034 Orthops Species 0.000 description 2
- 208000006735 Periostitis Diseases 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000021841 acute erythroid leukemia Diseases 0.000 description 2
- 238000001042 affinity chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000001261 affinity purification Methods 0.000 description 2
- RGCKGOZRHPZPFP-UHFFFAOYSA-N alizarin Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=C(O)C(O)=CC=C3C(=O)C2=C1 RGCKGOZRHPZPFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 2
- 230000008468 bone growth Effects 0.000 description 2
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 238000005277 cation exchange chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 210000004978 chinese hamster ovary cell Anatomy 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 2
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 229960005029 darbepoetin alfa Drugs 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 229960003388 epoetin alfa Drugs 0.000 description 2
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000012894 fetal calf serum Substances 0.000 description 2
- 230000001497 fibrovascular Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 238000002523 gelfiltration Methods 0.000 description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 2
- 229960002518 gentamicin Drugs 0.000 description 2
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside Chemical compound CC(C)S[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- FJQXCDYVZAHXNS-UHFFFAOYSA-N methadone hydrochloride Chemical compound Cl.C=1C=CC=CC=1C(CC(C)N(C)C)(C(=O)CC)C1=CC=CC=C1 FJQXCDYVZAHXNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000010172 mouse model Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000002188 osteogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 210000003460 periosteum Anatomy 0.000 description 2
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 2
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 210000001236 prokaryotic cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000007910 systemic administration Methods 0.000 description 2
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 2
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 2
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 2
- 102000010400 1-phosphatidylinositol-3-kinase activity proteins Human genes 0.000 description 1
- 102000005869 Activating Transcription Factors Human genes 0.000 description 1
- 108010005254 Activating Transcription Factors Proteins 0.000 description 1
- 101150061927 BMP2 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 1
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 1
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 1
- 101150002621 EPO gene Proteins 0.000 description 1
- 208000005189 Embolism Diseases 0.000 description 1
- 208000008924 Femoral Fractures Diseases 0.000 description 1
- 102000008946 Fibrinogen Human genes 0.000 description 1
- 108010049003 Fibrinogen Proteins 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- 101100333654 Homo sapiens EPO gene Proteins 0.000 description 1
- 206010061598 Immunodeficiency Diseases 0.000 description 1
- 208000029462 Immunodeficiency disease Diseases 0.000 description 1
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 1
- 208000008839 Kidney Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 1
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 1
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 1
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 1
- 108010057466 NF-kappa B Proteins 0.000 description 1
- 102000003945 NF-kappa B Human genes 0.000 description 1
- 238000011887 Necropsy Methods 0.000 description 1
- 206010029113 Neovascularisation Diseases 0.000 description 1
- 108091007960 PI3Ks Proteins 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 108091008611 Protein Kinase B Proteins 0.000 description 1
- 108020004511 Recombinant DNA Proteins 0.000 description 1
- 206010038389 Renal cancer Diseases 0.000 description 1
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 1
- 108091081024 Start codon Proteins 0.000 description 1
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- 108020005038 Terminator Codon Proteins 0.000 description 1
- 208000001435 Thromboembolism Diseases 0.000 description 1
- 241000425571 Trepanes Species 0.000 description 1
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 1
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 1
- 102000005789 Vascular Endothelial Growth Factors Human genes 0.000 description 1
- 108010019530 Vascular Endothelial Growth Factors Proteins 0.000 description 1
- KIPLYOUQVMMOHB-MXWBXKMOSA-L [Ca++].CN(C)[C@H]1[C@@H]2[C@@H](O)[C@H]3C(=C([O-])[C@]2(O)C(=O)C(C(N)=O)=C1O)C(=O)c1c(O)cccc1[C@@]3(C)O.CN(C)[C@H]1[C@@H]2[C@@H](O)[C@H]3C(=C([O-])[C@]2(O)C(=O)C(C(N)=O)=C1O)C(=O)c1c(O)cccc1[C@@]3(C)O Chemical compound [Ca++].CN(C)[C@H]1[C@@H]2[C@@H](O)[C@H]3C(=C([O-])[C@]2(O)C(=O)C(C(N)=O)=C1O)C(=O)c1c(O)cccc1[C@@]3(C)O.CN(C)[C@H]1[C@@H]2[C@@H](O)[C@H]3C(=C([O-])[C@]2(O)C(=O)C(C(N)=O)=C1O)C(=O)c1c(O)cccc1[C@@]3(C)O KIPLYOUQVMMOHB-MXWBXKMOSA-L 0.000 description 1
- 231100000987 absorbed dose Toxicity 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 1
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 1
- 229920001586 anionic polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 230000002424 anti-apoptotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000890 antigenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000037182 bone density Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 229960005084 calcitriol Drugs 0.000 description 1
- 239000011612 calcitriol Substances 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 1
- NKLPQNGYXWVELD-UHFFFAOYSA-M coomassie brilliant blue Chemical compound [Na+].C1=CC(OCC)=CC=C1NC1=CC=C(C(=C2C=CC(C=C2)=[N+](CC)CC=2C=C(C=CC=2)S([O-])(=O)=O)C=2C=CC(=CC=2)N(CC)CC=2C=C(C=CC=2)S([O-])(=O)=O)C=C1 NKLPQNGYXWVELD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 210000003275 diaphysis Anatomy 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N eosin Chemical compound [Na+].OC(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C(O)=C(Br)C=C21 YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010067416 epoetin delta Proteins 0.000 description 1
- 229950002109 epoetin delta Drugs 0.000 description 1
- 229950006520 epoetin gamma Drugs 0.000 description 1
- 229950008767 epoetin omega Drugs 0.000 description 1
- 229940089118 epogen Drugs 0.000 description 1
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethyl mercaptane Natural products CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000013613 expression plasmid Substances 0.000 description 1
- 229940012952 fibrinogen Drugs 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 description 1
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 description 1
- 238000002695 general anesthesia Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 238000001631 haemodialysis Methods 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 210000002216 heart Anatomy 0.000 description 1
- 108010013846 hematide Proteins 0.000 description 1
- 230000000322 hemodialysis Effects 0.000 description 1
- 230000013632 homeostatic process Effects 0.000 description 1
- 230000003054 hormonal effect Effects 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007813 immunodeficiency Effects 0.000 description 1
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007928 intraperitoneal injection Substances 0.000 description 1
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 201000010982 kidney cancer Diseases 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 1
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 1
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 1
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002088 nanocapsule Substances 0.000 description 1
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 229940099990 ogen Drugs 0.000 description 1
- 239000006186 oral dosage form Substances 0.000 description 1
- 230000002138 osteoinductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 238000007911 parenteral administration Methods 0.000 description 1
- 239000006201 parenteral dosage form Substances 0.000 description 1
- 210000003455 parietal bone Anatomy 0.000 description 1
- 230000001936 parietal effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 210000000578 peripheral nerve Anatomy 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000035409 positive regulation of cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009822 protein phosphorylation Effects 0.000 description 1
- 238000001742 protein purification Methods 0.000 description 1
- 238000011555 rabbit model Methods 0.000 description 1
- 108091006084 receptor activators Proteins 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 125000005629 sialic acid group Chemical group 0.000 description 1
- JUJBNYBVVQSIOU-UHFFFAOYSA-M sodium;4-[2-(4-iodophenyl)-3-(4-nitrophenyl)tetrazol-2-ium-5-yl]benzene-1,3-disulfonate Chemical compound [Na+].C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1N1[N+](C=2C=CC(I)=CC=2)=NC(C=2C(=CC(=CC=2)S([O-])(=O)=O)S([O-])(=O)=O)=N1 JUJBNYBVVQSIOU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 210000000278 spinal cord Anatomy 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 1
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 1
- 229940063650 terramycin Drugs 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 241001515965 unidentified phage Species 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- BPICBUSOMSTKRF-UHFFFAOYSA-N xylazine Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1NC1=NCCCS1 BPICBUSOMSTKRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/70—Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K39/00—Medicinal preparations containing antigens or antibodies
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P19/00—Drugs for skeletal disorders
- A61P19/08—Drugs for skeletal disorders for bone diseases, e.g. rachitism, Paget's disease
- A61P19/10—Drugs for skeletal disorders for bone diseases, e.g. rachitism, Paget's disease for osteoporosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/02—Preparation of hybrid cells by fusion of two or more cells, e.g. protoplast fusion
- C12N15/03—Bacteria
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
- C12N15/62—DNA sequences coding for fusion proteins
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Rheumatology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к областям: биотехнологии, генной инженерии, биохимии, медицине, ветеринарии. The invention relates to the fields of: biotechnology, genetic engineering, biochemistry, medicine, veterinary medicine.
Изобретение включает получение рекомбинантной плазмиды pL610 на основе вектора pQE6, содержащей синтетическую нуклеотидную последовательность гена, кодирующего белковую последовательность гепарин-связывающего домена (HBD) из Danio rerio, и нуклеотидную последовательность гена, кодирующего эритропоэтин (Еро) человека, причем последовательность оптимизирована для гетерологичной экспрессии гибридного рекомбинантного белка HBD-Epo в непатогенных лабораторных штаммах Escherichia coli. Изобретение также включает способ очистки белка HBD-Epo катионообменной и аффинной хроматографией на гепарин-сефарозе. Изобретение относится к самому рекомбинантному гибридному белку HBD-Epo, экспрессионной плазмиде pL610, способу применения белка в составе деминерализованного костного матрикса (ДКМ), содержащего HBD-Epo, а также способу применения белка в составе ДКМ, содержащего помимо HBD-Epo рекомбинантный костный морфогенетический белок 2 (ВМР-2) для регенерации дефектов костной ткани. Изобретение позволяет получать устойчивый биологически активный очищенный белок HBD-Epo, а также его форму, иммобилизованную на ДКМ, в том числе, на ДКМ с рекомбинантным ВМР-2.The invention includes the preparation of a recombinant plasmid pL610 based on the pQE6 vector containing a synthetic nucleotide sequence of a gene encoding the protein sequence of a heparin binding domain (HBD) from Danio rerio, and a nucleotide sequence of a gene encoding a human erythropoietin (EPO), the sequence being optimized for heterologous expression of hybrid HBD-Epo recombinant protein in non-pathogenic laboratory strains of Escherichia coli. The invention also includes a method for purifying HBD-Epo protein by cation exchange and affinity chromatography on heparin sepharose. The invention relates to the most recombinant HBD-Epo fusion protein, pL610 expression plasmid, a method for using a protein in demineralized bone matrix (DCM) containing HBD-Epo, and a method for using a protein in DCM containing, in addition to HBD-Epo, a recombinant bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) for the regeneration of bone defects. The invention allows to obtain a stable biologically active purified protein HBD-Epo, as well as its form, immobilized on DCM, including DCM with recombinant BMP-2.
Эритропоэтин - белок-гормон, или цитокин, под действием которого дифференцируются предшественники эритроцитов в костном мозге. Еро - главный регулятор эритропоэза в организме человека, участвующий в формировании эритроцитов и гормональной регуляции. Связываясь со специфическими рецепторами, Еро стимулирует деление и дифференцировку компетентных предшественников эритроцитов в костном мозге [Krantz S.B. Erythropoietin. Blood. 1991. Vol. 77(3), P. 419-434.]. Помимо влияния на эритропоэз Еро участвует в процессе заживления ран, при восстановлении поврежденных нервов, а также выполняет другие биологические функции.Erythropoietin is a hormone protein, or cytokine, under the influence of which red blood cell precursors in the bone marrow differentiate. EPO is the main regulator of erythropoiesis in the human body, participating in the formation of red blood cells and hormonal regulation. By binding to specific receptors, EPO stimulates the division and differentiation of competent progenitors of red blood cells in the bone marrow [Krantz S.B. Erythropoietin. Blood 1991. Vol. 77 (3), P. 419-434.]. In addition to influencing erythropoiesis, EPO is involved in the healing process of wounds, in the restoration of damaged nerves, and also performs other biological functions.
