[go: up one dir, main page]

RU2774892C2 - Vectors for treatment of friedreich's ataxia - Google Patents

Vectors for treatment of friedreich's ataxia Download PDF

Info

Publication number
RU2774892C2
RU2774892C2 RU2020115898A RU2020115898A RU2774892C2 RU 2774892 C2 RU2774892 C2 RU 2774892C2 RU 2020115898 A RU2020115898 A RU 2020115898A RU 2020115898 A RU2020115898 A RU 2020115898A RU 2774892 C2 RU2774892 C2 RU 2774892C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seq
vector
nucleic acid
sequence
fxn
Prior art date
Application number
RU2020115898A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020115898A (en
RU2020115898A3 (en
Inventor
Антони МАТИЛЬЯ ДУЭНЬЯС
Ивелиссе САНЧЕС ДИАС
Эудальд БАЛАГЕ КАБАСЕС
Original Assignee
Фундасио Институт Д'Инвестигасио Эн Сиенсес Де Ла Салут Херманс Триас И Пухоль
Джентек, С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фундасио Институт Д'Инвестигасио Эн Сиенсес Де Ла Салут Херманс Триас И Пухоль, Джентек, С.А. filed Critical Фундасио Институт Д'Инвестигасио Эн Сиенсес Де Ла Салут Херманс Триас И Пухоль
Priority claimed from PCT/EP2018/078384 external-priority patent/WO2019076973A1/en
Publication of RU2020115898A publication Critical patent/RU2020115898A/en
Publication of RU2020115898A3 publication Critical patent/RU2020115898A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2774892C2 publication Critical patent/RU2774892C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: present invention relates to biotechnology, namely to an adeno-associated viral vector (hereinafter – AAV) used in gene therapy for the treatment of Friedreich’s ataxia. The adeno-associated viral vector (AAV) of expression contains nucleic acid that includes (i) a nucleic acid sequence encoding frataxin; (ii) a promotor of phosphoglycerate kinase (PGK), consisting of SEQ ID NO:1; and (iii) a woodchuck hepatitis virus posttranscriptional regulatory element (WPRE). (ii) and (iii) are functionally connected to the sequence (i) and control its expression. There is a functionally connected linker between (i) and (ii). The specified linker consists of SEQ ID NO: 6, and AAV vector is AAV vector of serotype 9. An adeno-associated viral (AAV) cloning vector is presented. A pharmaceutical composition for the treatment of Friedreich’s ataxia, containing effective amount of AAV vector is presented, as well as the use of AAV vector as a drug and in the treatment of Friedreich’s ataxia.
EFFECT: structure of AAV9 vector is capable of providing intermediate levels of frataxin in vitro and in vivo, which are more comparable with endogenous levels.
12 cl, 3 tbl, 11 dwg, 4 ex

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение может быть включено в область новых терапевтических способов лечения атаксии Фридрейха. В частности, настоящая заявка относится к новым продуктам для генотерапии. Эти продукты могут быть использованы для лечения атаксии Фридрейха.The present invention may be included in the field of new therapeutic methods for the treatment of Friedreich's ataxia. In particular, the present application relates to new products for gene therapy. These products can be used to treat Friedreich's ataxia.

Предпосылки к созданию изобретенияPrerequisites for the invention

Атаксия Фридрейха (FRDA; OMIM # 229300) представляет собой редкое наследственное нейродегенеративное заболевание, которое вызывает прогрессирующее повреждение нервной системы, проявляющееся различными симптомами - от нарушений походки и речи до болезней сердца или кардиомиопатии. Это заболевание было названо в честь врача Николауса Фридрейха, который первым описал его в 1860-х годах. Атаксия, ассоциировання с нарушением координации движений, таким как неуклюжие движения и нестабильность, известна как атаксия Фридрейха, вызываемая дегенерацией нервной ткани в спинном мозге и нервах, которые контролируют мышечные движения рук и ног. Спинной мозг сжимается вместе с нервными клетками, что приводит к потере части их миелиновой оболочки. Атаксия Фридрейха, несмотря на то, что она встречается редко, является наиболее распространенной наследственной атаксией, обнаруживающейся у 1 на 30000-50000 новорожденных с распространенностью 2-4 на 100000. Оба пола страдают этой болезнью одинаково. Симптомы обычно начинаются в возрасте от 5 до 15 лет, но в редких случаях, они могут появляться уже в возрасте 18 месяцев или даже в возрасте 50 лет. Первым обнаруживаемым симптомом обычно является затруднение ходьбы или атаксия походки. Атаксия постепенно прогрессирует и медленно распространяется на руки, а затем и на все туловище. В качестве ранних признаков могут наблюдаться деформации стопы, как «полая стопа», непроизвольное складывание пальцев ног или деформация типа молоткообразного пальца стопы. Со временем, мышцы начинают ослабевать и истощаться, особенно на ступнях, голени и руках, и развиваются деформации. Другие симптомы включают потерю сухожильных рефлексов, особенно в коленях и лодыжках. Часто происходит постепенная потеря чувствительности в конечностях, которая может распространиться на другие части тела. При этом развивается дизартрия, в результате чего пациент быстро устает. Особенно распространены быстрые, ритмичные и непроизвольные движения глаз, называемые нистагмом. У большинства людей с атаксией Фридрейха развивается сколиоз, который, в тяжелой форме, может влиять на дыхание.Friedreich's ataxia (FRDA; OMIM # 229300) is a rare hereditary neurodegenerative disorder that causes progressive damage to the nervous system, with symptoms ranging from gait and speech disorders to heart disease or cardiomyopathy. The disease was named after the physician Nikolaus Friedreich, who first described it in the 1860s. Ataxia associated with impaired motor coordination, such as clumsy movements and instability, is known as Friedreich's ataxia, caused by degeneration of nerve tissue in the spinal cord and the nerves that control muscle movements of the arms and legs. The spinal cord shrinks along with the nerve cells, resulting in the loss of some of their myelin sheath. Friedreich's ataxia, although rare, is the most common hereditary ataxia, occurring in 1 in 30,000-50,000 newborns with a prevalence of 2-4 in 100,000. Both sexes are equally affected by this disease. Symptoms usually begin between the ages of 5 and 15, but in rare cases, they may appear as early as 18 months or even as early as 50 years of age. The first symptom detected is usually difficulty walking or gait ataxia. Ataxia gradually progresses and slowly spreads to the arms, and then to the entire body. Foot deformities such as "hollow foot", involuntary folding of the toes, or hammer toe deformity may be seen as early signs. Over time, the muscles begin to weaken and wear out, especially in the feet, lower legs and arms, and deformities develop. Other symptoms include loss of tendon reflexes, especially in the knees and ankles. There is often a gradual loss of sensation in the limbs, which can spread to other parts of the body. At the same time, dysarthria develops, as a result of which the patient quickly gets tired. Especially common are rapid, rhythmic, and involuntary eye movements called nystagmus. Most people with Friedreich's ataxia develop scoliosis, which, if severe, can affect breathing.

Другими симптомами, которые могут наблюдаться, являются боль в груди, одышка и сердцебиение. Эти симптомы являются результатом различных форм болезней сердца, которые часто сопровождают атаксию Фридрейха, таких как гипертрофическая кардиомиопатия, фиброз миокарда или сердечная недостаточность. Также часто наблюдаются нарушения сердечного ритма, такие как тахикардия и сердечная блокада. Приблизительно у 20% людей с атаксией Фридрейха развивается непереносимость углеводов, а у 30% - сахарный диабет. Некоторые люди, страдающие таким заболеванием, теряют слух или зрение. Скорость прогрессирования заболевания у разных людей варьируется. Обычно, через 10-20 лет после появления первых симптомов, человек вынужден передвигаться в инвалидной коляске, а на более поздних стадиях заболевания, люди полностью становятся инвалидами. Это, предположительно, может влиять на продолжительность жизни. Многие люди с атаксией Фридрейха умирают в зрелом возрасте из-за связанных с ней болезней сердца, самой распространенной причиной летального исхода. Однако некоторые люди с менее выраженными симптомами атаксии Фридрейха иногда доживают до 60 или 70 лет.Other symptoms that may be observed are chest pain, shortness of breath and palpitations. These symptoms are the result of various forms of heart disease that often accompany Friedreich's ataxia, such as hypertrophic cardiomyopathy, myocardial fibrosis, or heart failure. Heart rhythm disturbances such as tachycardia and heart block are also common. Approximately 20% of people with Friedreich's ataxia develop intolerance to carbohydrates, and 30% develop diabetes. Some people with this disease lose their hearing or vision. The rate of disease progression varies from person to person. Usually, 10-20 years after the onset of the first symptoms, a person is forced to move around in a wheelchair, and in the later stages of the disease, people become completely disabled. This, presumably, may affect life expectancy. Many people with Friedreich's ataxia die in adulthood due to related heart disease, the most common cause of death. However, some people with less severe symptoms of Friedreich's ataxia sometimes live into their 60s or 70s.