Еро - гликопротеин, молекулярная масса полипептида Еро без сахарных остатков составляет 18,236 Да. У природной интактной молекулы Еро приблизительно 40% мол. массы составляют углеводные остатки, гликозилирование Еро происходит по специфическим сайтам гликозилирования [Sasaki Н., Bothner В., Dell A., Fukuda М. Carbohydrate structure of erythropoietin expressed in Chinese hamster ovary cells by a human erythropoietin cDNA. J. Biol. Chem. 1987. Vol. 262(25), P. 12059-12076.].EPO is a glycoprotein, the molecular weight of the EPO polypeptide without sugar residues is 18.236 Da. The natural intact molecule EPO has approximately 40 mol%. the masses are carbohydrate residues, EPO glycosylation occurs at specific glycosylation sites [Sasaki N., Bothner B., Dell A., Fukuda M. Carbohydrate structure of erythropoietin expressed in Chinese hamster ovary cells by a human erythropoietin cDNA. J. Biol. Chem. 1987. Vol. 262 (25), P. 12059-12076.].
Еро применяется в клинической практике в виде раствора для парентерального применения [Martindale, the extra pharmacopoeia. Martindale, William, 1840-1902. Royal Pharmaceutical Society of Great Britain. Department of Pharmaceutical Sciences Edition 31st ed. /Ed. James E.F. Reynolds. London: Royal Pharmaceutical Society, 1996. Martindale, 1996 WHO Drug Information, Vol. 10(3), P. 146 1-165-erythropoietin (human clone λHEPOFL13 protein moiety), glycoform ω.].EPO is used in clinical practice in the form of a solution for parenteral use [Martindale, the extra pharmacopoeia. Martindale, William, 1840-1902. Royal Pharmaceutical Society of Great Britain. Department of Pharmaceutical Sciences Edition 31st ed. / Ed. James E.F. Reynolds London: Royal Pharmaceutical Society, 1996. Martindale, 1996 WHO Drug Information, Vol. 10 (3), P. 146 1-165-erythropoietin (human clone λHEPOFL13 protein moiety), glycoform ω.].
Для клинического применения Еро получают биосинтезом в эукариотических клетках с помощью технологии рекомбинантной ДНК [Egrie J.С., Strickland T.W., Lane J., Aoki K., Cohen A.M., Smalling R., Trail G., Lin F.K., Browne J.K., Hines D.K. Characterization and biological effects of recombinant human erythropoietin. Immunobiology. 1986. Vol. 172(3-5), P. 213-224.]. Такой Еро является продуктом экспрессии гена человеческого Еро, клонированного в культуре клеток яичников китайского хомячка [Патенты РФ №2125093, №2070931, №2070931].For clinical use, EPO is obtained by biosynthesis in eukaryotic cells using recombinant DNA technology [Egrie J.C., Strickland TW, Lane J., Aoki K., Cohen AM, Smalling R., Trail G., Lin FK, Browne JK, Hines Dk Characterization and biological effects of recombinant human erythropoietin. Immunobiology. 1986. Vol. 172 (3-5), P. 213-224.]. Such EPO is a product of expression of the human EPO gene cloned in a culture of Chinese hamster ovary cells [RF Patents No. 2125093, No. 2070931, No. 2070931].
Рекомбинантные Еро человека доступны в продаже в виде молекулярных форм Epoetin alfa и Epoetin beta. Они применяются для лечения анемии при хронической почечной недостаточности (ХПН). Эти формы Еро имеют одну и ту же последовательность в 165 а.о., но различаются картиной гликозилирования и фармакокинетическим профилем. Epoetin alfa медленно и не полностью сорбируется при подкожном введении, его биодоступность составляет ок. 10-50% от биодоступности при внутривенном введении. Epoetin beta тоже всасывается медленно, его биодоступность составляет ок. 40%.Recombinant human EPOs are commercially available in the form of molecular forms of Epoetin alfa and Epoetin beta. They are used to treat anemia in chronic renal failure (CRF). These forms of EPO have the same sequence at 165 aa, but differ in the glycosylation pattern and pharmacokinetic profile. Epoetin alfa is slowly and not completely absorbed by subcutaneous administration, its bioavailability is approx. 10-50% of bioavailability with intravenous administration. Epoetin beta is also absorbed slowly, its bioavailability is approx. 40%
Разработаны и другие формы Еро, например, Epoetin delta, gamma и omega, а также Darbepoetin alfa - гипергликозилированный аналог рекомбинантного человеческого Еро альфа - период полувыведения которого примерно втрое выше при внутривенном введении, чем у рекомбинантного человеческого Еро альфа и нативного гормона [Egrie J.С, Dwyer E., Browne J.K., Hitz A., Lykos M.A. Darbepoetin alfa has a longer circulating half-life and greater in vivo potency than recombinant human erythropoietin. Exp Hematol. 2003. Vol. 31(4), P. 290-299.].Other forms of EPO have been developed, for example, Epoetin delta, gamma and omega, as well as Darbepoetin alfa, a hyperglycosylated analogue of the recombinant human EPO alpha, the half-life of which is about three times higher when administered intravenously than the recombinant human EPO alpha and native hormone [Egrie J. C, Dwyer E., Browne JK, Hitz A., Lykos MA Darbepoetin alfa has a longer circulating half-life and greater in vivo potency than recombinant human erythropoietin. Exp Hematol. 2003. Vol. 31 (4), P. 290-299.].
Поскольку Еро человека необходим для формирования красных кровяных клеток, гормон успешно применяют для лечения заболеваний, приводящих к снижению образования эритроцитов, например, для лечения анемии при ХПН и у пациентов с иммунодефицитом [Eschbach J.W., Egrie J.С., Downing M.R., Browne J.K., Adamson J.W. NEJM. 1987. Vol. 316, P. 73-78; Eschbach J.W., Abdulhadi, M.H., Browne J.K., Delano B.G., Downing M.R., Egrie J.C., Evans R.W., Friedman E.A., Graber S.E., Haley N.R.,. Ann. Intern. Med. 1989. Vol. 111, P. 992; Egrie J.C., Eschbach J.W., McGuire Т., Adamson J.W. Kidney Intl. 1988. Vol. 33, P. 262; Lim V.S., Degowin R.L., Zavala D., Kirchner P.T., Abels R., Perry P., Fangman J. Ann. Intern. Med. 1989. Vol. 110, P. 108-114.; Danna R.P., Rudnick S.A., Abels R.I. In: Garnick M.B., ed. Erythropoietin in Clinical Applications - An International Perspective. New York, N.Y.: Marcel Dekker; 1990: P. 301-324.].Since human EPO is necessary for the formation of red blood cells, the hormone has been successfully used to treat diseases that lead to a decrease in the formation of red blood cells, for example, for the treatment of anemia in chronic renal failure and in patients with immunodeficiency [Eschbach JW, Egrie J.C., Downing MR, Browne JK Adamson JW NEJM. 1987. Vol. 316, P. 73-78; Eschbach J.W., Abdulhadi, M.H., Browne J.K., Delano B.G., Downing M.R., Egrie J.C., Evans R.W., Friedman E.A., Graber S.E., Haley N.R.,. Ann. Intern. Med. 1989. Vol. 111, p. 992; Egrie J.C., Eschbach J.W., McGuire T., Adamson J.W. Kidney Intl. 1988. Vol. 33, p. 262; Lim V.S., Degowin R.L., Zavala D., Kirchner P.T., Abels R., Perry P., Fangman J. Ann. Intern. Med. 1989. Vol. 110, P. 108-114 .; Danna R.P., Rudnick S.A., Abels R.I. In: Garnick M. B., ed. Erythropoietin in Clinical Applications - An International Perspective. New York, N.Y .: Marcel Dekker; 1990: P. 301-324.].
Для лечения этих заболеваний белок вводится парентерально (в том числе, внутривенно), и, попадая в кровь, в течение короткого времени разрушается системой протеаз, что приводит к снижению эффективности терапии.To treat these diseases, the protein is administered parenterally (including intravenously), and when it enters the bloodstream, it is destroyed by the protease system for a short time, which leads to a decrease in the effectiveness of therapy.
Предпринимались попытки улучшения фармакокинетических свойств Еро, а именно, удлинение периода полувыведения для снижения частоты инъекций, что достигалось получением производных Еро.Attempts have been made to improve the pharmacokinetic properties of EPO, namely, lengthening the half-life to reduce the frequency of injections, which was achieved by obtaining derivatives of EPO.
На этом пути применялось несколько подходов: (1) конъюгирование с (поли)пептидами, т.е. получение гибридного белка Еро с сильно гликозилированными пептидами и других белковых конъюгатов Еро; (2) химические модификации Еро (например, присоединение остатка полиэтиленгликоля - ПЭГ, полисахаридов); (3) получение в высокой степени сиалированного белка в рекомбинантной эукариотической системе; (4) инкапсулирование Еро.Several approaches were used along this path: (1) conjugation with (poly) peptides, i.e. obtaining a hybrid EPO protein with highly glycosylated peptides and other EPO protein conjugates; (2) chemical modifications of EPO (for example, addition of the residue of polyethylene glycol - PEG, polysaccharides); (3) obtaining a highly sialylated protein in a recombinant eukaryotic system; (4) Encapsulation of EPO.
Первый подход реализован в патентах [20160176940; 20170114110], в которых получили рекомбинантные гибридные белки - конъюгаты Еро с сильно гликозилированным пептидом, либо частью полипептида иммуноглобулина, что повышало период полувыведения in vivo и биологическую активность по сравнению с природным или рекомбинантным Еро человека.The first approach is implemented in patents [20160176940; 20170114110], in which they obtained recombinant hybrid proteins - EPO conjugates with a highly glycosylated peptide or part of an immunoglobulin polypeptide, which increased the in vivo half-life and biological activity compared to natural or recombinant human EPO.
ПЭГ-илирование, присоединение полисахаридных и др. остатков к Еро, достигалось посредством получения мутеинов Еро (с применением техники бесклеточного синтеза) с последующей их химической дериватизацией (ковалентной модификацией) [ЕР 1219636]. В основном, ПЭГ присоединялся к свободным сульфгидрильным группам мутеинов Еро.PEGylation, addition of polysaccharide and other residues to EPO was achieved by obtaining EPO muteins (using the cell-free synthesis technique) followed by their chemical derivatization (covalent modification) [EP 1219636]. Basically, PEG was attached to the free sulfhydryl groups of EPO muteins.
Примеры применения этого подхода - продукт, разработанный Roche и известный как CERA (Constant Erythropoiesis Receptor Activator), а также Hematide - ПЭГ-илированный синтетический пептид для лечения анемии при ХПН и раке. Он описан у Fan et al. [Fan Q., Leuther K.K., Holmes C.P., Fong K.L., Zhang J., Velkovska S., Chen M.J., Mortensen R.B., Leu K., Green J.M., Schatz P.J., Woodburn K.W. Preclinical evaluation of Hematide, a novel erythropoiesis stimulating agent, for the treatment of anemia. Exp. Hematol. 2006. Vol. 34 (10), P. 1303-1311.], аналогом его является препарат МИРЦЕРА (производимый согласно патенту [WO №2002/049673]). Способы получения Еро, конъюгированного с ПЭГ, описаны в патентах [RU 2433134 C1; U.S. Pat. No. 7,128,913; 20170008941; US 2004/0082765; 20160317674]. Ковалентное конъюгирование Еро с неантигенными гидрофильными полимерами (полиалкеноксидами, полиамидами, углеводами - анионным полисахаридом, полисиаловыми кислотами), ковалентно связывающимися с ним, также повышает период полувыведения полученного конъюгата [U.S. Pat. No. 7,074,755; U.S. Pat. No. 5,846,951; WO-A-0187922; 20170119893].Examples of this approach are the product developed by Roche and known as CERA (Constant Erythropoiesis Receptor Activator), as well as Hematide, a pegylated synthetic peptide for the treatment of anemia in chronic renal failure and cancer. It is described by Fan et al. [Fan Q., Leuther K.K., Holmes C.P., Fong K.L., Zhang J., Velkovska S., Chen M.J., Mortensen R.B., Leu K., Green J.M., Schatz P.J., Woodburn K.W. Preclinical evaluation of Hematide, a novel erythropoiesis stimulating agent, for the treatment of anemia. Exp. Hematol. 2006. Vol. 34 (10), P. 1303-1311.], Its analogue is the drug MIRZERA (produced according to the patent [WO No. 2002/049673]). Methods of obtaining EPO conjugated with PEG are described in patents [RU 2433134 C1; U.S. Pat. No. 7,128,913; 20170008941; US 2004/0082765; 20160317674]. Covalent conjugation of EPO with non-antigenic hydrophilic polymers (polyalkenoxides, polyamides, carbohydrates - anionic polysaccharide, polysialic acids) covalently bound to it also increases the half-life of the resulting conjugate [U.S. Pat. No. 7,074,755; U.S. Pat. No. 5,846,951; WO-A-0187922; 20170119893].
Известен способ получения рекомбинантной клеточной линии [20170129932], клетки которой синтезируют рекомбинантные гликопротеины, в частности, Еро, содержащий большое количество остатков сиаловой кислоты.A known method of producing a recombinant cell line [20170129932], the cells of which synthesize recombinant glycoproteins, in particular EPO, containing a large number of sialic acid residues.
Примерами инкапсулированных форм Еро являются нанокапсулированная форма рекомбинантного Еро человека [Патент №: 2518329] (кроме удлинения периода полувыведения, нанокапсулы с Еро обладают высокой проникающей способностью), липосомальная форма Еро [РФ №2218914], липидная фаза которой содержит заряженное липидное соединение и холестерин, а также микрокапсулированная (в виде микросфер) форма Еро [CN 102233129], которая включает Еро. как активный компонент, и декстран в качестве защитного (стабилизирующего) агента для активного компонента.Examples of encapsulated forms of EPO are the nanocapsulated form of the recombinant human EPO [Patent No. 2518329] (in addition to lengthening the half-life, nanocapsules with EPO have high penetration), the liposomal form of EPO [RF No. 22118914], the lipid phase of which contains a charged lipid compound and cholesterol as well as microencapsulated (in the form of microspheres) form of EPO [CN 102233129], which includes EPO. as an active component, and dextran as a protective (stabilizing) agent for the active component.
Описанные выше способы производства рекомбинантного Еро в эукариотических клетках имеют общий недостаток - низкий выход белка и связанную с этим высокую стоимость целевого продукта. Поиск пути преодоления этой проблемы привел к разработке системы гетерологичной экспрессии гена, кодирующего рекомбинантный белок, в прокариотических клетках [Wang Y.J., Liu Y.D., Chen J., Hao S.J., Hu Т., Ma G.H., Su Z.G Efficient preparation and PEGylation of recombinant human non-glycosylated erythropoietin expressed as inclusion body in E. coli. Int. J. Pharm. 2010. Vol. 386 (1-2), P. 156-164.]. С точки зрения получения белка Еро прототипом и ближайшим аналогом настоящего изобретения является указанный способ. Этим способом достигается продукция негликозилированного рекомбинантного белка (мол. массой ~18,4 кДа) в составе телец включения, которые растворяют в денатурирующих восстанавливающих условиях, затем проводится очистка белка катионообменной хроматографией и гель-фильтрацией до гомогенного при электрофорезе состояния.The above methods for the production of recombinant EPO in eukaryotic cells have a common disadvantage - low protein yield and the associated high cost of the target product. The search for a way to overcome this problem led to the development of a system for heterologous expression of a gene encoding a recombinant protein in prokaryotic cells [Wang YJ, Liu YD, Chen J., Hao SJ, Hu T., Ma GH, Su ZG Efficient preparation and PEGylation of recombinant human non-glycosylated erythropoietin expressed as inclusion body in E. coli. Int. J. Pharm. 2010. Vol. 386 (1-2), P. 156-164.]. From the point of view of obtaining EPO protein, the prototype and the closest analogue of the present invention is the specified method. In this way, the production of a non-glycosylated recombinant protein (molecular weight ~ 18.4 kDa) in the inclusion bodies, which are dissolved under denaturing reducing conditions, is achieved, then the protein is purified by cation exchange chromatography and gel filtration to a homogeneous state during electrophoresis.
По сравнению с указанным прототипом [Wang Y.J., Liu Y.D., Chen J., Hao S.J., Hu Т., Ma G.H., Su Z.G. Efficient preparation and PEGylation of recombinant human non-glycosylated erythropoietin expressed as inclusion body in E. coli. Int J Pharm. 2010. Vol. 386(1-2), P. 156-164.], предлагаемый настоящим изобретением способ получения рекомбинантного Еро отличается тем, что последовательность рекомбинантного белка содержит в своем составе кроме Еро также последовательность гепарин-связывающего домена (HBD). Наличие гепарин-связывающего домена обеспечивает возможность иммобилизации Еро на гепарин-содержащем сорбенте. Благодаря наличию HBD также возможна аффинная очистка целевого белка HBD-Epo на гепарин-содержащем сорбенте (например, гепарин-сефарозе), и тем самым исключается этап очистки HBD-Epo гель-фильтрацией. Введение иммобилизованного на сорбенте, содержащем гепарин, например, деминерализованном костном матриксе (ДКМ), Еро в организм должно приводить к постепенному дозированному выходу фактора в окружающие ткани и, тем самым, обеспечивать пролонгированное действие и высокую локальную концентрацию Еро, что может быть полезным для некоторых вариантов использования фактора, в частности, при его применении для репарации дефектов костной ткани.Compared with said prototype [Wang Y.J., Liu Y.D., Chen J., Hao S.J., Hu T., Ma G.H., Su Z.G. Efficient preparation and PEGylation of recombinant human non-glycosylated erythropoietin expressed as inclusion body in E. coli. Int J Pharm. 2010. Vol. 386 (1-2), P. 156-164.], The method of producing recombinant EPO proposed by the present invention is characterized in that the sequence of the recombinant protein contains, in addition to EPO, also a sequence of a heparin binding domain (HBD). The presence of a heparin-binding domain allows the immobilization of EPO on a heparin-containing sorbent. Due to the presence of HBD, the affinity purification of the target HBD-Epo protein on a heparin-containing sorbent (for example, heparin-sepharose) is also possible, and thus the HBD-Epo purification step by gel filtration is excluded. The introduction of EPO immobilized on a sorbent containing heparin, for example, demineralized bone matrix (DCM), into the body should lead to a gradual dosed release of the factor into the surrounding tissues and, thus, provide a prolonged action and a high local concentration of EPO, which may be useful for some options for using the factor, in particular, when it is used for the repair of bone defects.
Гепарин-связывающие домены - природные аминокислотные последовательности, образующие комплекс с гепарином за счет ионных взаимодействий, присутствуют во многих белках [ and Linhardt, Heparin-binding domains in vascular biology. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2004. Vol. 9, P. 1549-1557.]. Аффинность HBD к гепарину нашла практическое применение в биотехнологии и медицине. Например, она используется при очистке белков аффинной хроматографией на гепарин-сефарозе, а также для электростатического удержания VEGF на гепарин-содержащем носителе с целью дальнейшего ковалентного связывания этого фактора [ and Linhardt, Heparin-binding domains in vascular biology. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2004. Vol. 9, P. 1549-1557; Ducheyne P., Healy K., Hutmacher D.E., Grainger D.W., Kirkpatrick C.J. Comprehensive Biomaterials. Elsevier 1-st Ed. 2011. Vol. 1, P. 269.]. Гепарин-связывающий домен фибрина (фибриногена), иммобилизованный на синтетическом заменителе (имитирующем фибрин и использующемся для заполнения ран), связывает ростовые факторы, активируя процесс заживления ран [Martinoa М.М., Briqueza P.S., Rangaa A., Lutolfa М.Р., and Hubbell J.A. Heparin-binding domain of fibrin(ogen) binds growth factors and promotes tissue repair when incorporated within a synthetic matrix. Proc. Nat. Acad. Sci. 2013. Vol. 110, P. 4563-4568.]. Наличие природного гепарин-связывающего домена в последовательности фактора дифференцировки - костного морфогенетического белка ВМР-2 [Gandhi N.S. and Mancera R.L. Prediction of heparin binding sites in bone morphogenetic proteins (BMPs). Biochim. Biophys. Acta. 2012. Vol. 1824(12), P. 1374-1381.], позволяет производить аффинную очистку этого белка на гепарин-сефарозе и иммобилизировать ВМР-2 на ДКМ [Карягина А.С., Бокша И.С., Грунина Т.М., Демиденко А.В., Попонова М.С., Сергиенко О.В., Лящук A.M., Галушкина З.М., Соболева Л.А., Осидак Е.О., Семихин А.С., Громов А.В., Лунин B.Г. Оптимизация получения активной формы rhBMP-2 в гетерологичной системе экспрессии с помощью микробиологических и молекулярно-генетических подходов. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2016. Т. 4, С. 132-137.].Heparin-binding domains - natural amino acid sequences that form a complex with heparin due to ionic interactions, are present in many proteins [ and Linhardt, Heparin-binding domains in vascular biology. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2004. Vol. 9, P. 1549-1557.]. The affinity of HBD for heparin has found practical application in biotechnology and medicine. For example, it is used in protein purification by heparin-sepharose affinity chromatography, as well as for electrostatic retention of VEGF on a heparin-containing carrier in order to further covalently bind this factor [ and Linhardt, Heparin-binding domains in vascular biology. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2004. Vol. 9, P. 1549-1557; Ducheyne P., Healy K., Hutmacher DE, Grainger DW, Kirkpatrick CJ Comprehensive Biomaterials. Elsevier 1-st Ed. 2011. Vol. 1, P. 269.]. Heparin-binding domain of fibrin (fibrinogen), immobilized on a synthetic substitute (simulating fibrin and used to fill wounds), binds growth factors, activating the healing process [Martinoa M.M., Briqueza PS, Rangaa A., Lutolfa M.R. , and Hubbell JA Heparin-binding domain of fibrin (ogen) binds growth factors and promotes tissue repair when incorporated within a synthetic matrix. Proc. Nat. Acad. Sci. 2013. Vol. 110, P. 4563-4568.]. The presence of a natural heparin binding domain in the sequence of the differentiation factor, BMP-2 bone morphogenetic protein [Gandhi NS and Mancera RL Prediction of heparin binding sites in bone morphogenetic proteins (BMPs). Biochim. Biophys. Acta. 2012. Vol. 1824 (12), P. 1374-1381.], Allows affinity purification of this protein on heparin-sepharose and immobilize BMP-2 on DCM [Karyagina AS, Boksha IS, Grunina TM, Demidenko A.V., Poponova M.S., Sergienko O.V., Lyashchuk AM, Galushkina Z.M., Soboleva L.A., Osidak E.O., Semikhin A.S., Gromov A.V., Lunin B.G. Optimization of obtaining the active form of rhBMP-2 in a heterologous expression system using microbiological and molecular genetic approaches. Molecular genetics, microbiology and virology. 2016. V. 4, S. 132-137.].
Известны различные способы введения Еро в организм. В большинстве случаев Еро вводится в организм человека парентеральным путем (инъекционно) [Николаев А.Ю., Клепиков П.В., Лашутин С.В., Кухтевич А.В. Эффективность сочетания Еро-кальцитриол у больных с хронической почечной недостаточностью, находящихся на программном гемодиализе. Терапевтический архив. 1995. Т. 67, С. 27-31; Патент СССР №1801118].There are various methods of introducing EPO into the body. In most cases, EPO is introduced into the human body through the parenteral route (injection) [Nikolaev A.Yu., Klepikov PV, Lashutin SV, Kukhtevich AV The effectiveness of the combination of Ero-calcitriol in patients with chronic renal failure undergoing hemodialysis. Therapeutic Archive. 1995. T. 67, S. 27-31; USSR patent No. 1801118].
Терапевтический эффект рекомбинантного человеческого Еро при парентеральном введении очевиден и описан во многих работах, но в тех же работах указывается и на его нежелательное побочное действие, приводящее к различным осложнениям. Введение парентеральных лекарственных форм, содержащих рекомбинантный человеческий Еро в больших дозах, может привести к нарушению гомеостаза и стать причиной возникновения дополнительных рисков для больного [Синюхин В.Н. Стецюк Е.А., Ловчинский Е.В. Фармакокинетика рекомбинантного человеческого эритропоэтина. Терапевтической архив. 1994. Т. 66, С. 60-62.].The therapeutic effect of recombinant human EPO upon parenteral administration is obvious and described in many works, but the same works also indicate its undesirable side effects, leading to various complications. The introduction of parenteral dosage forms containing recombinant human EPO in large doses can lead to disruption of homeostasis and cause additional risks for the patient [Sinyukhin V.N. Stetsyuk E.A., Lovchinsky E.V. Pharmacokinetics of recombinant human erythropoietin. Therapeutic Archive. 1994. T. 66, S. 60-62.].