Нейровизуализация, такая как МРТ, показывает нормальное состояние организма на ранних стадиях заболевания, хотя при прогрессировании этого заболевания наблюдается вариабельная атрофия шейного отдела спинного мозга и мозжечка. Это часто указывает на атрофию верхней ножки. Электрофизиологические исследования показывают скорость проводимости, превышающую 40 м/с, в отсутствии или при снижении потенциалов сенсорного действия и в отсутствии рефлекса H. На невропатологическом уровне отмечаются атрофия спинного мозга, задних корешков, а иногда и мозжечка, и гипертрофия сердца. Нейродегенерация идентифицируется в периферических сенсорных нервах с прогрессирующей потерей сенсорных нейронов больших спинномозговых узлов, дегенерацией дорсального столба, трансинаптической дегенерацией нейронов в позвоночнике Кларка и спиноцеребеллярных волокнах и пирамидных путях и атрофией ядер тонкого пучка и клинообразного пучка. Вторичные поражения могут включать атрофию зубчатого ядра в мозжечке, поражающую крупные глутаматергические нейроны, и атрофию клеток Бетца и кортикоспинальных путей.Neuroimaging, such as MRI, shows the normal state of the body in the early stages of the disease, although with the progression of this disease there is variable atrophy of the cervical spinal cord and cerebellum. This often indicates atrophy of the upper pedicle. Electrophysiological studies show conduction velocities greater than 40 m/s in the absence or decrease of sensory action potentials and in the absence of the H reflex. At the neuropathological level, atrophy of the spinal cord, posterior roots, and sometimes the cerebellum, and cardiac hypertrophy are noted. Neurodegeneration is identified in peripheral sensory nerves with progressive loss of sensory neurons in the large spinal ganglions, degeneration of the dorsal column, transynaptic degeneration of neurons in Clark's spine and spinocerebellar fibers and pyramidal tracts, and atrophy of the fine fasciculus and cuneiform fasciculus nuclei. Secondary lesions may include atrophy of the dentate nucleus in the cerebellum affecting large glutamatergic neurons and atrophy of Betz cells and corticospinal tracts.

В 1996 году причина атаксии Фридрейха была идентифицирована как молекулярный дефект в гене FXN, расположенном на хромосоме 9 (полоса 9q21). Мутация состоит из аномального гомозиготного увеличнеия уровней триплета GAA, расположенного внутри последовательности ALU в первом интроне гена FXN. Приблизительно 98% пациентов с FRDA имеют 2 хромосомы с числом повторов GAA от 201 до 1700 (чаще всего от 600 до 900) в каждой из них. Однако у 2-5% пациентов с FRDA наблюдается увеличение уровней GAA и точечная мутация в гене FXN при комбинированной гетерозиготности (Таблица 1). В настоящее время описано более 17 различных мутаций в гене FXN, способных вызывать FRDA. Увеличение уровней GAA при FRDA является очень нестабильным во время мейоза и препятствует транскрипции гена FXN, что приводит к аномально низким уровням мРНК фратаксина. Увеличение уровней GAA может приводить к сайленсингу транскрипции гена FXN и, таким образом, отменить экспрессию фратаксина посредством образования тройных структур ДНК или гибридов ДНК-РНК, или тех и других. Совсем недавно было высказано предположение, что экспансия GAA будет блокировать переход от инициации к повышению уровня транскрипции из-за образования гетерохроматин-подобных структур рядом с областью гиперэкспансии GAA. Также было высказано предположение, что экспансия GAA будет приводить к эпигенетическому метилированию сайтов CpG, расположенных в 5’-области выше гена FXN, и к их сайленсингу. Таким образом, вследствие мутации GAA в гене FXN, при FRDA наблюдается дефицит белка фратаксина.In 1996, the cause of Friedreich's ataxia was identified as a molecular defect in the FXN gene located on chromosome 9 (band 9q21). The mutation consists of an abnormal homozygous increase in the levels of the GAA triplet located within the ALU sequence in the first intron of the FXN gene. Approximately 98% of FRDA patients have 2 chromosomes with GAA repeats ranging from 201 to 1700 (most commonly 600 to 900) on each. However, 2-5% of FRDA patients have an increase in GAA levels and a point mutation in the FXN gene with combined heterozygosity (Table 1). Currently, more than 17 different mutations in the FXN gene have been described that can cause FRDA. The increase in GAA levels in FRDA is highly unstable during meiosis and interferes with transcription of the FXN gene, resulting in abnormally low levels of frataxin mRNA. Increasing GAA levels can lead to silencing of FXN gene transcription and thus abolish frataxin expression through the formation of DNA triplets or DNA-RNA hybrids, or both. More recently, it has been suggested that GAA expansion will block the transition from initiation to transcriptional upregulation due to the formation of heterochromatin-like structures near the area of GAA hyperexpansion. It has also been suggested that GAA expansion will lead to epigenetic methylation of CpG sites located in the 5' region upstream of the FXN gene and their silencing. Thus, due to a GAA mutation in the FXN gene, FRDA is deficient in the frataxin protein.

Таблица 1. Наиболее распространенные аллельные варианты, идентифицированные в гене FXN и вызывающие атаксию ФридрейхаTable 1. Most common allelic variants identified in the FXN gene that cause Friedreich's ataxia OMIMOMIM АЛЛЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ, ВЫЗЫВАЮЩИЙ ЗАБОЛЕВАНИЕ ALLELIC VARIANT CAUSING DISEASE 606829.0001606829.0001 Экспансия GAA в интроне 1Expansion of GAA in intron 1 606829.0002606829.0002 Трансверсия в экзоне 3: LEU106XTransversion in exon 3: LEU106X 606829.0003606829.0003 Транзиция c.385-2A>G, влияющая на сплайсинг Transition c.385-2A>G affecting splicing 606829.0004606829.0004 Миссенс-вариант: Ile154Phe в экзоне 4Missense variant: Ile154Phe in exon 4 606829.0005606829.0005 Миссенс-мутация: Gly130ValMissense mutation: Gly130Val 606829.0006606829.0006 Миссенс-мутация, влияющая на старт-кодон: Met1IleMissense mutation affecting start codon: Met1Ile 606829.0007606829.0007 Миссенс-мутация: Trp173GlyMissense mutation: Trp173Gly 606829.0008606829.0008 Делеция 1 нуклеотида в кодоне 75, вызывающая усечение белка1 nucleotide deletion at codon 75 causing protein truncation 606829.0009606829.0009 Делеция 6 нуклеотидов и инсерция 15 нуклеотиов (c.371_376del6ins15) в экзоне 3Deletion of 6 nucleotides and insertion of 15 nucleotides (c.371_376del6ins15) in exon 3

Ген FXN кодирует небольшой консервативный митохондриальный белок, который содержит 210 аминокислот (а.к.) в форме предшественника, с молекулярной массой 23135 Да, названной фратаксином (Q16595). Эта форма белка-предшественника содержит N-концевую последовательность переноса, которая направляет ее в митохондриальный матрикс, где митохондриальная пептидаза превращает ее в различные более мелкие изоформы (FXN42-210, FXN56-210, FXN81-210, FXN78-210) зрелого белка фратаксина, представляющего собой FXN81-210 размером 130 а.к. и 14,2 кДа, который является наиболее распространенным. У человека, фратаксин детектируется в митохондриальном матриксе в комбинации с его внутренней мембраной в тканях широкого ряда, а его наибольшие уровни обнаруживаются в ткани сердца, спинном мозге и в делящихся лимфобластах, и, что примечательно, самые низкие уровни наблюдаются в мозжечке. До настоящего времени фратаксин не был обнаружен в коре головного мозга. Поскольку был идентифицирован ген, ответственный за это заболевание и было получено несколько животных-моделей, то было высказано предположение, что фратаксин обладает различными функциями, такими как митохондриальный гомеостаз железа, запасание железа, реакция на окислительный стресс, биогенез кластеров Fe-S, модуляция митохондриальной аконитазной активности и регуляция окислительного фосфорилирования. При FRDA, дефицит фратаксина, вызываемый гомозиготной экспансией GAA в гене FXN, приводит к недостаточному биосинтезу кластеров железа-серы, необходимых для транспорта электронов в митохондрии и аконитазной сборки, и тем самым, к нарушению регуляции митохондриальной функции и аккумуляции митохондриального железа за счет изменений его гомеостаза. Фратаксин также модулирует ДНК-связывающую способность белка аконитазы 1 (ACO1), которая помимо ее участия в цикле лимонной кислоты в митохондриальном матриксе, регулирует поглощение и утилизацию клеточного железа.The FXN gene encodes a small conserved mitochondrial protein that contains 210 amino acids (a.a.) in the form of a 23135 Da precursor called frataxin (Q16595). This form of precursor protein contains an N-terminal transfer sequence that directs it to the mitochondrial matrix, where mitochondrial peptidase converts it into various smaller isoforms (FXN42-210, FXN56-210, FXN81-210, FXN78-210) of the mature frataxin protein, which is FXN81-210 with a size of 130 a.k. and 14.2 kDa, which is the most common. In humans, frataxin is detected in the mitochondrial matrix in combination with its inner membrane in a wide range of tissues, and its highest levels are found in heart tissue, spinal cord and dividing lymphoblasts, and, notably, the lowest levels are observed in the cerebellum. To date, frataxin has not been found in the cerebral cortex. Since the gene responsible for this disease has been identified and several animal models have been generated, it has been suggested that frataxin has various functions such as mitochondrial iron homeostasis, iron storage, response to oxidative stress, Fe-S cluster biogenesis, modulation of mitochondrial aconitase activity and regulation of oxidative phosphorylation. In FRDA, frataxin deficiency caused by homozygous expansion of GAA in the FXN gene leads to insufficient biosynthesis of iron-sulfur clusters necessary for electron transport into mitochondria and aconitase assembly, and thus to dysregulation of mitochondrial function and accumulation of mitochondrial iron due to changes in its homeostasis. Frataxin also modulates the DNA-binding ability of the protein aconitase 1 (ACO1), which, in addition to its involvement in the citric acid cycle in the mitochondrial matrix, regulates cellular iron uptake and utilization.

Несколько животных и клеток с моделями атаксии Фридрейха были созданы посредством генетических манипуляций. Создание AF-модели у мыши, которая как можно точно имитировала бы человеческое заболевание, было трудной задачей, и в настоящее время существуют 8 различных мышиных моделей FRDA. К сожалению, ни одна из них не обладает комбинацией всех фенотипических симптомов FA у одного и того же животного, таких как поражения спинномозговых узлов (DRG) и зубчатых ядер мозжечка, хотя они могут оказаться полезными для изучения отдельных аспектов молекулярного нейродегенеративного процесса при FRDA и для оценки различных методов лечения при конкретных симптомах. В доклиническом лечении наиболее часто используются мыши Prp-CreERT и YG8R. У мышей Prp-CreERT, в частности, развивается мозжечковая и прогрессирующая сенсорная атаксия, наиболее важные неврологические функции атаксии Фридрейха. Гистологические исследования этих животных показали аномалии спинного мозга и спинномозговых узлов с отсутствием двигательной невропатии, которая является отличительным признаком заболевания у человека, а также дефекты арборизации в клетках Пуркинье мозжечка. Напротив, у YG8R-трансгенных мышей в отсутствие эндогенного мышиного белка фратаксина наблюдается медленно прогрессирующая патология FRDA. В отличие от человека, эти мыши не имеют сердечной недостаточности.Several animal and cell models of Friedreich's ataxia have been created through genetic manipulation. Creating a mouse AF model that mimics human disease as closely as possible has been a difficult task, and there are currently 8 different mouse FRDA models. Unfortunately, none of them has a combination of all the phenotypic symptoms of FA in the same animal, such as lesions of the spinal ganglia (DRG) and cerebellar dentate nuclei, although they may be useful for studying certain aspects of the molecular neurodegenerative process in FRDA and for evaluating different treatments for specific symptoms. In preclinical treatment, Prp-CreERT and YG8R mice are most commonly used. Prp-CreERT mice in particular develop cerebellar and progressive sensory ataxia, the most important neurological features of Friedreich's ataxia. Histological examination of these animals showed abnormalities of the spinal cord and spinal ganglions with no motor neuropathy, which is a hallmark of the disease in humans, and arborization defects in the Purkinje cells of the cerebellum. In contrast, YG8R transgenic mice in the absence of the endogenous murine frataxin protein show a slowly progressive pathology of FRDA. Unlike humans, these mice do not have heart failure.

Среди вирусных и невирусных векторов, используемых в генотерапии для лечения патологий у человека, векторы, происходящие от аденоассоциированного вируса (AAV), продемонстрировали важные клинические преимущества и пролонгированную экспрессию у животных с моделями болезни Гоше, болезни Фабри, болезни Помпе, метахроматической лейкодистрофии, болезни Нимана-Пика А и мукополисахаридоза I, II, III A, III B, IV и VII и т.п. Внутривенное введение AAV-векторов животным с моделями болезней лизосомного запасания приводит к увеличению активности ферментов в 16 раз по сравнению с нормальными их значениями в крови, печени, селезенке, почках и в мышцах, что делает их очень полезными для лечения патологий этого типа. За последние 10 лет, AAV-векторы были наиболее предпочтительными для большинства клинических испытаний, проводимых для лечения патологий центральной и периферической нервной системы (http://www.abedia.com/wiley/index.html). При этом важно отметить, что до настоящего времени, никаких побочных эффектов при введении этих векторов не наблюдалось, а поэтому такие результаты являются весьма перспективными. Таким образом, некоторые факторы делают AAV идеальными носителями для доставки генов в центральную нервную систему (ЦНС). Аденоассоциированные вирусные векторы, содержащие последовательность фратаксина, были использованы для лечения FRDA у мышей (Gérard et al., 2014. Mol Ther Methods Clin Dev. 1: 14044; Chapdelaine et al., 2016. Gene Ther. 23 (7): 606-614; Tremblay et al., 2015. Mol Ther. 23 (Suppl. 1): pS153; WO 2016/150964). Однако, AAV-векторы, раскрытые в предшествующих работах, либо чрезмерно, либо недостаточно экспрессируют фратаксин и не достигают всех клеток-мишеней и нейронов, пораженных FRDA, что делает их непригодными для эффективного лечения FRDA, а, в частности, ее неврологических симптомов. Таким образом, необходимо создать AAV-вектор, который экспрессировал бы белок фратаксин в терапевтически эффективном количестве.Among viral and non-viral vectors used in gene therapy for the treatment of human pathologies, vectors derived from adeno-associated virus (AAV) have demonstrated important clinical advantages and prolonged expression in animal models of Gaucher disease, Fabry disease, Pompe disease, metachromatic leukodystrophy, Niemann disease -Peak A and mucopolysaccharidosis I, II, III A, III B, IV and VII, etc. Intravenous administration of AAV vectors to animals with models of lysosomal storage diseases results in a 16-fold increase in enzyme activity compared to their normal values in blood, liver, spleen, kidneys and muscles, which makes them very useful for the treatment of this type of pathology. Over the past 10 years, AAV vectors have been the preferred vector for the majority of clinical trials conducted for the treatment of pathologies of the central and peripheral nervous system (http://www.abedia.com/wiley/index.html). It is important to note that, to date, no side effects have been observed with the introduction of these vectors, and therefore such results are very promising. Thus, several factors make AAVs ideal vehicles for gene delivery to the central nervous system (CNS). Adeno-associated viral vectors containing the frataxin sequence have been used to treat FRDA in mice (Gérard et al., 2014. Mol Ther Methods Clin Dev. 1: 14044; Chapdelaine et al., 2016. Gene Ther. 23 (7): 606- 614 Tremblay et al., 2015 Mol Ther 23 (Suppl. 1): pS153; WO 2016/150964). However, the AAV vectors disclosed in prior work either over- or under-express frataxin and do not reach all target cells and neurons affected by FRDA, making them unsuitable for effective treatment of FRDA, and in particular its neurological symptoms. Thus, it is necessary to create an AAV vector that expresses the frataxin protein in a therapeutically effective amount.

В настоящее время не существует какой-либо эффективной терапии для лечения FRDA, а поэтому необходимо разработать новые терапевтические средства для лечения FRDA. Целью настоящего изобретения является разработка подходящей терапии для лечения FRDA.Currently, there is no effective therapy for the treatment of FRDA, and therefore, it is necessary to develop new therapeutic agents for the treatment of FRDA. The aim of the present invention is to develop a suitable therapy for the treatment of FRDA.

ЧертежиBlueprints

Фигура 1. Оценка влияния человеческих промоторов SYN (синапсина) и FXN (фратаксина; 1255 п.о.) на экспрессию белка фратаксина (FXN). Для тестирования уровней экспрессии человеческого белка фратаксина (FXN) под контролем фрагмента эндогенного промотора (phFXN) и нейронного промотора синапсина (phSYN), по сравнению с экспрессией под контролем в высокой степени экспрессирующегося конститутивного промотора CMV, человеческие клетки нейробластомы SH-SY5Y трансфецировали «пустым» вектором (дорожка 1) или конструкциями, кодирующими человеческий синапсин (phSYN) (дорожка 3), или 1255 п.о.-фрагментом промотора фратаксина (phFXN) (дорожка 4). Конструкции 1.2 и 1.3, полученные с использованием phSYN или phFXN (1255 п.о.) для экспрессии кодирующей последовательности человеческого FXN (hFXN CDS), не приводили к экспрессии рекомбинантного белка фратаксина (rFXN). НА=гемагглютининовая метка. Figure 1. Evaluation of the effect of human SYN (synapsin) and FXN (frataxin; 1255 bp) promoters on frataxin (FXN) protein expression . To test the levels of expression of the human protein frataxin (FXN) under the control of the endogenous promoter fragment (phFXN) and the neuronal synapsin promoter (phSYN), compared with the expression under the control of the highly expressed constitutive CMV promoter, SH-SY5Y human neuroblastoma cells were transfected with "blank" a vector (lane 1) or constructs encoding human synapsin (phSYN) (lane 3), or a 1255 bp fragment of the frataxin promoter (phFXN) (lane 4). Constructs 1.2 and 1.3 generated using phSYN or phFXN (1255 bp) to express the human FXN coding sequence (hFXN CDS) did not result in expression of the recombinant frataxin protein (rFXN). HA=hemagglutinin label.

Фигура 2. Оценка влияния человеческих промоторов SYN (синапсина), NSE (нейрон-специфической энолазы) и FXN (фратаксина; 1255 п.о.) вместе с последовательностью WPRE на экспрессию белка фратаксина (FXN). Было оценено влияние фрагмента длиной 320 п.о. 5’-конца последовательностей FXN и WPRE на экспрессию FXN из промотора phSYN, ранее показанного на фиг. 1 (дорожки 3, 4 и 8), и phNSE (дорожка 6). Различные конструкции были трансфецированы в клетки НЕК, и лизаты были проанализированы через 48 часов после трансфекции. Эффективность последовательностей WPRE в стабилизации РНК наблюдалась при использовании конструкции, экспрессирующей FXN из промотора CMV (дорожка 2). Однако, добавление и комбинация вышеописанных регуляторных элементов не приводит к экспрессии FXN из phSYN, hpFXN или phNSE. HA - гемагглютининовая метка; iFXN - промежуточная форма FXN; mFXN - зрелая форма FXN; WPRE - посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка.Figure 2. Evaluation of the effect of human SYN (synapsin), NSE (neuron-specific enolase) and FXN (frataxin; 1255 bp) promoters together with the WPRE sequence on frataxin (FXN) protein expression . The effect of the 320 bp fragment was evaluated. 5' ends of the FXN and WPRE sequences for FXN expression from the phSYN promoter previously shown in FIG. 1 (lanes 3, 4 and 8), and phNSE (lane 6). Various constructs were transfected into HEK cells and lysates were analyzed 48 hours after transfection. The effectiveness of WPRE sequences in RNA stabilization was observed using a construct expressing FXN from the CMV promoter (lane 2). However, the addition and combination of the above regulatory elements does not result in FXN expression from phSYN, hpFXN or phNSE. HA - hemagglutinin label; iFXN is an intermediate form of FXN; mFXN is the mature form of FXN; WPRE - groundhog hepatitis virus post-transcriptional regulatory element.