Для решения этой проблемы была разработана лекарственная форма для приема внутрь «Репорон» [Заявка: 97108814/14, 22.05.1997 RU], которую получали смешиванием рекомбинантного Еро со стабилизирующими добавками в определенных пропорциях.To solve this problem, a Reporon oral dosage form was developed [Application: 97108814/14, 05/22/1997 RU], which was obtained by mixing recombinant EPO with stabilizing additives in certain proportions.
Известен также ингаляционный способ введения Еро в легкие человека [N 94/17784, 1994.].Also known is the inhalation route of administration of EPO into the human lungs [N 94/17784, 1994.].
Все описанные ранее способы введения в организм подразумевают системное поступление Еро через кровь.All previously described methods of introduction into the body involve the systemic intake of EPO through the blood.
Однако, учитывая многочисленные, проявляющиеся в различных органах - спинном и головном мозге, периферических нервах, сетчатке глаза, сердце и почках - эффекты Еро (в т.ч. антиапоптотический), реализующиеся через каскады белкового фосфорилирования и вовлекающие PI3K, Akt, NF-κВ и, таким образом, активирующие факторы транскрипции [Sharples E.J., Thiemermann С., Yaqoob М.М. Novel applications of recombinant erythropoietin. Curr Opin Pharmacol. 2006. Vol. 6(2), P. 184-189.], логично предположить, что при повреждении тканей и органов терапевтический эффект будет проявляться и при местном применении Еро (аппликации).However, given the numerous effects in various organs — the spinal cord and brain, peripheral nerves, retina, heart, and kidneys — the effects of EPO (including anti-apoptotic), realized through cascades of protein phosphorylation and involving PI3K, Akt, NF-κB and, thus, activating transcription factors [Sharples EJ, Thiemermann C., Yaqoob M.M. Novel applications of recombinant erythropoietin. Curr Opin Pharmacol. 2006. Vol. 6 (2), P. 184-189.], It is logical to assume that with damage to tissues and organs, the therapeutic effect will also manifest itself with topical application of EPO (applications).
Открытие такого факта, как стимуляция образования кости Еро, послужило предпосылкой для исследования возможности местного применения Еро [Sun Н., Jung Y., Shiozawa Y., Taichman R.S., Krebsbach P.H. Erythropoietin modulates the structure of bone morphogenetic protein 2-engineered cranial bone. Tissue Eng Part A. 2012. Vol. 18(19-20), P.2095-2105; , Bendtsen M., Jensen J., Stiehler M, Foldager C.B., Hellfritzsch M.B., Erythropoietin augments bone formation in a rabbit posterolateral spinal fusion model. J. Orthop. Res. 2012. Vol. 30(7), P. 1083-1088.]. По способу применения этот способ (местный) является наиболее близким прототипом настоящего изобретения.The discovery of such a fact as stimulation of the formation of EPO bone served as a prerequisite for studying the possibility of topical application of EPO [Sun N., Jung Y., Shiozawa Y., Taichman RS, Krebsbach PH Erythropoietin modulates the structure of bone morphogenetic protein 2-engineered cranial bone. Tissue Eng Part A. 2012. Vol. 18 (19-20), P.2095-2105; , Bendtsen M., Jensen J., Stiehler M, Foldager CB, Hellfritzsch MB, Erythropoietin augments bone formation in a rabbit posterolateral spinal fusion model. J. Orthop. Res. 2012. Vol. 30 (7), P. 1083-1088.]. According to the method of application, this method (local) is the closest prototype of the present invention.
Авторы работы et al., 2012, используя модель спинальных дефектов позвоночника кролика, вводили Еро (Epoetin beta, NeoRecormon, Roche, Hvidovre, Denmark) с помощью регулярных локальных инъекций (20 инъекций ежедневно) из расчета 250 ед./кг веса животного (для снижения побочного системного действия использовали низкие дозы цитокина) в 0,3 мл физраствора, и наблюдали эффект Еро на остеогенез, выражающийся в статистически достоверном повышении объема костной ткани на 18%. Эта же группа проводила исследования изменений посттравматического остеогенеза под воздействием Еро на модели краниальных дефектов у свиней ( et al., 2012), но схема введения препарата значительно отличалась - однократное введение 900 ед. Еро на дефект на различных носителях и без носителя (всего 2700 ед. Еро на животное), т.о. доза на вес была многократно снижена (до ~18 ед. на кг веса). В вариантах с Еро так же, как и на кроличьей модели, наблюдалась положительная динамика (прирост объема костной ткани в среднем был на 6% больше), однако результаты этого эксперимента не были статистически достоверны.Authors of the work et al., 2012, using a rabbit vertebral spine defects model, Epo (Epoetin beta, NeoRecormon, Roche, Hvidovre, Denmark) was injected with regular local injections (20 injections daily) at a rate of 250 units / kg of animal weight (to reduce the side systemic effects used low doses of cytokine) in 0.3 ml of saline, and the effect of EPO on osteogenesis was observed, which is expressed in a statistically significant increase in bone volume by 18%. The same group conducted studies of changes in post-traumatic osteogenesis under the influence of EPO on models of cranial defects in pigs ( et al., 2012), but the administration schedule was significantly different - a single injection of 900 units. EPO for the defect on various media and without media (total 2700 units of EPO per animal), i.e. dose to weight was many times reduced (up to ~ 18 units per kg of weight). In the variants with EPO, as well as in the rabbit model, a positive dynamics was observed (the increase in the volume of bone tissue was on average 6% more), but the results of this experiment were not statistically significant.
Авторы Sun et al., 2012 после создания краниальных дефектов критического размера в черепе мыши вводили Еро местно путем инъекции в область дефекта через день в течение 2 недель (доза 1000ед./мл Еро - Еро альфа, EPOGEN, Amgen, доза рассчитывалась на вес животных из расчета 1000 ед./кг). По данным микрокомпьютерной томографии, Еро достоверно усиливал индуцированное ВМР-2 формирование кости в зоне дефекта (т.е. наблюдалась синергия эффектов ВМР-2 и Еро).The authors of Sun et al., 2012, after creating critical-size cranial defects in the mouse skull, introduced EPO locally by injection into the defect area every other day for 2 weeks (dose 1000 units / ml EPO-EPO alpha, EPOGEN, Amgen, the dose was calculated on the weight of animals at the rate of 1000 units / kg). According to microcomputer tomography, EPO significantly enhanced BMP-2-induced bone formation in the defect area (i.e., a synergy of BMP-2 and EPO effects was observed).
Также был показан аддитивный эффект Еро при одновременном введении с ВМР2. В работе группы Patel et al., 2015 проводили оценку влияния на остеогенез при одновременном введении двух цитокинов, стимулирующих этот процесс - Еро (200 IU/mL) и BMP2 (65 μg/mL), введенных эктопически (подкожно) на носителе из полиэпсилонкапролактона. Имплантаты с Еро + ВМР2 и только с ВМР2 вводили подкожно. На 4 и 8 неделях анализировали прирост костной ткани в объеме имплантата с помощью томографии и гистологии. При этом при совместном введении цитокинов объем новообразованной костной ткани превышал на 31% этот показатель в варианте с введением только ВМР2.The additive effect of EPO was also shown with simultaneous administration with BMP2. Patel et al., 2015 evaluated the effect on osteogenesis with the simultaneous administration of two cytokines that stimulate this process - EPO (200 IU / mL) and BMP2 (65 μg / mL), administered ectopically (subcutaneously) on a polyepsiloncaprolactone carrier. Implants with EPO + BMP2 and only with BMP2 were administered subcutaneously. At
В работе Li et al., 2015 исследован эффект однократного локального введения 10 и 20 ед. Еро в цилиндрический челюстной дефект диаметром ~1 мм у крыс. Наиболее выраженное отличие от контроля наблюдалось на 4 неделе после операции - вариант с внесением 20 ед Еро более чем в 3 раза отличался от контрольного.Li et al., 2015 investigated the effect of a single local injection of 10 and 20 units. EPO in a cylindrical maxillary defect with a diameter of ~ 1 mm in rats. The most pronounced difference from the control was observed at 4 weeks after surgery - the option of adding 20 units of EPO was more than 3 times different from the control.
Очень хорошие результаты по восстановлению костной ткани на модели перелома бедренной кости мышей получены Holstein et al., 2011 также и при системном введении Еро, при ежедневном интерперитонеальном введении цитокина из расчета 500 ед./кг веса животного. Расстояние между сегментами кости составляло 1,8 мм, и фиксировалось с помощью металлической скобы. Исследовано три варианта - контроль, перелом с удалением надкостницы и без удаления надкостницы. На двухнедельном сроке разница между экспериментальным и контрольным вариантом составляла 71,4%, а после 10 недель результат по приросту объема костной ткани при применении Еро превысил контрольный вариант более чем в 2 раза.Very good results on the restoration of bone tissue in a model of femoral fracture in mice were obtained by Holstein et al., 2011 also with systemic administration of EPO, with daily interperitoneal administration of cytokine at the rate of 500 units / kg of animal weight. The distance between the bone segments was 1.8 mm, and was fixed with a metal bracket. Three options were investigated - control, fracture with removal of the periosteum and without removal of the periosteum. In the two-week period, the difference between the experimental and control options was 71.4%, and after 10 weeks, the result of the increase in bone volume when using EPO exceeded the control option by more than 2 times.
Из приведенных примеров прототипов ( et al., 2012, Sun et al., 2012, Patel et al., 2015) следует, что наличие локально высокой концентрации цитокина имеет ключевое значение, однако системное введение высоких концентраций может приводить к серьезным побочным эффектам (вплоть до тромбоэмболии) и не гарантирует достижения локально высокой концентрации (например, в месте повреждения кости).From the examples of prototypes ( et al., 2012, Sun et al., 2012, Patel et al., 2015) it follows that the presence of a locally high concentration of cytokine is key, however, systemic administration of high concentrations can lead to serious side effects (up to thromboembolism) and not ensures that a locally high concentration is achieved (e.g. at the site of bone damage).