Фигура 3. Оценка влияния человеческих промоторов SYN (синапсина), NSE (нейрон-специфической энолазы) и FXN (фратаксина; 1255 п.о.) вместе с последовательностями энхансера CMV и WPRE на экспрессию белка фратаксина (FXN). Клетки HEK и нейробластомы мыши N2a трансфецировали конструкциями, содержащими энхансер CMV вместе с промоторами SYN, NSE или FXN (1255 п.о.). Комбинация регуляторных элементов, показанная выше, не приводила к экспрессии FXN из промоторов phSYN, phFXN или phNSE. HA - гемагглютининовая метка; iFXN - промежуточная форма FXN; mFXN - зрелая форма FXN; WPRE - посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка.Figure 3. Evaluation of the effect of human SYN (synapsin), NSE (neuron-specific enolase) and FXN (frataxin; 1255 bp) promoters along with CMV and WPRE enhancer sequences on frataxin (FXN) protein expression . HEK cells and N2a mouse neuroblastoma cells were transfected with constructs containing the CMV enhancer together with SYN, NSE or FXN promoters (1255 bp). The combination of regulatory elements shown above did not result in FXN expression from the phSYN, phFXN or phNSE promoters. HA - hemagglutinin label; iFXN is an intermediate form of FXN; mFXN is the mature form of FXN; WPRE - groundhog hepatitis virus post-transcriptional regulatory element.

Фигура 4. Оценка влияния человеческих промоторов SYN (синапсина), NSE (нейрон-специфической энолазы) и FXN (фратаксина; 1255 п.о.) вместе с последовательностью Козака (5’) и WPRE (3’) на экспрессию белка фратаксина (FXN). Различные конструкции трансфецировали в клетки НЕК, и лизаты анализировали через 48 часов после трансфекции. Эффективность последовательностей WPRE в стабилизации РНК наблюдалась при использовании конструкции, экспрессирующей FXN из промотора CMV (дорожка 1 и 2). Последующее увеличение уровней экспрессии FXN путем добавления последовательности Козака и последовательностей 105 нуклеотидов между промотором и кодирующей последовательностью FXN показано на дорожках 2 и 3. Однако, добавление и комбинация показанных выше регуляторных элементов не приводит к экспрессии FXN из phSYN, phFXN или phNSE. HA - гемагглютининовая метка; iFXN - промежуточная форма FXN; mFXN - зрелая форма FXN; pFXN - форма предшественника; WPRE - посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка.Figure 4. Evaluation of the effect of human promoters SYN (synapsin), NSE (neuron-specific enolase) and FXN (frataxin; 1255 bp) together with the Kozak sequence (5') and WPRE (3') on frataxin (FXN) protein expression ) . Various constructs were transfected into HEK cells and lysates were analyzed 48 hours after transfection. The effectiveness of WPRE sequences in RNA stabilization was observed using a construct expressing FXN from the CMV promoter (lane 1 and 2). The subsequent increase in FXN expression levels by adding the Kozak sequence and 105 nt sequences between the promoter and the FXN coding sequence is shown in lanes 2 and 3. However, the addition and combination of the regulatory elements shown above does not result in FXN expression from phSYN, phFXN or phNSE. HA - hemagglutinin label; iFXN is an intermediate form of FXN; mFXN is the mature form of FXN; pFXN - precursor form; WPRE - groundhog hepatitis virus post-transcriptional regulatory element.

Фигура 5. Оценка влияния комбинации определенного линкера, расположенного между человеческими промоторами PGK1 (фосфоглицераткиназы 1), NSE (нейрон-специфической энолазы), SYN (синапсина) или FXN (фратаксина; 1255 п.о.) и кодирующей области (CDS) FXN вместе с последовательностями Козака (5’) и WPRE (3’) на экспрессию белка фратаксина (FXN). Различные представленные здесь конструкции были трансфецированы либо в клетки N2a (A, B и E), либо в клетки HEK (C и D), и лизаты были проанализированы через 48 часов после трансфекции. Экспрессия FXN была последовательно детектирована из phPGK, но не из промотора phNSE или phFXN (1255 п.о.) при использовании линкера в 105 п.о. между промотором и кодирующей областью (A, C и D: дорожка 4; B: дорожка 5 и E: полоса 8). HA - гемагглютининовая метка; iFXN - промежуточная форма FXN; mFXN - зрелая форма FXN; pFXN - форма предшественника; WPRE - посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка.Figure 5. Evaluation of the effect of a combination of a specific linker located between the human PGK1 (phosphoglycerate kinase 1), NSE (neuron-specific enolase), SYN (synapsin) or FXN (frataxin; 1255 bp) promoters and the FXN coding region (CDS) together with Kozak (5') and WPRE (3') sequences on frataxin (FXN) protein expression . The various constructs presented here were transfected into either N2a cells (A, B and E) or HEK cells (C and D) and the lysates were analyzed 48 hours after transfection. FXN expression was consistently detected from phPGK but not from the phNSE or phFXN promoter (1255 bp) using a 105 bp linker. between promoter and coding region (A, C and D: lane 4; B: lane 5 and E: lane 8). HA - hemagglutinin label; iFXN is an intermediate form of FXN; mFXN is the mature form of FXN; pFXN - precursor form; WPRE - groundhog hepatitis virus post-transcriptional regulatory element.

Фигура 6. Экспрессия люциферазы (LUC) под контролем человеческого промотора PGK1 (фосфоглицераткиназы 1) после интратекальной инъекции вектора rAAV9 (4,6×10 12 ВГ/кг) у мышей YG8R Tg/- и у мышей дикого типа. Экспрессию люциферазы детектировали после внутрибрюшинной инъекции 150 мкл D-люциферина мыши с массой 150 мг/кг через 3,5 месяца после интратекальной инъекции вектора (A). Органы иссекали и субстрат люциферазы добавляли в свежем виде перед фиксацией изображения (относительные масштабы показаны на левой и правой панелях (B)).Figure 6. Expression of luciferase (LUC) under the control of the human PGK1 promoter (phosphoglycerate kinase 1) after intrathecal injection of the rAAV9 vector (4.6×10 12 WG/kg) in YG8R Tg/- mice and in wild-type mice. Luciferase expression was detected after intraperitoneal injection of 150 μl of mouse D-luciferin weighing 150 mg/kg 3.5 months after intrathecal injection of the vector (A). Organs were dissected and the luciferase substrate was added fresh before image fixation (relative scales are shown in left and right panels (B)).

Фигура 7. Экспрессия мРНК фратаксина in vivo у 7-месячных мышей, которым интратекально вводили rAAV9-PGK1-FXN. Уровни мРНК фратаксина количественно определяли с помощью кол.ОТ-ПЦР в тканях печени, сердца, спинномозговых узлах поясничного отдела (DRG-L), поясничного отдела спинного мозга (SC-L), грудного отдела спинного мозга (SC-T), шейного отдела спинного мозга (SC-C), мозжечка (Cb) и головного мозга (фронтальной области C1) 7-месячных гемизиготных трансгенных (Tg/-) или гомозиготных (Tg/Tg) мышей YG8R. Гемизиготным трансгенным мышам YG8R (Tg/-) вводили либо rAAV-Null (показано черным), либо rAAV9-PGK1-FXN (показано светло-серым), а гомозиготным трансгенным мышам с FRDA (Tg/Tg) (показано темно-серым) инъекции не вводили. В отличие от гемизиготных мышей YG8R (Tg/-), несущих две тандемные копии человеческого гена FXN с повторами тринуклеотидной последовательности ~82 и ~190 GAA в одной из хромосом, гомозиготные мыши YG8R содержали две тандемные копии в каждой из хромосом. У мышей YG8R, которые являются гомозиготными или гемизиготными по человеческому FXN, не экспрессирался эндогенный Fxn, поскольку они имеют генетический фон с нокаутом мышиного Fxn. Гомозиготные мыши YG8R имели бóльшую степень регуляции экспрессии мРНК человеческого FXN, поскольку они содержит больше копий человеческого трансгена, и кроме того, имеют нормальные функции. Мышам в возрасте 2,5 месяцев вводили интратекальные инъекции, и праймеры, специфичные к человеческому FXN, использовали для количественной оценки мРНК FXN в различных тканях. Уровни общей мРНК FXN были нормализованы по уровням, детектируемым у гемизиготных мышей YG8R (Tg/-), обработанных rAAV9-Null для каждой из проанализированных тканей. Через пять месяцев после интратекальной инъекции вектора rAAV9-PGK1-FXN, уровни мРНК FXN были выше (приблизительно в 1,3 и 3,2 раза) у гемизиготных мышей YG8R, которым инъецировали rAAV9-PGK1-FXN (Tg/-) в тестируемой дозе, но не выше, чем уровни у гомозиготных мышей YG8R (Tg/Tg) во всех тканях, по сравнению с уровнями у мышей Tg/-, обработанных AAV-Null. А) Относительные уровни мРНК человеческого FXN у самок и самцов мышей n=6 (3 самки и 3 самца). Кратные различия между мышами YG8R с моделью атаксии Фридрейха, которым инъецировали контрольный AAV-Null, по сравнению с мышами YG8R, которым инъецировали rAAV9-PGK1-FXN, были статистически значимыми в печени, в спинномозговых узлах и в спинном мозге (p=0,019, p=0,004 и p=0,024; обозначено звездочкой *) с тенденцией к увеличению во всех других указанных тканях. Большая вариабельность наблюдалось у самцов в используемой дозе, но не у самок. B) Относительные уровни мРНК hFXN у самок мышей YG8R. Статистически значимые кратные различия уровней фратаксина были обнаружены во всех исследуемых тканях, обозначенных звездочками и перечисленных ниже в Таблице. Кратные увеличения уровней фратаксина у мышей, которым инъецировали rAAV9-PGK1-FXN, никогда не превышали уровней, обнаруженных у мышей Tg/Tg YG8R. Статистическая значимость, р <0,05*, р <0,005**.Figure 7. Expression of frataxin mRNA in vivo in 7-month-old mice injected intrathecally with rAAV9-PGK1-FXN . Frataxin mRNA levels were quantified by qRT-PCR in liver, heart, lumbar spinal ganglions (DRG-L), lumbar spinal cord (SC-L), thoracic spinal cord (SC-T), cervical spinal cord (SC-C), cerebellum (Cb) and brain (frontal region C1) of 7-month-old hemizygous transgenic (Tg/-) or homozygous (Tg/Tg) YG8R mice. Hemizygous YG8R (Tg/-) transgenic mice were injected with either rAAV-Null (shown in black) or rAAV9-PGK1-FXN (shown in light gray), and homozygous FRDA (Tg/Tg) transgenic mice (shown in dark gray) were injected with did not enter. Unlike hemizygous YG8R (Tg/-) mice carrying two tandem copies of the human FXN gene with ~82 and ~190 GAA trinucleotide sequence repeats in one of the chromosomes, homozygous YG8R mice contained two tandem copies in each of the chromosomes. YG8R mice that are homozygous or hemizygous for human FXN did not express endogenous Fxn because they have a mouse Fxn knockout genetic background. Homozygous YG8R mice had a greater degree of regulation of human FXN mRNA expression because they contain more copies of the human transgene and, in addition, have normal functions. Mice at 2.5 months of age were intrathecally injected and primers specific for human FXN were used to quantify FXN mRNA in various tissues. Total FXN mRNA levels were normalized to levels detected in YG8R (Tg/-) hemizygous mice treated with rAAV9-Null for each of the analyzed tissues. Five months after intrathecal injection of the rAAV9-PGK1-FXN vector, FXN mRNA levels were higher (approximately 1.3 and 3.2-fold) in YG8R hemizygous mice injected with rAAV9-PGK1-FXN (Tg/-) at the tested dose. , but not higher than levels in homozygous YG8R (Tg/Tg) mice in all tissues compared to levels in Tg/− mice treated with AAV-Null. A) Relative mRNA levels of human FXN in female and male mice n=6 (3 females and 3 males). The fold differences between Friedreich's ataxia YG8R mice injected with control AAV-Null compared to YG8R mice injected with rAAV9-PGK1-FXN were statistically significant in the liver, spinal ganglia, and spinal cord (p = 0.019, p =0.004 and p=0.024; marked with an asterisk *) with an increasing trend in all other indicated tissues. Greater variability was observed in males at the dose used, but not in females. B) Relative levels of hFXN mRNA in female YG8R mice. Statistically significant fold differences in frataxin levels were found in all studied tissues, indicated by asterisks and listed in the Table below. The fold increases in frataxin levels in mice injected with rAAV9-PGK1-FXN never exceeded the levels found in Tg/Tg YG8R mice. Statistical significance, p<0.05*, p<0.005**.

Фигура 8. Экспрессия in vivo рекомбинантного белка фратаксина из вектора rAAV9-hPGK1-FXN после интратекальной инъекции. Лизаты культивируемых клеток N2a трансфецировали пустым вектором или вектором, экспрессирующим фратаксин, который использовали в качестве позитивного контроля (фиг. 8А и 8В: дорожки 1 и 2). Эндогенный белок FXN в клетках N2a и у мышей дикого типа детектировали с использованием антитела против FXN (A и B). Человеческий белок FXN, происходящий от трансгена у мышей YG8R, а также человеческий рекомбинантный белок FXN у инъецированных мышей обнаруживаись как в печени, так и в головном мозге мышей (А и В). Инкубирование блотов с анти-FXN антителом в течение одного часа позволило выявить человеческий белок FXN, а инкубирование в течение ночи (o/n) выявило мышиный FXN у мышей дикого типа и человеческий FXN у гемизиготных (Tg/-) и гомозиготных мышей (Tg/Tg). Уровни экспрессии рекомбинантного человеческого белка FXN, экспрессируемого после инъекции rAAV9-FXN, были аналогичны уровням эндогенного мышиного белка FXN у мышей дикого типа. HA - гемагглютининовая метка; iFXN - промежуточная форма FXN; mFXN - зрелая форма FXN; WPRE - посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка. Figure 8 . In vivo expression of the recombinant frataxin protein from the rAAV9-hPGK1-FXN vector after intrathecal injection. Lysates of cultured N2a cells were transfected with an empty vector or a vector expressing frataxin, which was used as a positive control (FIGS. 8A and 8B: lanes 1 and 2). Endogenous FXN protein in N2a cells and wild-type mice was detected using an anti-FXN antibody (A and B). The human FXN protein derived from the transgene in YG8R mice, as well as the human recombinant FXN protein in injected mice, were found in both liver and brain of mice (A and B). Incubation of blots with anti-FXN antibody for one hour revealed human FXN protein, and overnight incubation (o/n) revealed murine FXN in wild type mice and human FXN in hemizygous (Tg/-) and homozygous mice (Tg/ Tg). Expression levels of recombinant human FXN protein expressed after rAAV9-FXN injection were similar to those of endogenous murine FXN protein in wild-type mice. HA - hemagglutinin label; iFXN is an intermediate form of FXN; mFXN is the mature form of FXN; WPRE - groundhog hepatitis virus post-transcriptional regulatory element.

Фигура 9. Восстановление рефлекса поджимания лап у мышей YG8R в течение определенного периода времени после инъекции вектора rAAV9-FXN. Поджимание задних конечностей оценивали по шкале от 0 до 3 (см. Методы), по степени тяжести поражения у гемизиготных (Tg/-) мышей и у мышей дикого типа, которым инъецировали векторы rAAV9-FXN или rAAV9-Null. Представлены общие результаты для самок и самцов (n=10, 5 самцов и 5 самок в каждой группе). Изменения рефлекса поджимания обнаруживались уже в возрасте 4 месяцев у гемизиготных мышей YG8R. После интратекальной инъекции вектора rAAV9-FXN, рефлекс поджимания, по-видимому, нормализуется, на что указывает восстановление этого неврологического патологического фенотипа с течением времени. Звездочками (*) показаны значимые различия между значениями для мышей дикого типа и мышей Tg/-, которым инъецировали rAAV9-Null, а знак фунта (#) обозначают значимые различия между значениями, полученными для мышей Tg/-, которым инъецировали rAAV9-Null, и мышей Tg/-, которым инъецировали rAAV9-FXN. *, #: P <0,05. Figure 9 . Restoration of the paw reflex in YG8R mice over a period of time after injection of the rAAV9-FXN vector . Hindlimb pretension was assessed on a scale of 0 to 3 (see Methods), according to the severity of the lesion in hemizygous (Tg/-) mice and in wild-type mice injected with rAAV9-FXN or rAAV9-Null vectors. Overall results for females and males are presented (n=10, 5 males and 5 females in each group). Changes in the push reflex were detected as early as 4 months of age in hemizygous YG8R mice. Following intrathecal injection of the rAAV9-FXN vector, the push reflex appears to normalize, as indicated by the recovery of this neurological pathological phenotype over time. Asterisks (*) indicate significant differences between WT and Tg/- mice injected with rAAV9-Null, and pound signs (#) indicate significant differences between values obtained with Tg/- mice injected with rAAV9-Null. and Tg/- mice injected with rAAV9-FXN. *, #: P<0.05.

Фигура 10. Экспрессия in vivo рекомбинантного белка фратаксина у мышей, которым инъецировали rAAV9-hPGK1-FXN, приводит к восстанавлению электрофизиологических свойств на разных расстояниях от раздражителя (D1-D4) каудального нерва. Звездочки (*) обозначают значимые различия между мышами дикого типа и мышами Tg/- YG8R с FRDA, обработанными rAAV9-Null, а знак фунта (#) обозначает значимые различия между мышами, обработанными rAAV9-Null, и мышами, обработанными rAAV9-FXN YG8R. Интратекальная инъекция 2,5-месячным мышам вектора rAAV9-FXN предотвращает или снижает дефекты нервной проводимости у мышей с моделью FRDA (YG8R). Мыши дикого типа показаны зеленым (n=10); мыши Tg/-YG8R с FRDA, обработанные вектором rAAV9-Null, показаны серым (n=10); мыши Tg/-YG8R с FRDA, обработанные вектором rAAV9-FXN, показаны синим (n=10). Измерения были сделаны на расстоянии 1 см, 2 см, 3 см и 4 см от кончика хвоста, и эти величины были обозначены как значения для участков D1, D2, D3 и D4, соответственно *, #: P <0,05. Figure 10 . In vivo expression of the recombinant frataxin protein in mice injected with rAAV9-hPGK1-FXN leads to the restoration of electrophysiological properties at different distances from the stimulus (D1-D4) of the caudal nerve . Asterisks (*) denote significant differences between WT and FRDA Tg/- YG8R mice treated with rAAV9-Null, and a pound sign (#) denotes significant differences between rAAV9-Null treated mice and rAAV9-FXN YG8R treated mice . Intrathecal injection of 2.5-month-old mice with rAAV9-FXN vector prevents or reduces nerve conduction defects in FRDA (YG8R) mice. Wild-type mice are shown in green (n=10); FRDA Tg/-YG8R mice treated with rAAV9-Null vector are shown in gray (n=10); FRDA Tg/-YG8R mice treated with rAAV9-FXN vector are shown in blue (n=10). Measurements were taken at a distance of 1 cm, 2 cm, 3 cm and 4 cm from the tip of the tail, and these values were designated as values for regions D1, D2, D3 and D4, respectively *, #: P<0.05.