Для увеличения периода удержания активного белка, в том числе Еро, в месте аппликации можно использовать активный белок, иммобилизованный на биологически совместимом материале, например, ДКМ. В настоящем изобретении этот подход решается путем получения гибридного белка Еро с полипептидным гепарин-связывающим доменом HBD (конструкции HBD-Epo). Отличие настоящего изобретения от прототипов [Sun Н., Jung Y., Shiozawa Y., Taichman R.S., Krebsbach P.H. Erythropoietin modulates the structure of bone morphogenetic protein 2-engineered cranial bone. Tissue Eng Part A. 2012. Vol. 18(19-20), P.2095-2105; J.H., Bendtsen M., Jensen J., Stiehler M., Foldager C.B., Hellfritzsch M.B., . Erythropoietin augments bone formation in a rabbit posterolateral spinal fusion model. J. Orthop. Res. 2012. Vol. 30(7), P. 1083-1088; Patel J.J., Modes J.E., Flanagan C.L., Krebsbach P.H., Edwards S.P, Hollister S.J. Dual delivery of EPO and BMP2 from a Novel Modular Poly-ε-Caprolactone Construct to Increase the Bone Formation in Prefabricated Bone Flaps. Tissue Eng. Part С Methods. 2015. Vol. 21(9), P. 889-897.] состоит в том, что, во-первых, используется рекомбинантный Еро, полученный синтезом в прокариотических клетках и, во-вторых, Еро удерживается на носителе (ДКМ) благодаря связыванию с гепариновыми участками ДКМ гепарин-связывающего домена (HBD), который введен в состав аминокислотной последовательности рекомбинантного Еро. Носитель Еро - ДКМ, используемый в настоящем изобретении, получают по методу, разработанному в патенте Лунина и др. [Патент РФ №2456003] и описанному в работе Громова и др. [Громов А.В., Никитин К.Е., Карпова ТА., Зайцев В.В., Сидорова Е.И., Андреева Е.В., Бартов М.С., Мишина Д.М., Субботина М.Е., Шевлягина Н.В., Сергиенков М.А., Соболева Л.А., Котнова А.П., Шарапова Н.Е., Семихин А.С., Диденко Л.В., Карягина А.С., Лунин В.Г. Разработка методики получения остеопластического материала на основе деминерализованного костного матрикса с максимальным содержанием нативных факторов роста костной ткани. Биотехнология. 2012. №5. С. 66-75.] с модификациями, описанными в работе Barov et al. [Bartov M.S., Gromov A.V, Poponova M.S., Savina D.M., Nikitin K.E., Grunina T.M., Manskikh V.N., Gra O.A., Lunin V.G, Karyagina A.S., Gintsburg A.L. Modern approaches to research of new osteogenic biomaterials on the model of regeneration of cranial critical-sized defects in rats. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2016. V. 162(2), P. 273-276.]. В настоящем изобретении HBD-Epo наносили на ДКМ отдельно и совместно с рекомбинантным костным морфогенетическим белком ВМР-2, полученным в клетках Е. coli по методу, описанному в статье Karyagina et al., 2016 [Karyagina A.S., Boksha I.S., Grunina T.M., Demidenko A.V, Poponova M.S., Sergienko O.V., Lyaschuk A.M., Galushkina Z.M., Soboleva L.A., Osidak E.O., Semikhin A.S., Gromov A.V., Lunin V.G. Optimization of rhBMP-2 active-form production in a heterologous expression system using microbiological and molecular genetic approaches. Molecular genetics, microbiology and virology. 2016. V. 31(4) P. 208-213.]. Метод нанесения ВМР-2 на ДКМ описан в работе Barov et al., 2016 [Bartov M.S., Gromov A.V., Poponova M.S., Savina D.M., Nikitin K.E., Grunina T.M., Manskikh V.N., Gra O.A., Lunin V.G, Karyagina A.S., Gintsburg A.L. Modern approaches to research of new osteogenic biomaterials on the model of regeneration of cranial critical-sized defects in rats. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2016. V. 162(2). P. 273-276.].To increase the retention period of the active protein, including EPO, at the place of application, you can use an active protein immobilized on a biologically compatible material, for example, DCM. In the present invention, this approach is solved by obtaining a hybrid EPO protein with the HBD polypeptide heparin binding domain (HBD-Epo constructs). The difference of the present invention from prototypes [Sun N., Jung Y., Shiozawa Y., Taichman RS, Krebsbach PH Erythropoietin modulates the structure of bone morphogenetic protein 2-engineered cranial bone. Tissue Eng Part A. 2012. Vol. 18 (19-20), P.2095-2105; JH, Bendtsen M., Jensen J., Stiehler M., Foldager CB, Hellfritzsch MB, . Erythropoietin augments bone formation in a rabbit posterolateral spinal fusion model. J. Orthop. Res. 2012. Vol. 30 (7), P. 1083-1088; Patel JJ, Modes JE, Flanagan CL, Krebsbach PH, Edwards SP, Hollister SJ Dual delivery of EPO and BMP2 from a Novel Modular Poly-ε-Caprolactone Construct to Increase the Bone Formation in Prefabricated Bone Flaps. Tissue Eng. Part With Methods. 2015. Vol. 21 (9), P. 889-897.] Consists in the fact that, firstly, the recombinant EPO obtained by synthesis in prokaryotic cells is used and, secondly, EPO is retained on a carrier (DCM) due to binding to DCM heparin sites heparin binding domain (HBD), which is introduced into the amino acid sequence of recombinant EPO. The carrier EPO - DCM used in the present invention is obtained according to the method developed in the patent of Lunin et al. [RF Patent No. 2456003] and described in the work of Gromov et al. [Gromov A.V., Nikitin K.E., Karpova TA ., Zaitsev V.V., Sidorova E.I., Andreeva E.V., Bartov M.S., Mishina D.M., Subbotina M.E., Shevlyagina N.V., Sergienkov M.A., Soboleva L.A., Kotnova A.P., Sharapova N.E., Semikhin A.S., Didenko L.V., Karyagina A.S., Lunin V.G. Development of a technique for producing osteoplastic material based on demineralized bone matrix with a maximum content of native bone growth factors. Biotechnology. 2012. No5. S. 66-75.] With the modifications described in Barov et al. [Bartov MS, Gromov AV, Poponova MS, Savina DM, Nikitin KE, Grunina TM, Manskikh VN, Gra OA, Lunin VG, Karyagina AS, Gintsburg AL Modern approaches to research of new osteogenic biomaterials on the model of regeneration of cranial critical- sized defects in rats. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2016. V. 162 (2), P. 273-276.]. In the present invention, HBD-Epo was applied to DCM separately and together with the recombinant BMP-2 bone morphogenetic protein obtained in E. coli cells according to the method described in Karyagina et al., 2016 [Karyagina AS, Boksha IS, Grunina TM, Demidenko AV, Poponova MS, Sergienko OV, Lyaschuk AM, Galushkina ZM, Soboleva LA, Osidak EO, Semikhin AS, Gromov AV, Lunin VG Optimization of rhBMP-2 active-form production in a heterologous expression system using microbiological and molecular genetic approaches. Molecular genetics, microbiology and virology. 2016. V. 31 (4) P. 208-213.]. The method of applying BMP-2 to DCM is described in Barov et al., 2016 [Bartov MS, Gromov AV, Poponova MS, Savina DM, Nikitin KE, Grunina TM, Manskikh VN, Gra OA, Lunin VG, Karyagina AS, Gintsburg AL Modern approaches to research of new osteogenic biomaterials on the model of regeneration of cranial critical-sized defects in rats. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2016. V. 162 (2). P. 273-276.].
Отличие от прототипа [Wang Y.J., Liu Y.D., Chen J., Hao S.J., Hu Т., Ma G.H., Su Z.G Efficient preparation and PEGylation of recombinant human non-glycosylated erythropoietin expressed as inclusion body in E. coli. Int. J. Pharm. 2010. Vol. 386(1-2), P. 156-164.] и других перечисленных способов дериватизации Еро состоит в том, что вместо получения ПЭГ-илированных производных Еро, как предлагалось в прототипе, и других описанных выше способов дериватизации Еро, включение HBD в последовательность гибридного белка позволяет связывать (иммобилизовать) гибридный белок HBD-Epo на гепарин-содержащих носителях (например, деминерализованном костном матриксе, ДКМ), что удлиняет период полувыведения Еро из организма.The difference from the prototype [Wang Y.J., Liu Y.D., Chen J., Hao S.J., Hu T., Ma G.H., Su Z. G Efficient preparation and PEGylation of recombinant human non-glycosylated erythropoietin expressed as inclusion body in E. coli. Int. J. Pharm. 2010. Vol. 386 (1-2), P. 156-164.] And the other listed methods of derivatization of EPO is that instead of obtaining the pegylated derivatives of EPO, as proposed in the prototype, and other methods of derivatization of EPO described above, the inclusion of HBD in the sequence The hybrid protein allows you to bind (immobilize) the HBD-Epo hybrid protein on heparin-containing carriers (for example, demineralized bone matrix, DCM), which lengthens the half-life of EPO from the body.
Техническое решение изобретения выражается в получении рекомбинантного белка HBD-Epo в клетках непатогенных прокариотических микроорганизмов (штаммов Escherichia coli), тем самым достигается удешевление получаемого продукта, и в повышении биодоступности Еро путем получения химерного варианта Еро с гепарин-связывающим доменом и его иммобилизации на ДКМ при местном применении в зоне поражения (внесении в дефект кости при переломе или другом повреждении костной ткани, нанесении на раневую поверхность или введении в окружающие мягкие ткани при раневом процессе).The technical solution of the invention is expressed in the preparation of a recombinant HBD-Epo protein in cells of non-pathogenic prokaryotic microorganisms (Escherichia coli strains), thereby reducing the cost of the resulting product, and in increasing the bioavailability of EPO by obtaining a chimeric variant of EPO with a heparin binding domain and its immobilization on DCM with topical application in the affected area (insertion into a bone defect during a fracture or other damage to bone tissue, application to a wound surface or introduction into surrounding soft tissues in case of wounds eve process).
Сущность изобретения состоит в том, что получают плазмиду, содержащую рекомбинантный ген HBD-Epo. Синтетическую ДНК с последовательностью, соответствующей гену, кодирующему белок HBD-Epo, спланированную таким образом, чтобы нуклеотидный состав кодонов был оптимизирован для гетерологичной экспрессии в непатогенном лабораторном штамме Е. coli, фланкируют на 5'-конце сайтом NcoI, а на 3'-конце - сайтом Kpn2I. Этот синтетический ген встраивают в плазмиду pQE6 по сайтам NcoI и Kpn2I и получают плазмиду pL610. После трансформации полученной плазмидой pL610 штамма Е. coli M15 [pREP4] получают штамм-продуцент Е. coli M15 [pREP4, pL610] с продукцией рекомбинантного белка HBD-Epo в тельцах включения. Расчетная молекулярная масса рекомбинантного белка HBD-Epo составляет ~20,5 кДа. Белок HBD-Epo восстанавливают в растворе, содержащем дитиотреитол или меркаптоэтанол, и очищают колоночной хроматографией на катионообменном сорбенте в качестве неподвижной фазы в денатурирующих условиях, после чего активную форму HBD-Epo концентрируют на катионообменном и/или аффинном сорбенте (гепарин-сефарозе).The essence of the invention lies in the fact that receive a plasmid containing the recombinant gene HBD-Epo. Synthetic DNA with a sequence corresponding to the gene encoding the HBD-Epo protein, designed so that the nucleotide composition of the codons is optimized for heterologous expression in a non-pathogenic laboratory strain of E. coli, is flanked at the 5'-end by the NcoI site, and at the 3'-end - Kpn2I website. This synthetic gene is inserted into the pQE6 plasmid at the NcoI and Kpn2I sites and the plasmid pL610 is obtained. After transformation of the E. coli M15 strain [pREP4] with the obtained plasmid pL610, the E. coli M15 producer strain [pREP4, pL610] is produced with the production of the recombinant HBD-Epo protein in inclusion bodies. The estimated molecular weight of the recombinant HBD-Epo protein is ~ 20.5 kDa. The HBD-Epo protein is reduced in a solution containing dithiothreitol or mercaptoethanol and purified by column chromatography on a cation exchange sorbent as a stationary phase under denaturing conditions, after which the active form of HBD-Epo is concentrated on a cation exchange and / or affinity sorbent (heparin-sepharose).
Получают рекомбинантный биологически активный белок Еро, содержащий гепарин-связывающий домен (HBD-Epo), высокой степени чистоты, способный к сорбции на ДКМ, имеющем в своем составе гепарин.A recombinant biologically active EPO protein is obtained containing a heparin binding domain (HBD-Epo) of a high degree of purity, capable of sorption on DCM containing heparin.
Для этого получают синтетическую последовательность ДНК, кодирующую белок HBD-Epo. Настоящий способ отличается от прототипа [Wang Y.J., Liu Y.D., Chen J., Нао S.J., Hu Т., Ma G.H., Su Z.G. Efficient preparation and PEGylation of recombinant human non-glycosylated erythropoietin expressed as inclusion body in E. coli. Int J Pharm. 2010. Vol. 386(1-2), P. 156-164.] тем, что для обеспечения высокого уровня продукции рекомбинантного белка HBD-Epo в гетерологичной системе проводят оптимизацию кодонов. Спланированная кодирующая последовательность ДНК отличается от нативной последовательности ДНК Еро человека нуклеотидным составом. Этот прием позволяет получить высокоэффективную продукцию рекомбинантного белка HBD-Epo в нерастворимой фракции в количестве около 30% от суммарного белка клетки.For this, a synthetic DNA sequence encoding the HBD-Epo protein is obtained. The present method differs from the prototype [Wang Y.J., Liu Y.D., Chen J., Nao S.J., Hu T., Ma G.H., Su Z.G. Efficient preparation and PEGylation of recombinant human non-glycosylated erythropoietin expressed as inclusion body in E. coli. Int J Pharm. 2010. Vol. 386 (1-2), P. 156-164.] In that, to ensure a high level of production of the recombinant HBD-Epo protein in the heterologous system, codons are optimized. The planned coding DNA sequence differs from the native human EPO DNA sequence in its nucleotide composition. This technique makes it possible to obtain highly efficient production of the recombinant HBD-Epo protein in the insoluble fraction in an amount of about 30% of the total cell protein.