Фигура 11. Сохранение спинномозговых узлов у мышей YG8R с моделью FRDA, обработанных rAAV9-FXN. Диаметр спинномозговых узлов поясничного отдела, по-видимому, сохранялся, а также сохранялась морфология митохондрий у мышей с моделью FRDA, обработанных rAAV9-FXN, по сравнению с теми же мышами, обработанными вирусом rAAV9-Null. Figure 11 . Spinal cord preservation in FRDA model YG8R mice treated with rAAV9-FXN . Lumbar dorsal diameter appeared to be preserved as well as mitochondrial morphology in FRDA model mice treated with rAAV9-FXN compared to the same mice treated with rAAV9-Null virus.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Настоящее изобретение относится к вектору на основе аденоассоциированного вируса (AAV), содержащему нуклеиновую кислоту, где нуклеиновая кислота включает: (i) последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую фратаксин; (ii) промотор фосфоглицерат-киназы (PGK); и (iii) посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка (WPRE). Настоящее изобретение также относится к нуклеиновой кислоте, содержащей: (i) последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую фратаксин; (ii) промотор PGK; и (iii) WPRE; к клонирующему вектору, содержащему эту нуклеиновую кислоту и к вектору для переноса, содержащему эту нуклеиновую кислоту. Кроме того, настоящее изобретение охватывает применение нуклеиновой кислоты, клонирующего вектора или вектора для переноса в целях получения вектора AAV согласно изобретению. Настоящее изобретение также относится к фармацевтической композиции и к применению AAV-вектора, нуклеиновой кислоты или фармацевтической композиции в качестве лекарственного средства, а в частности, в качестве лекарственного средства для лечения FRDA.The present invention relates to an adeno-associated virus (AAV) vector containing a nucleic acid, wherein the nucleic acid comprises: (i) a nucleic acid sequence encoding frataxin; (ii) a phosphoglycerate kinase (PGK) promoter; and (iii) woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element (WPRE). The present invention also relates to a nucleic acid containing: (i) a nucleic acid sequence encoding frataxin; (ii) a PGK promoter; and (iii) WPRE; to a cloning vector containing the nucleic acid; and to a transfer vector containing the nucleic acid. In addition, the present invention encompasses the use of a nucleic acid, a cloning vector or a transfer vector in order to obtain an AAV vector according to the invention. The present invention also relates to a pharmaceutical composition and to the use of an AAV vector, nucleic acid or pharmaceutical composition as a drug, and in particular as a drug for the treatment of FRDA.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

ОпределенияDefinitions

Термины «лечение» и «терапия», используемые в настоящей заявке, относятся к набору гигиенических, фармакологических, хирургических и/или физических средств, используемых для лечения и/или облегчения заболевания и/или его симптомов в целях устранения проблем со здоровьем. Термины «лечение» и «терапия» включают профилактические и лечебные методы, поскольку они направлены на поддержание и/или восстановление здоровья человека или животного. Независимо от происхождения симптомов, заболевания и инвалидности, введение подходящего лекарственного средства для облегчения заболевания и/или устранения проблем со здоровьем должно интерпретироваться как форма лечения или терапии в контексте настоящей заявки.The terms "treatment" and "therapy", as used in this application, refer to a set of hygienic, pharmacological, surgical and/or physical means used to treat and/or alleviate a disease and/or its symptoms in order to eliminate health problems. The terms "treatment" and "therapy" include prophylactic and therapeutic methods, as long as they are aimed at maintaining and/or restoring the health of a person or animal. Regardless of the origin of the symptoms, disease and disability, the administration of a suitable drug to alleviate the disease and/or eliminate health problems should be interpreted as a form of treatment or therapy in the context of this application.

Термин «терапевтически эффективное количество» означает количество вещества, которое обладает терапевтическим действием и которое способно излечивать FRDA.The term "therapeutically effective amount" means the amount of a substance that has a therapeutic effect and that is able to cure FRDA.

Термины «индивидуум», «пациент» или «субъект» используются в настоящей заявке как синонимы и никоим образом не должны рассматриваться как ограничение изобретения. «Индивидуум», «пациент» или «субъект» могут иметь любой возраст, пол и физическое состояние.The terms "individual", "patient" or "subject" are used in this application as synonyms and should in no way be construed as limiting the invention. An "individual", "patient", or "subject" may be of any age, gender, or physical condition.

Используемый здесь термин «фармацевтически приемлемый носитель» или «фармацевтически приемлемый разбавитель» означает любые и все растворители, дисперсионные среды, агенты для нанесения покрытия, антибактериальные и противогрибковые агенты, изотонические агенты и агенты, замедляющие всасывание, которые являются совместимыми с фармацевтическим введением. Использование таких сред и агентов для фармацевтически активных веществ хорошо известно специалистам. Подходящие носители, наполнители или стабилизаторы являются нетоксичными для реципиентов в используемых дозах и концентрациях и включают следующие соединения, не ограничивающие объема настоящего изобретения, а именно: дополнительные забуферивающие агенты; консерванты; сорастворители; антиоксиданты, включая аскорбиновую кислоту и метионин; хелатообразующие агенты, такие как EDTA; металлокомплексы (например, комплексы Zn-белок); биоразлагаемые полимеры, такие как сложные полиэфиры; солеобразующие противоионы, такие как натрий, многоатомные спирты ряда сахаров; аминокислоты, такие как аланин, глицин, глутамин, аспарагин, гистидин, аргинин, лизин, орнитин, лейцин, 2-фенилаланин, глутаминовая кислота и треонин; органические сахара или спирты ряда сахаров, такие как лактит, стахиоза, манноза, сорбоза, ксилоза, рибоза, рибит, миоинизитоза, миоинизит, галактоза, галактит, глицерин, циклитолы (например, инозит), полиэтиленгликоль; серусодержащие восстановители, такие как мочевина, глутатион, тиоктовая кислота, тиогликолят натрия, тиоглицерин, α-монотиоглицерин и тиосульфат натрия; низкомолекулярные белки, такие как альбумин человеческой сыворотки, альбумин бычьей сыворотки, желатин или другие иммуноглобулины; и гидрофильные полимеры, такие как поливинилпирролидон.As used herein, the term "pharmaceutically acceptable carrier" or "pharmaceutically acceptable diluent" means any and all solvents, dispersion media, coating agents, antibacterial and antifungal agents, isotonic agents, and absorption delaying agents that are compatible with pharmaceutical administration. The use of such media and agents for pharmaceutically active substances is well known to those skilled in the art. Suitable carriers, excipients or stabilizers are non-toxic to recipients at the doses and concentrations used and include the following compounds, which do not limit the scope of the present invention, namely: additional buffering agents; preservatives; co-solvents; antioxidants including ascorbic acid and methionine; chelating agents such as EDTA; metal complexes (eg Zn-protein complexes); biodegradable polymers such as polyesters; salt-forming counterions such as sodium, polyhydric alcohols of a number of sugars; amino acids such as alanine, glycine, glutamine, asparagine, histidine, arginine, lysine, ornithine, leucine, 2-phenylalanine, glutamic acid and threonine; organic sugars or sugar alcohols such as lactitol, stachyose, mannose, sorbose, xylose, ribose, ribitol, myoinisitose, myoinisitol, galactose, galactitol, glycerol, cyclitols (eg inositol), polyethylene glycol; sulfur-containing reducing agents such as urea, glutathione, thioctic acid, sodium thioglycolate, thioglycerol, α-monothioglycerol and sodium thiosulfate; low molecular weight proteins such as human serum albumin, bovine serum albumin, gelatin or other immunoglobulins; and hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone.

Термин «фратаксин» означает белок, который кодируется геном FXN, и который обычно присутствует в митохондриях. Подробную информацию о белке можно найти в базе данных UniProtKB под регистрационным номером Q16595.The term "frataxin" means a protein that is encoded by the FXN gene and that is normally present in mitochondria. Detailed information about the protein can be found in the UniProtKB database under accession number Q16595.

Термин «промотор» означает последовательность ДНК, с которой может связываться РНК-полимераза с инициацией транскрипции. Последовательность может также содержать сайты связывания с различными белками, которые регулируют транскрипцию, такими как факторы транскрипции. Промоторная последовательность может состоять из различных промоторных фрагментов (различных или одинаковых фрагментов), которые локализованы рядом друг с другом в последовательности ДНК и могут быть разделены линкерами или спейсерами. Такие промоторы называются химерными промоторами. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, термин «промотор» означает промотор фосфоглицераткиназы (PGK).The term "promoter" means a DNA sequence to which RNA polymerase can bind to initiate transcription. The sequence may also contain binding sites for various proteins that regulate transcription, such as transcription factors. The promoter sequence may consist of different promoter fragments (different or identical fragments) that are located next to each other in the DNA sequence and can be separated by linkers or spacers. Such promoters are called chimeric promoters. In a preferred embodiment of the invention, the term "promoter" means a phosphoglycerate kinase (PGK) promoter.

Термин «посттранскрипционный регуляторный элемент» означает последовательность ДНК, которая, при ее транскрипции, создает третичную структуру, усиливающую или ингибирующую экспрессию белка.The term "post-transcriptional regulatory element" means a DNA sequence which, when transcribed, creates a tertiary structure that enhances or inhibits protein expression.

Термин «функционально присоединенный» относится к двум или более последовательностям нуклеиновой кислоты, которые связаны таким образом, что одна последовательность нуклеиновой кислоты влияет на другую. Так, например, промотор PGK и WPRE функционально присоединены к последовательности нуклеиновой кислоты, кодирующей фратаксин, в результате чего уровни экспрессии фратаксина регулируются промотором PGK и WPRE.The term "operably linked" refers to two or more nucleic acid sequences that are linked in such a way that one nucleic acid sequence affects the other. For example, the PGK and WPRE promoter are operably linked to the nucleic acid sequence encoding frataxin, whereby frataxin expression levels are regulated by the PGK and WPRE promoter.

Термин «функциональный вариант» означает нуклеиновые кислоты или аминокислотные последовательности, которые отличаются в одном или более положениях от родительской последовательности нуклеиновой кислоты или аминокислотной последовательности, где эти различия могут представлять собой добавления, делеции и/или замены нуклеиновых кислот или аминокислотных остатков; и которые все еще являются функциональными, а поэтому могут быть использованы для лечения FRDA. Специалист в данной области может определить функциональные варианты путем поиска гомологии с помощью программы поиска BLAST или путем исследования вариабельности белка или гена в популяции.The term "functional variant" means nucleic acids or amino acid sequences that differ in one or more positions from the parent nucleic acid sequence or amino acid sequence, where these differences may be additions, deletions and/or substitutions of nucleic acids or amino acid residues; and which are still functional and therefore can be used to treat FRDA. One skilled in the art can determine functional variants by searching for homology using the BLAST search program or by examining the variability of a protein or gene within a population.

Термин «аденоассоциированный вирус» означает небольшой вирус, который инфицирует человека и приматов некоторых других видов. «Вектор» представляет собой любой носитель, который может быть использован для искусственного переноса чужеродного генетического материала в клетку. Таким образом, «AAV-вектор» означает рекомбинантный AAV, который переносит нуклеиновую кислоту в клетку.The term "adeno-associated virus" means a small virus that infects humans and some other primate species. A "vector" is any vehicle that can be used to artificially transfer foreign genetic material into a cell. Thus, "AAV vector" means a recombinant AAV that transfers a nucleic acid into a cell.

AAV-векторAAV Vector

В своем первом аспекте настоящее изобретение относится к вектору на основе аденоассоциированного вируса (AAV), содержащему нуклеиновую кислоту, где нуклеиновая кислота включает: (i) последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую фратаксин; (ii) промотор фосфоглицерат-киназы (PGK); и (iii) посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка (WPRE), где (ii) и (iii) функционально присоединены к последовательности (i) и регулируют ее экспрессию. In its first aspect, the present invention provides an adeno-associated virus (AAV) vector comprising a nucleic acid, wherein the nucleic acid comprises: (i) a nucleic acid sequence encoding frataxin; (ii) a phosphoglycerate kinase (PGK) promoter; and (iii) a woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element (WPRE), wherein (ii) and (iii) are operably linked to sequence (i) and regulate its expression.

SEQ ID NO: 1 означает следующую последовательность:SEQ ID NO: 1 means the following sequence:

gaattccggggttggggttgcgccttttccaaggcagccctgggtctgcgcagggacgcggctgctctgggcgtggttccgggaaacgcagcggcgccgaccctgggtctcgcacattcttcacgtccgttcgcagcgtcacccggatcttcgccgctacccttgtgggccccccggcgacgcttcctgctccgcccctaagtcgggaaggttccttgcggttcgcggcgtgccggacgtgacaaacggaagccgcacgtctcactagtaccctcgcagacggacagcgccagggagcaatggcagcgcgccgaccgcgatgggctgtggccaatagcggctgctcagcagggcgcgccgagagcagcggccgggaaggggcggtgcgggaggcggggtgtggggcggtagtgtgggccctgttcctgcccgcgcggtgttccgcattctgcaagcctccggagcgcacgtcggcagtcggctccctcgttgaccgaatcaccgacctctctccccag.gaattccggggttggggttgcgccttttccaaggcagccctgggtctgcgcagggacgcggctgctctgggcgtggttccgggaaacgcagcggcgccgaccctgggtctcgcacattcttcacgtccgttcgcagcgtcacccggatcttcgccgctacccttgtgggccccccggcgacgcttcctgctccgcccctaagtcgggaaggttccttgcggttcgcggcgtgccggacgtgacaaacggaagccgcacgtctcactagtaccctcgcagacggacagcgccagggagcaatggcagcgcgccgaccgcgatgggctgtggccaatagcggctgctcagcagggcgcgccgagagcagcggccgggaaggggcggtgcgggaggcggggtgtggggcggtagtgtgggccctgttcctgcccgcgcggtgttccgcattctgcaagcctccggagcgcacgtcggcagtcggctccctcgttgaccgaatcaccgacctctctccccag.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения промотор PGK содержит SEQ ID NO: 1 или последовательность, которая по меньшей мере на 75% идентична последовательности SEQ ID NO: 1. Предпочтительно, промотор PGK содержит SEQ ID NO: 1 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 1. Более предпочтительно, промотор PGK представляет собой SEQ ID NO: 1 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична последовательности SEQ ID NO: 1.In a preferred embodiment, the PGK promoter contains SEQ ID NO: 1 or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 1. Preferably, the PGK promoter contains SEQ ID NO: 1 or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 1. %, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98%, or 99% identical to SEQ ID NO: 1. More preferably, the PGK promoter is SEQ ID NO: 1 or a sequence that is at least 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% or 99% identical to the sequence of SEQ ID NO: 1.

Идентичность двух последовательностей может быть определена стандартными методами. Так, например, она может быть определена с использованием стандартных алгоритмов выравнивания, известных в данной области, таких как BLAST (Altschul et al., 1990. J. Mol. Biol. 215 (3): 403-10). В предпочтительном варианте осуществления изобретения, идентичность двух последовательностей определяют с использованием BLAST.The identity of two sequences can be determined by standard methods. For example, it can be determined using standard alignment algorithms known in the art, such as BLAST (Altschul et al., 1990. J. Mol. Biol. 215 (3): 403-10). In a preferred embodiment of the invention, the identity of the two sequences is determined using BLAST.

SEQ ID NO: 2 означает следующую последовательность:SEQ ID NO: 2 means the following sequence:

TCGACAATCAACCTCTGGATTACAAAATTTGTGAAAGATTGACTGGTATTCTTAACTATGTTGCTCCTTTTACGCTATGTGGATACGCTGCTTTAATGCCTTTGTATCATGCTATTGCTTCCCGTATGGCTTTCATTTTCTCCTCCTTGTATAAATCCTGGTTGCTGTCTCTTTATGAGGAGTTGTGGCCCGTTGTCAGGCAACGTGGCGTGGTGTGCACTGTGTTTGCTGACGCAACCCCCACTGGTTGGGGCATTGCCACCACCTGTCAGCTCCTTTCCGGGACTTTCGCTTTCCCCCTCCCTATTGCCACGGCGGAACTCATCGCCGCCTGCCTTGCCCGCTGCTGGACAGGGGCTCGGCTGTTGGGCACTGACAATTCCGTGGTGTTGTCGGGGAAGCTGACGTCCTTTCCATGGCTGCTCGCCTGTGTTGCCACCTGGATTCTGCGCGGGACGTCCTTCTGCTACGTCCCTTCGGCCCTCAATCCAGCGGACCTTCCTTCCCGCGGCCTGCTGCCGGCTCTGCGGCCTCTTCCGCGTCTTCGCCTTCGCCCTCAGACGAGTCGGATCTCCCTTTGGGCCGCCTCCCCGCCTG.TCGACAATCAACCTCTGGATTACAAAATTTGTGAAAGATTGACTGGTATTCTTAACTATGTTGCTCCTTTTACGCTATGTGGATACGCTGCTTTAATGCCTTTGTATCATGCTATTGCTTCCCGTATGGCTTTCATTTTCTCCTCCTTGTATAAATCCTGGTTGCTGTCTCTTTATGAGGAGTTGTGGCCCGTTGTCAGGCAACGTGGCGTGGTGTGCACTGTGTTTGCTGACGCAACCCCCACTGGTTGGGGCATTGCCACCACCTGTCAGCTCCTTTCCGGGACTTTCGCTTTCCCCCTCCCTATTGCCACGGCGGAACTCATCGCCGCCTGCCTTGCCCGCTGCTGGACAGGGGCTCGGCTGTTGGGCACTGACAATTCCGTGGTGTTGTCGGGGAAGCTGACGTCCTTTCCATGGCTGCTCGCCTGTGTTGCCACCTGGATTCTGCGCGGGACGTCCTTCTGCTACGTCCCTTCGGCCCTCAATCCAGCGGACCTTCCTTCCCGCGGCCTGCTGCCGGCTCTGCGGCCTCTTCCGCGTCTTCGCCTTCGCCCTCAGACGAGTCGGATCTCCCTTTGGGCCGCCTCCCCGCCTG.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, WPRE содержит SEQ ID NO: 2 или последовательность, которая по меньшей мере на 75% идентична SEQ ID NO: 2. Предпочтительно, WPRE содержит SEQ ID NO: 2 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 2. Более предпочтительно, WPRE представляет собой SEQ ID NO: 2 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 2.In a preferred embodiment, the WPRE contains SEQ ID NO: 2 or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 2. Preferably, the WPRE contains SEQ ID NO: 2 or a sequence that is at least 75% identical 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98%, or 99% identical to SEQ ID NO: 2. More preferably, WPRE is SEQ ID NO: 2 or the sequence which is at least 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% or 99% identical to SEQ ID NO: 2.