Заявляемая группа изобретений позволяет получить оптимальную для гетерологичной экспрессии синтетическую последовательность ДНК, кодирующую рекомбинантный белок HBD-Epo, обеспечивающую высокий уровень продукции белка HBD-Epo в непатогенных лабораторных экспрессионных штаммах Е. coli; проводить простую и эффективную очистку белка HBD-Epo в биологически активной форме, и в этой форме связываться с ДКМ и эффективно и специфически ускорять регенерацию костной ткани; создавать активные биологически-совместимые композиции на основе рекомбинантного белка с использованием ДКМ (в том числе, ДКМ, содержащем другие активные компоненты, например, рекомбинантный ВМР-2) в качестве матрикса-носителя биологически активного белка HBD-Epo.The claimed group of inventions allows to obtain the optimal synthetic DNA sequence for heterologous expression encoding the recombinant HBD-Epo protein, providing a high level of production of HBD-Epo protein in non-pathogenic laboratory expression strains of E. coli; to carry out simple and effective purification of the HBD-Epo protein in a biologically active form, and in this form to bind to DCM and effectively and specifically accelerate bone regeneration; to create active biocompatible compositions based on a recombinant protein using DCM (including DCM containing other active components, for example, recombinant BMP-2) as the matrix carrier of the biologically active protein HBD-Epo.
Указанный результат достигается за счет синтеза рекомбинантного белка HBD-Epo в клетках лабораторного штамма Е. coli, несущих рекомбинантную плазмиду pL610 (пример 1, фиг.1) с нуклеотидной последовательностью SEQ ID NO 1, а также за счет создания комплексного препарата HBD-Epo, иммобилизованного на ДКМ и на ДКМ, содержащем ВМР-2 (пример 4).This result is achieved due to the synthesis of recombinant HBD-Epo protein in cells of the laboratory E. coli strain carrying the recombinant plasmid pL610 (example 1, figure 1) with the nucleotide sequence of
Рекомбинантный белок HBD-Epo имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO 2, включающую последовательность аминокислотных остатков гепаринсвязывающего домена из Danio rerio (SEQ ID NO 3), последовательность аминокислотных остатков спейсера (SEQ ID NO 4), последовательность аминокислотных остатков белка Еро из Homo sapiens (SEQ ID NO 5). Расчетное значение молекулярной массы белка 20520,51 Да; расчетное значение ИЭТ 9,62.The recombinant HBD-Epo protein has the amino acid sequence of
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является получение высокого уровня продукции белка HBD-Epo (пример 2, фиг. 2), который после очистки формирует стабильную активную форму, способную связываться с гепарином ДКМ и индуцировать ускоренную регенерацию костной ткани.The technical result achieved by carrying out the invention is to obtain a high level of production of HBD-Epo protein (Example 2, Fig. 2), which, after purification, forms a stable active form capable of binding to DCM heparin and inducing accelerated bone tissue regeneration.
Активность рекомбинантного белка HBD-Epo в растворе была исследована in vitro на линии клеток эритролейкемии человека TF-1 (АТСС CRL-2003). Результат проявился в виде специфической стимуляции пролиферации клеток и развития окраски при добавлении к клеткам специфического субстрата (пример 3, фиг. 3).The activity of the recombinant HBD-Epo protein in solution was studied in vitro on the human erythroleukemia cell line TF-1 (ATCC CRL-2003). The result was manifested in the form of specific stimulation of cell proliferation and color development when a specific substrate was added to the cells (example 3, Fig. 3).
В части формулирования препарата рекомбинантного белка HBD-Epo, иммобилизованного на ДКМ, технический результат достигается за счет создания рекомбинантного белка HBD-Epo с последовательностью SEQ ID NO 2, а также за счет получения композиции, в которой рекомбинантный белок HBD-Epo содержится в виде комплекса с гепарином в составе ДКМ и в виде комплекса с гепарином в составе ДКМ, содержащего ВМР-2 (пример 4).In terms of formulating the preparation of the recombinant HBD-Epo protein immobilized on DCM, the technical result is achieved by creating a recombinant HBD-Epo protein with the sequence
Кроме того, техническим результатом является то, что указанные биологически активные композиции специфически и эффективно индуцируют регенерацию костной ткани.In addition, the technical result is that these biologically active compositions specifically and effectively induce bone tissue regeneration.
Специфичность и эффективность комплексных препаратов HBD-Epo - ДКМ и HBD-Epo - ВМР-2 - ДКМ были исследованы на мышиной модели краниальных дефектов критического размера (ДКР), (пример 5, фиг. 4).The specificity and effectiveness of the complex preparations of HBD-Epo - DKM and HBD-Epo - BMP-2 - DKM were investigated on a mouse model of cranial defects of critical size (DKR), (example 5, Fig. 4).
Изобретение также включает способ специфической индукции регенерации костной ткани, включающий заполнение дефектов костной ткани фрагментами деминерализованного костного матрикса с иммобилизированным на них рекомбинантным белком HBD-Epo или фрагментами деминерализованного костного матрикса с иммобилизированными на них рекомбинантными белками HBD-Epo и ВМР-2.The invention also includes a method for specific induction of bone tissue regeneration, comprising filling in bone defects with fragments of a demineralized bone matrix with recombinant HBD-Epo protein immobilized on them or fragments of a demineralized bone matrix with recombinant HBD-Epo and
Описание фигурDescription of figures
На фиг. 1 представлена Рекомбинантная плазмидная ДНК pL610, которая имеет размер 3583 н.п. и содержит искусственный бактериальный оперон рекомбинантного белка HBD-Epo, включающий: промоторную область раннего промотора бактериофага Т5 (7 - 87 н.п.), ген рекомбинантного белка HBD-Epo (117 - 674 н.п.), терминатор транскрипции (695 - 812 н.п.); бактериальный оперон бета-лактамазы (устойчивость к ампициллину) (3368 - 2518 н.п. комплементарной цепи); бактериальный участок инициации репликации типа ColE1, обеспечивающий репликацию плазмиды в штаммах Е. coli (1755 н.п.), кодирует синтез рекомбинантного белка HBD-Epo.In FIG. 1 shows Recombinant plasmid DNA pL610, which has a size of 3583 bp and contains the artificial bacterial operon of the recombinant HBD-Epo protein, including: the promoter region of the early promoter of the bacteriophage T5 (7 - 87 n.p.), the gene for the recombinant protein HBD-Epo (117 - 674 n.p.), the transcription terminator (695 - 812 n.p.); the bacterial operon beta-lactamase (resistance to ampicillin) (3368 - 2518 n.p. complementary chain); ColE1 type bacterial replication initiation site, which provides plasmid replication in E. coli strains (1755 bp), encodes the synthesis of recombinant HBD-Epo protein.
На фиг. 2 представлена Электрофореграмма образцов рекомбинантного белка HBD-Epo на различных стадиях очистки. Дорожки: 1 - экстракт клеток продуцента до индукции IPTG, 2 - экстракт клеток продуцента после индукции IPTG, 3 - супернатант (легко растворимые клеточные белки продуцента), 4 - отмытые тельца включения, 5 - элюат с колонки с катионообменным сорбентом, 6 - маркеры молекулярной массы.In FIG. 2 shows an Electrophoregram of HBD-Epo recombinant protein samples at various stages of purification. Lanes: 1 — producer cell extract before IPTG induction, 2 — producer cell extract after IPTG induction, 3 — supernatant (readily soluble producer cell proteins), 4 — washed inclusion bodies, 5 — eluate from a column with a cation exchange sorbent, 6 — molecular markers masses.
На фиг. 3 представлен График зависимости оптической плотности в лунке от концентрации образца при определении специфической активности HBD-Epo in vitro. Прерывистой линией с маркерами в виде ромбов изображен график, полученный с эукариотическим эритропоэтином, сплошной линией с закрашенными кружками - с HBD-Epo.In FIG. Figure 3 presents a graph of the dependence of the optical density in the well on the concentration of the sample when determining specific activity of HBD-Epo in vitro. A broken line with diamond-shaped markers shows a graph obtained with eukaryotic erythropoietin, a solid line with filled circles - with HBD-Epo.
На фиг 4 представлены Томограммы дефектов через 9 недель после операции (контроль-1 - незаполненные ДКР; контроль-2 - ДКМ; опыт-1 - ДКМ + ВМР-2; опыт-2 - ДКМ + HBD-Epo; опыт-3 - ДКМ + ВМР-2 + HBD-Epo).Fig. 4 shows tomograms of
Изобретение проиллюстрировано следующими примерами, приведенными ниже.The invention is illustrated by the following examples below.
Пример 1Example 1
Получение плазмиды pL610, несущей ген HBD-EpoObtaining plasmid pL610 carrying the HBD-Epo gene
Генно-инженерные и микробиологические манипуляции, амплификацию и секвенирование ДНК проводили по стандартным методикам [Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование, М.: Мир. 1984. Клонирование ДНК. Методы. Под ред. Д. Гловера, Пер. с англ., М.: Мир. 1988; Saiki R.K., Gelfand D.H., Stoffel S., Scharf S.J., Higuchi R., Horn G.T., Mullis K.B., Erlich H.A. Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a thermostable DNA polymerase. Science. 1988. Vol. 239, P. 487-491; Sanger F., Nicklen S., Coulson A.R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors (DNA polymerase/nucleotide sequences/bacteriophage ФХ174). Proc. Nat. Acad. Sci. 1977. Vol. 74, P. 5463-5467.].Genetic engineering and microbiological manipulations, amplification and DNA sequencing were carried out according to standard methods [Maniatis T., Fritsch E., Sambrook J. Molecular cloning, M .: Mir. 1984. DNA cloning. Methods Ed. D. Glover, Per. from English, M.: Mir. 1988; Saiki R.K., Gelfand D.H., Stoffel S., Scharf S.J., Higuchi R., Horn G.T., Mullis K.B., Erlich H.A. Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a thermostable DNA polymerase. Science. 1988. Vol. 239, P. 487-491; Sanger F., Nicklen S., Coulson A.R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors (DNA polymerase / nucleotide sequences / bacteriophage FX174). Proc. Nat. Acad. Sci. 1977. Vol. 74, P. 5463-5467.].
Синтетическая последовательность ДНК, соответствующая гену, кодирующему белок HDB-Epo, была спланирована таким образом, чтобы нуклеотидный состав кодонов был оптимизирован для гетерологичной экспрессии в непатогенном лабораторном штамме Е. coli. Этот синтетический ген HBD-Epo был фланкирован на 5'-конце сайтом NcoI, а на 3'-конце - сайтом Kpn2I. Синтетический ген встраивали в плазмиду pQE6 по сайтам NcoI и Kpn2I, для инициации и остановки трансляции были предусмотрены стартовый и терминирующий кодоны.The synthetic DNA sequence corresponding to the gene encoding the HDB-Epo protein was designed so that the nucleotide composition of the codons was optimized for heterologous expression in a non-pathogenic laboratory E. coli strain. This synthetic HBD-Epo gene was flanked at the 5'-end by the NcoI site, and at the 3'-end by the Kpn2I site. The synthetic gene was inserted into the pQE6 plasmid at the NcoI and Kpn2I sites; start and termination codons were provided to initiate and stop translation.
а) Химический синтез гена.a) Chemical synthesis of a gene.
Ген HBD-Epo был синтезирован фирмой Евроген (Россия). По кодонному составу ген HBD-Epo был оптимизирован для экспрессии в Е. coli и был фланкирован на 5'-конце сайтом NcoI, а на 3'-конце - сайтом Kpn2I. Оптимизацию кодонного состава синтетического гена проводили с помощью программы JCat (http://www.jcat.de/), корректировку вторичной структуры транскрибируемой РНК - с помощью веб-сервера DINAMelt (http://mfold.rna.albany.edu/?q=DINAMelt/Two-state-folding).The HBD-Epo gene was synthesized by Eurogen (Russia). By codon composition, the HBD-Epo gene was optimized for expression in E. coli and was flanked at the 5'-end by the NcoI site, and at the 3'-end by the Kpn2I site. The codon composition of the synthetic gene was optimized using the JCat program (http://www.jcat.de/), and the secondary structure of transcribed RNA was adjusted using the DINAMelt web server (http://mfold.rna.albany.edu/?q = DINAMelt / Two-state-folding).
б) Получение и клонирование рекомбинантного гена HBD-Epo в вектор pQE6.b) Obtaining and cloning of the recombinant HBD-Epo gene into pQE6 vector.
Синтетический ген встраивали в плазмиду pQE6 по сайтам NcoI и Kpn2I. Полученной конструкцией pL610 (фиг. 1) с нуклеотидной последовательностью SEQ ID NO 1 трансформировали штамм Е. coli M15 [pREP4] и получали штамм-продуцент Е. coli M15 [pREP4, pL610] с уровнем продукции белка HBD-Epo равным 30% от тотального белка клетки.The synthetic gene was inserted into the pQE6 plasmid at the NcoI and Kpn2I sites. The obtained construct pL610 (Fig. 1) with the nucleotide sequence of
Пример 2Example 2
Биомассу продуцента ресуспендировали в 5-10-кратном объеме буферного раствора: 10-100 мМ Трис-HCl, рН 7,0-8,0, 50 мМ NaCl, 1 мМ фенилметилсульфонилфторида (PMSF) и добавляли лизоцим из расчета 100 мкг/мл суспензии клеток. Инкубировали 1 ч при комнатной температуре, периодически перемешивая. Обрабатывали полученную суспензию ультразвуком для дезинтеграции клеток с помощью ультразвукового дезинтегратора. Центрифугировали 30 мин при 10000 g и температуре 5°C. Целевой белок находился в тельцах включения (ТВ), т.е. в осадочной фракции. Супернатант декантировали и отмывали осадок 10-кратным объемом буферного раствора: 10 мМ Трис-HCl, рН 8,0, 500 мМ NaCl, 1% Тритон Х-100. Отмытые ТВ растворяли в 5-кратном объеме раствора 8 М мочевины в буфере 10-100 мМ Трис-HCl, рН 8,0, с 50 - 100 мМ дитиотреитола (ДТТ). Содержание целевого белка в промытых ТВ составляло порядка 80% (оценено по денситограмме электрофореграммы, полученной после электрофореза в 15%-ном полиакриламидном геле и окраски Кумасси голубым R-250). Очистку белка HBD-Epo проводили методом колоночной катионообменной или аффинной (на гепарин-содержащем сорбенте - гепарин-сефарозе) хроматографии в денатурирующих условиях в 10-100 мМ Трис-HCl, рН 8,0, содержащем 6-8 М мочевины. Электрофореграмма образцов рекомбинантного белка HBD-Epo на различных стадиях до и в процессе очистки представлена на фиг. 2.The producer biomass was resuspended in a 5-10-fold volume of buffer solution: 10-100 mM Tris-HCl, pH 7.0-8.0, 50 mM NaCl, 1 mM phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) and lysozyme was added at the rate of 100 μg / ml suspension cells. Incubated for 1 h at room temperature, stirring occasionally. The resulting suspension was treated with ultrasound to disintegrate cells using an ultrasonic disintegrator. Centrifuged for 30 min at 10,000 g and a temperature of 5 ° C. The target protein was in inclusion bodies (TB), i.e. in sedimentary fraction. The supernatant was decanted and the precipitate was washed with a 10-fold volume of buffer solution: 10 mM Tris-HCl, pH 8.0, 500 mM NaCl, 1% Triton X-100. The washed TB was dissolved in a 5-fold volume of a solution of 8 M urea in a buffer of 10-100 mM Tris-HCl, pH 8.0, with 50-100 mM dithiothreitol (DTT). The content of the target protein in the washed TVs was about 80% (estimated from the densitogram of the electrophoregram obtained after electrophoresis in 15% polyacrylamide gel and Coomassie blue R-250 staining). Purification of the HBD-Epo protein was carried out by column cation exchange or affinity (on heparin-containing sorbent - heparin-sepharose) chromatography under denaturing conditions in 10-100 mM Tris-HCl, pH 8.0, containing 6-8 M urea. The electrophoregram of HBD-Epo recombinant protein samples at various stages before and during purification is shown in FIG. 2.
Полученные фракции очищенного белка диализовали против 10 мМ Na-фосфатного буфера, рН 4,5-5,5, и замораживали при -70°C.The resulting purified protein fractions were dialyzed against 10 mM Na-phosphate buffer, pH 4.5-5.5, and frozen at -70 ° C.
Пример 3Example 3
Оценка биологической активности HBD-Epo in vitro. Биологическую активность препаратов HBD-Epo оценивали in vitro в пролиферативном тесте на линии клеток эритролейкемии человека TF-1 (АТСС CRL-2003). Клетки культивировали при 37°C, в атмосфере 5% CO2, в среде RPMI 1640 («Панэко», Россия) с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки («HyClone», США), гентамицина («Панэко», Россия) до концентрации 10 мкг/мл и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ) («Панэко», Россия) в конечной концентрации 2 нг/мл. Перед использованием в тесте по определению специфической активности клетки проходили инкубацию в течении 22-26 ч в среде с минимальным (0,5%-ным) содержанием сыворотки без добавления ГМ-КСФ и других факторов роста при 37°C, в атмосфере 5% CO2. После этого клетки отмывали от культуральной среды путем центрифугирования при 800 об/мин, отбора супернатанта и ресуспендирования осадка клеток в холодной среде RPMI 1640. Процедуру повторяли 3 раза. После третьей процедуры центрифугирования клеточный осадок суспендировали в таком объеме тестовой среды (RPMI 1640 с добавлением 5% эмбриональной телячьей сыворотки, 10 мкг/мл гентамицина, без ГМ-КСФ), чтобы получившаяся концентрация клеток была в пределах 600-800 тыс. клеток в 1 мл. Образцы HBD-Epo стерилизовали с помощью фильтрационной насадки 0,2 мкм («Corning», Германия) и разводили в тестовой среде. Готовили 96-луночные планшеты с различными концентрациями образцов, разведенных в тестовой среде (объем в лунке 50 мкл, двоичные разведения от 1000 нг/мл до 4 нг/мл и от 10 нг/мл до 0,04 нг/мл). В качестве отрицательного контроля использовали среду без HBD-Epo, в качестве препарата сравнения - рекомбинантный ЕРО из клеток млекопитающих - Эпостим (эпоэтин бета) («Фармапарк», Россия). Подготовленные клетки вносили по 50 мкл (30-40 тыс. клеток) в лунки планшета, содержавшие образцы. Планшет инкубировали в течение 68-72 ч при 37°C, в атмосфере 5% СО2. После окончания инкубации в каждую ячейку планшета добавляли по 10 мкл субстратной смеси WST-1 («Roche», Швейцария). Далее инкубировали планшет при 37°C, в атмосфере 5% СО2 в течение 5-6 ч при визуальном контроле развития окрашивания. Оптическую плотность в лунках планшета измеряли при длине волны 450 нм на планшетном спектрофотометре Tecan Infinite М 200 Pro («Tecan Group Ltd.», Швейцария). График зависимости оптической плотности в лунке от концентрации образца при определении специфической активности HBD-Epo in vitro представлен на фиг. 3. Удельная активность HBD-Epo, рассчитанная по регрессионной модели, составляла 12,4% от активности эукариотического эритропоэтина.Assessment of the biological activity of HBD-Epo in vitro. The biological activity of HBD-Epo preparations was evaluated in vitro in a proliferative test on the human erythroleukemia cell line TF-1 (ATCC CRL-2003). Cells were cultured at 37 ° C, in an atmosphere of 5% CO 2 , in
Пример 4Example 4
Получение дисков из ДКМ с иммобилизированным на них рекомбинантным белком HBD-EPO, а также HBD-EPO и ВМР-2.Obtaining disks from DCM with the recombinant protein HBD-EPO immobilized on them, as well as HBD-EPO and BMP-2.
Для получения мембран из ДКМ диафизы бедренных костей крупного рогатого скота с помощью ленточной пилы разрезали на слои толщиной 1 мм и в таком виде проводили обезжиривание, декальцинирование и депротеинизацию с целью удаления неколлагеновых белков, после чего вырезали диски диаметром 4 мм и лиофилизировали. Для иммобилизации HBD-Epo каждый диск помещали в 100 мкл раствора, содержащего 10 мкг HBD-Epo в буфере, содержащем 0,5 М NaCl и 25 мМ Трис-HCl, рН 7,5, инкубировали 3 часа, после чего проводили трехкратную отмывку тем же буфером и лиофилизацию. Содержание HBD-Epo составляло 10 мкг на один диск. После этого диски замораживали лиофильно высушивали и стерилизовали радиационным способом (значение поглощенной дозы 20±5 кГр). Полученные таким образом диски использовали для имплантации в краниальные дефекты мышей (пример изобретения 5).To obtain membranes from DCM, the diaphysis of the femoral bones of cattle using a band saw was cut into 1 mm thick layers and degreased, decalcified, and deproteinized in this form to remove non-collagen proteins, after which 4 mm diameter disks were cut and lyophilized. To immobilize HBD-Epo, each disk was placed in 100 μl of a solution containing 10 μg of HBD-Epo in a buffer containing 0.5 M NaCl and 25 mM Tris-HCl, pH 7.5, incubated for 3 hours, after which they were washed three times with same buffer and lyophilization. The content of HBD-Epo was 10 μg per disk. After that, the disks were freeze-dried and sterilized by radiation (the absorbed dose was 20 ± 5 kGy). The disks thus obtained were used for implantation into the cranial defects of mice (invention example 5).
Для иммобилизации HBD-Epo на дисках из ДКМ, содержащих также ВМР-2, проводили процедуру, аналогичную вышеописанной, но для инкубации использовали раствор, содержащий также 10 мкг рекомбинантного ВМР-2. Такие диски содержали 10 мкг HBD-Epo и 10 мкг ВМР-2 на один диск.To immobilize HBD-Epo on DCM disks containing also BMP-2, a procedure similar to that described above was performed, but a solution containing 10 μg of recombinant BMP-2 was also used for incubation. Such discs contained 10 μg HBD-Epo and 10 μg BMP-2 per disk.
Пример 5Example 5
Оценка биологической активности HBD-Epo на модели регенерации костной ткани. Биологическую активность препаратов HBD-Epo оценивали in vivo на мышиной модели краниальных дефектов критического размера. Исследование выполняли на 30 аутбредных мышах ICR (CD-I), самцах возраста 38-47 дней.Evaluation of the biological activity of HBD-Epo in a bone tissue regeneration model. The biological activity of HBD-Epo preparations was evaluated in vivo in a mouse model of critical size cranial defects. The study was performed on 30 outbred ICR mice (CD-I), males aged 38-47 days.
Животных вводили в общий наркоз с помощью внутрибрюшинной инъекции препаратов «Золетил 100» (15 мг/кг массы тела) и «Рометар» (6 мг/кг массы тела). Операцию проводили в ламинарном боксе (Lamsystems, Россия) на термостатируемом хирургическом столике для лабораторных животных (Medax, Германия) при постоянной температуре 37°C. Подготовив хирургическое поле, в теменной области черепа скальпелем осуществляли кожно-мышечный разрез в саггитальной плоскости длиной 6-7 мм, после чего в теменных костях создавали ДКР диаметром 4 мм с помощью аппарата для хирургии и имплантологии Surgic АР (NSK Nakanishi Inc., Япония) при скорости вращения трепана 800 об/мин и моменте силы 0,10-0,15 Н⋅м. Место контакта трепана с костью постоянно охлаждали стерильным физраствором. По окончании операции рану послойно ушивали атравматической саморассасывающейся нитью Викрил 4/0 (Ethicon, Бельгия) и обрабатывали антибиотиком «Террамицин» (Pfizer Animal Health, США).The animals were injected into general anesthesia using an intraperitoneal injection of the preparations Zoletil 100 (15 mg / kg body weight) and Rometar (6 mg / kg body weight). The operation was performed in a laminar box (Lamsystems, Russia) on a thermostatically controlled surgical table for laboratory animals (Medax, Germany) at a constant temperature of 37 ° C. Having prepared the surgical field, in the parietal region of the skull with a scalpel, a skin-muscle incision was made in the sagittal plane 6-7 mm long, after which 4-mm-diameter DCBs were created in the parietal bones using Surgic AR surgery and implantology apparatus (NSK Nakanishi Inc., Japan) at a trepan rotation speed of 800 rpm and a torque of 0.10-0.15 N⋅m. The contact area of trephine with bone was constantly cooled with sterile saline. At the end of the operation, the wound was sutured in layers with an atraumatic self-
Животных делили на 5 групп по 6 мышей в каждой: незаполненные ДКР (контроль-1), с имплантацией дисков ДКМ (контроль-2), дисков ДКМ с костным морфогенетическим белком 2 (Bone Morphogenetic Protein 2, ВМР-2) (опыт-1), дисков с HBD-Epo (опыт-2) и дисков с ВМР-2 и HBD-Epo (опыт-3).Animals were divided into 5 groups of 6 mice each: unfilled DCR (control-1), with implantation of DCM disks (control-2), DCM disks with bone morphogenetic protein 2 (
Микрокомпьютерную томографию выполняли на приборе SkyScan 1176 (Bruker, США) сразу после операции, а также через 3, 6 и 9 недель после операции. Анестезированных животных размещали в «кроватке» томографа в лежачем положении, фиксировали тело и голову с помощью бумажного скотча для полной иммобилизации. Сканирование осуществляли в одном поле зрения камеры с использованием алюминиевого фильтра толщиной 0,5 мм при напряжении 60 кВ, силе тока 575 мА, разрешении 35 мкм, экспозиции 240 мс, шаге 0,5°, угле поворота камеры 180°. Обработку данных проводили в программном обеспечении SkyScan. Полученный набор данных реконструировали при значениях сглаживания «2», коррекции кольцевых артефактов «2», коррекции жесткости излучения «5». В наборе реконструированных данных для анализа ДКР выбирали область интереса цилиндрической формы диаметром 4 мм и высотой 15 срезов, соответствующей 1,5 мм. В выбранной области интереса рассчитывали значения следующих морфологических параметров: объем всех тканей, объем костной ткани, площадь поверхности всех тканей, площадь поверхности костной ткани, доля костной ткани, плотность костной ткани.Microcomputer tomography was performed on a SkyScan 1176 instrument (Bruker, USA) immediately after surgery, as well as 3, 6, and 9 weeks after surgery. Anesthetized animals were placed in the “bed” of the tomograph in the supine position, the body and head were fixed using paper tape for complete immobilization. Scanning was carried out in one field of view of the camera using an aluminum filter with a thickness of 0.5 mm at a voltage of 60 kV, a current of 575 mA, a resolution of 35 μm, an exposure of 240 ms, a step of 0.5 °, and a camera angle of 180 °. Data processing was performed in SkyScan software. The obtained data set was reconstructed with smoothing values “2”, correction of ring artifacts “2”, correction of radiation hardness “5”. In the set of reconstructed data for the analysis of DCR, the region of interest was chosen as a cylindrical shape with a diameter of 4 mm and a height of 15 sections, corresponding to 1.5 mm In the selected area of interest, the following morphological parameters were calculated: the volume of all tissues, the volume of bone tissue, the surface area of all tissues, the surface area of bone tissue, the proportion of bone tissue, bone density.
Через 60 суток после имплантации материалов животных эвтаназировали в CO2-камере (ООО «НПК Открытая Наука», Россия) и проводили некропсию участка свода черепа с ДКР. Для проведения гистоморфометрического анализа образцы черепа с ДКР делили во фронтальной плоскости на 2 части, одну из них декальцинировали. Образцы заливали в парафин, деминерализованные срезы окрашивали гематоксилином и эозином, недеминерализованные - ализариновым красным и по фон Косса. В препаратах оценивали степень неоваскуляризации; площадь всех тканей и костной ткани измеряли в «ImageJ».60 days after implantation of the materials, the animals were euthanized in a CO 2 chamber (NPK Otkrytaya Nauka LLC, Russia) and necropsy was performed on the area of the cranial fornix with DCR. To perform a histomorphometric analysis, skull samples with DCR were divided into 2 parts in the frontal plane, one of them was decalcified. Samples were embedded in paraffin, demineralized sections were stained with hematoxylin and eosin, non-demineralized sections were stained with alizarin red and von Koss. The degree of neovascularization was evaluated in the preparations; the area of all tissues and bone tissue was measured in ImageJ.
Статистическую обработку данных проводили с использованием непараметрического критерия Краскела-Уоллиса в Statistica 12.0 (StatSoft, США).Statistical data processing was performed using the non-parametric Kruskal-Wallis test in Statistica 12.0 (StatSoft, USA).
Через 9 недель после операции дефекты в 1 группе (контроль-1) заполнялись соединительной тканью с небольшими очагами костной ткани, во 2 группе (контроль-2) - фиброваскулярной соединительной тканью с остеоидом, в 3, 4 и 5 группах (опыт-1, 2, 3) - фиброваскулярной соединительной тканью, остеоидом и зрелой костной тканью. Во всех группах с имлантацией диски из ДКМ полностью резорбировались, окраска ализариновым красным и по фон Косса подтвердила частичную минерализацию остеоида, периостеоидные пространства содержали разнокалиберные кровеносные сосуды. Побочных явлений ни в одном случае зафиксировано не было. По результатам гистоморфометрии, объем и доля костной ткани во всех группах с имплантацией ДКМ достоверно выше, чем в группе с незаполненными ДКР (контроле-1), при этом достоверные отличия между группами с ДКМ зафиксированы с случае попарного сравнения групп опыт-1* - контроль-2; опыт-2* - контроль-2; опыт-3* - контроль-2; опыт-3* - опыт-1 (* достоверное увеличение с уровнем значимости р<0,05 при использовании критерия Краскела-Уоллиса).9 weeks after surgery, defects in group 1 (control-1) were filled with connective tissue with small foci of bone tissue, in group 2 (control-2) with fibrovascular connective tissue with osteoid, in
По результатам томографии (фиг. 4), для объема, площади, доли и плотности костной ткани достоверные отличия групп с имплантацией от контроля-1 (р<0,01) наблюдаются на всех сроках наблюдения, причем максимальный прирост показателей происходит в течение 3 недель после операции. Все три опытных группы демонстрировали достоверные отличия по объему, площади, доле и плотности костной ткани также от контроля-2 (р<0,01) на сроке 3 недели после операции. При этом в случае применения дисков с иммобилизацией ВМР-2 и HBD-Epo (опыт-3) наблюдалось максимальное увеличение плотности новообразованной костной ткани при достоверном отличии от опытных групп 1 и 2 (р<0,05), что свидетельствует о стимуляции остеоиндуктивных процессов при иммобилизации HBD-Epo на ДКМ, особенно при совместном действии с ВМР-2.According to the results of tomography (Fig. 4), for the volume, area, fraction and density of bone tissue, significant differences between the groups with implantation and control-1 (p <0.01) are observed at all periods of observation, and the maximum increase in indicators occurs within 3 weeks after operation. All three experimental groups showed significant differences in the volume, area, share and density of bone tissue also from control-2 (p <0.01) for a period of 3 weeks after surgery. Moreover, in the case of using disks with immobilization of BMP-2 and HBD-Epo (experiment-3), a maximum increase in the density of newly formed bone tissue was observed with a significant difference from
Перечень последовательностей:Sequence listing:
SEQ ID NO 1 Последовательность нуклеотидов рекомбинантной плазмидной ДНК pL610
SEQ ID NO 2 Последовательность аминокислотных остатков белка HBD-Epo
SEQ ID NO 3 Последовательность аминокислотных остатков гепаринсвязывающего домена из Danio rerio
SEQ ID NO 4 Последовательность аминокислотных остатков спейсера
SEQ ID NO 5 Последовательность аминокислотных остатков белка Еро из Homo sapiens
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137947A RU2664192C1 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Recombinant gene encoding hbd-epo protein, recombinant plasmid dna pl610, method for producing a recombinant hbd-epo protein, a recombinant hbd-epo protein, a composition for specifically inducing bone regeneration, method of specific induction of bone tissue regeneration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137947A RU2664192C1 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Recombinant gene encoding hbd-epo protein, recombinant plasmid dna pl610, method for producing a recombinant hbd-epo protein, a recombinant hbd-epo protein, a composition for specifically inducing bone regeneration, method of specific induction of bone tissue regeneration |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2664192C1 true RU2664192C1 (en) | 2018-08-15 |
Family
ID=63177320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017137947A RU2664192C1 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Recombinant gene encoding hbd-epo protein, recombinant plasmid dna pl610, method for producing a recombinant hbd-epo protein, a recombinant hbd-epo protein, a composition for specifically inducing bone regeneration, method of specific induction of bone tissue regeneration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2664192C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7074755B2 (en) * | 2003-05-17 | 2006-07-11 | Centocor, Inc. | Erythropoietin conjugate compounds with extended half-lives |
| RU2456003C1 (en) * | 2011-03-10 | 2012-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of producing demineralised crushed bone matrix |
-
2017
- 2017-10-31 RU RU2017137947A patent/RU2664192C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7074755B2 (en) * | 2003-05-17 | 2006-07-11 | Centocor, Inc. | Erythropoietin conjugate compounds with extended half-lives |
| RU2456003C1 (en) * | 2011-03-10 | 2012-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of producing demineralised crushed bone matrix |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU704515B2 (en) | Novel protein and process for producing the same | |
| US20020032153A1 (en) | Methods and compositions for the treatment and prevention of erectile dysfunction | |
| RU2180234C2 (en) | Materials stimulating cartilage/bone growth for producing preparations | |
| JP3187410B2 (en) | Sustained release formulation for intracerebral administration | |
| AU2008243150A1 (en) | Formulation comprising bioactive agents and methods of using same | |
| JP6139561B2 (en) | Combination of growth factors, cytokines, antibacterial / antiviral factors, stem cell stimulating factors, complement proteins C3A / C4A, and chemotactic factors | |
| EA013565B1 (en) | Variants of neublastin polypeptides, methods for producing thereof and their use | |
| RU2664192C1 (en) | Recombinant gene encoding hbd-epo protein, recombinant plasmid dna pl610, method for producing a recombinant hbd-epo protein, a recombinant hbd-epo protein, a composition for specifically inducing bone regeneration, method of specific induction of bone tissue regeneration | |
| JP3030386B2 (en) | Anticancer agent | |
| CN109836487B (en) | Human fibroblast growth factor 18, and soluble recombinant expression method, preparation and application thereof | |
| KR102090551B1 (en) | New release system of hydrophobic proteins | |
| JPH101439A (en) | Neurodegenerative disease therapeutic agent | |
| JP3931353B2 (en) | Wound healing agent | |
| WO1997003689A1 (en) | Method of treating epilepsy with brain derived neurotrophic factor | |
| JPH07316066A (en) | Wound healing agent | |
| CN107050429A (en) | FGF-21 is preparing the application in being used to treat cerebral apoplexy medicine | |
| JPH083058A (en) | Novel therapeutic agent for bone metabolism disease | |
| JP2001122799A (en) | Pleiotrophin-containing composition for promoting repair of connective tissue and use of pleiotrophin in preparation of the same composition | |
| HUP0003831A2 (en) | Tissue factor for influencing blood vessel formation | |
| WO2010135915A1 (en) | Use of midkine and medical device containing midkine | |
| JP3904268B2 (en) | HGF pharmaceutical preparation | |
| CN1389269A (en) | Compound of polypeptide-liposome and human vascular endothelial growth factor gene recombination plasmid and its use | |
| CN100448890C (en) | Novel protein derived from MP-52 protein and its preparation method and use | |
| KR100490817B1 (en) | MP-52 Derived Protein Consisting of 119 Amino Acids and Process for Producting the Same | |
| JPH0418031A (en) | Injury healing promoter |