SEQ ID NO: 3 означает следующую последовательность:SEQ ID NO: 3 means the following sequence:

ATGTGGACTCTCGGGCGCCGCGCAGTAGCCGGCCTCCTGGCGTCACCCAGCCCGGCCCAGGCCCAGACCCTCACCCGGGTCCCGCGGCCGGCAGAGTTGGCCCCACTCTGCGGCCGCCGTGGCCTGCGCACCGACATCGATGCGACCTGCACGCCCCGCCGCGCAAGTTCGAACCAGAGAGGTCTCAACCAGATTTGGAATGTCAAAAAGCAGAGTGTCTATTTGATGAATTTGAGGAAATCTGGAACTTTGGGCCACCCAGGCTCTCTAGATGAGACCACCTATGAAAGACTAGCAGAGGAAACGCTGGACTCTTTAGCAGAGTTTTTTGAAGACCTTGCAGACAAGCCATACACGTTTGAGGACTATGATGTCTCCTTTGGGAGTGGTGTCTTAACTGTCAAACTGGGTGGAGATCTAGGAACCTATGTGATCAACAAGCAGACGCCAAACAAGCAAATCTGGCTATCTTCTCCATCCAGTGGACCTAAGCGTTATGACTGGACTGGGAAAAACTGGGTGTACTCCCACGACGGCGTGTCCCTCCATGAGCTGCTGGCCGCAGAGCTCACTAAAGCCTTAAAAACCAAACTGGACTTGTCTTCCTTGGCCTATTCCGGAAAAGATGCTT.ATGTGGACTCTCGGGCGCCGCGCAGTAGCCGGCCTCCTGGCGTCACCCAGCCCGGCCCAGGCCCAGACCCTCACCCGGGTCCCGCGGCCGGCAGAGTTGGCCCCACTCTGCGGCCGCCGTGGCCTGCGCACCGACATCGATGCGACCTGCACGCCCCGCCGCGCAAGTTCGAACCAGAGAGGTCTCAACCAGATTTGGAATGTCAAAAAGCAGAGTGTCTATTTGATGAATTTGAGGAAATCTGGAACTTTGGGCCACCCAGGCTCTCTAGATGAGACCACCTATGAAAGACTAGCAGAGGAAACGCTGGACTCTTTAGCAGAGTTTTTTGAAGACCTTGCAGACAAGCCATACACGTTTGAGGACTATGATGTCTCCTTTGGGAGTGGTGTCTTAACTGTCAAACTGGGTGGAGATCTAGGAACCTATGTGATCAACAAGCAGACGCCAAACAAGCAAATCTGGCTATCTTCTCCATCCAGTGGACCTAAGCGTTATGACTGGACTGGGAAAAACTGGGTGTACTCCCACGACGGCGTGTCCCTCCATGAGCTGCTGGCCGCAGAGCTCACTAAAGCCTTAAAAACCAAACTGGACTTGTCTTCCTTGGCCTATTCCGGAAAAGATGCTT.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующая фратаксин, содержит SEQ ID NO: 3 или последовательность, которая, по меньшей мере на 75% идентична SEQ ID NO: 3 и представляет собой функциональный вариант фратаксина. Предпочтительно, последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующая фратаксин, содержит SEQ ID NO: 3 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или на 99% идентична SEQ ID NO: 3. Более предпочтительно, последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующая фратаксин, представляет собой SEQ ID NO: 3 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 3.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid sequence encoding frataxin contains SEQ ID NO: 3 or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 3 and is a functional variant of frataxin. Preferably, the nucleic acid sequence encoding frataxin contains SEQ ID NO: 3 or a sequence that is at least 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% or 99% identical to SEQ ID NO: 3. More preferably, the nucleic acid sequence encoding frataxin is SEQ ID NO: 3 or a sequence that is at least 75%, 80%, 85%, 89% 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% or 99% identical to SEQ ID NO: 3.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения нуклеиновая кислота дополнительно содержит линкер между промотором и последовательностью нуклеиновой кислоты, кодирующей фратаксин, где линкер состоит из SEQ ID NO: 6 или включает SEQ ID NO: 6, или последовательность, которая по меньшей мере на 75% идентична последовательности SEQ ID NO 6. Предпочтительно, линкер состоит из SEQ ID NO: 6, или включает SEQ ID NO: 6, или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 6.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid further comprises a linker between the promoter and the nucleic acid sequence encoding frataxin, where the linker consists of SEQ ID NO: 6 or includes SEQ ID NO: 6, or a sequence that is at least 75% identical to the sequence of SEQ ID NO 6. Preferably, the linker consists of SEQ ID NO: 6, or includes SEQ ID NO: 6, or a sequence that is at least 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92 %, 95%, 97%, 98% or 99% identical to SEQ ID NO: 6.

SEQ ID NO: 6 означает следующую последовательность:SEQ ID NO: 6 means the following sequence:

TGGCTAACTAGAGAACCCACTGCTTACTGGCTTATCGAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCCAAGCTGGCTAGCGTTTAAACTTAAGCTTGGCCGCCACC.TGGCTAACTAGAGAACCCACTGCTTACTGGCTTATCGAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCCAAGCTGGCTAGCGTTTAAACTTAAGCTTGGCCGCCACC.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения нуклеиновая кислота дополнительно содержит последовательность Козака, и эта последовательность Козака также функционально присоединена к последовательности нуклеиновой кислоты, кодирующей фратаксин, и регулирует ее экспрессию. Последовательность Козака представляет собой последовательность, которая встречается в эукариотической мРНК и имеет консенсусную последовательность gccRccAUGG, где R представляет собой пурин; строчными буквами обозначены основания, которые наиболее часто встречаются в этих положениях, где, тем не менее, они могут варьироваться; а прописными буквами показаны высококонсервативные основания.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid further comprises a Kozak sequence, and this Kozak sequence is also operably linked to a nucleic acid sequence encoding frataxin and regulates its expression. The Kozak sequence is a sequence that occurs in eukaryotic mRNA and has the consensus sequence gccRccAUGG where R is a purine; lowercase letters indicate bases that occur most frequently in these positions, where, however, they may vary; and capital letters show highly conservative bases.

SEQ ID NO: 4 означает следующую последовательность:SEQ ID NO: 4 means the following sequence:

GAATTCCGGGGTTGGGGTTGCGCCTTTTCCAAGGCAGCCCTGGGTCTGCGCAGGGACGCGGCTGCTCTGGGCGTGGTTCCGGGAAACGCAGCGGCGCCGACCCTGGGTCTCGCACATTCTTCACGTCCGTTCGCAGCGTCACCCGGATCTTCGCCGCTACCCTTGTGGGCCCCCCGGCGACGCTTCCTGCTCCGCCCCTAAGTCGGGAAGGTTCCTTGCGGTTCGCGGCGTGCCGGACGTGACAAACGGAAGCCGCACGTCTCACTAGTACCCTCGCAGACGGACAGCGCCAGGGAGCAATGGCAGCGCGCCGACCGCGATGGGCTGTGGCCAATAGCGGCTGCTCAGCAGGGCGCGCCGAGAGCAGCGGCCGGGAAGGGGCGGTGCGGGAGGCGGGGTGTGGGGCGGTAGTGTGGGCCCTGTTCCTGCCCGCGCGGTGTTCCGCATTCTGCAAGCCTCCGGAGCGCACGTCGGCAGTCGGCTCCCTCGTTGACCGAATCACCGACCTCTCTCCCCAGTGGCTAACTAGAGAACCCACTGCTTACTGGCTTATCGAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCCAAGCTGGCTAGCGTTTAAACTTAAGCTTGGCCGCCACCATGTGGACTCTCGGGCGCCGCGCAGTAGCCGGCCTCCTGGCGTCACCCAGCCCGGCCCAGGCCCAGACCCTCACCCGGGTCCCGCGGCCGGCAGAGTTGGCCCCACTCTGCGGCCGCCGTGGCCTGCGCACCGACATCGATGCGACCTGCACGCCCCGCCGCGCAAGTTCGAACCAGAGAGGTCTCAACCAGATTTGGAATGTCAAAAAGCAGAGTGTCTATTTGATGAATTTGAGGAAATCTGGAACTTTGGGCCACCCAGGCTCTCTAGATGAGACCACCTATGAAAGACTAGCAGAGGAAACGCTGGACTCTTTAGCAGAGTTTTTTGAAGACCTTGCAGACAAGCCATACACGTTTGAGGACTATGATGTCTCCTTTGGGAGTGGTGTCTTAACTGTCAAACTGGGTGGAGATCTAGGAACCTATGTGATCAACAAGCAGACGCCAAACAAGCAAATCTGGCTATCTTCTCCATCCAGTGGACCTAAGCGTTATGACTGGACTGGGAAAAACTGGGTGTACTCCCACGACGGCGTGTCCCTCCATGAGCTGCTGGCCGCAGAGCTCACTAAAGCCTTAAAAACCAAACTGGACTTGTCTTCCTTGGCCTATTCCGGAAAAGATGCTTTGCCCACCTAGGGATCGGATCCCCGGGTACCGAGCTCGAATTCTGCAGATATCCAGCACACTTTGCCTTTCTCTCCACAGGTGTCGACAATCAACCTCTGGATTACAAAATTTGTGAAAGATTGACTGGTATTCTTAACTATGTTGCTCCTTTTACGCTATGTGGATACGCTGCTTTAATGCCTTTGTATCATGCTATTGCTTCCCGTATGGCTTTCATTTTCTCCTCCTTGTATAAATCCTGGTTGCTGTCTCTTTATGAGGAGTTGTGGCCCGTTGTCAGGCAACGTGGCGTGGTGTGCACTGTGTTTGCTGACGCAACCCCCACTGGTTGGGGCATTGCCACCACCTGTCAGCTCCTTTCCGGGACTTTCGCTTTCCCCCTCCCTATTGCCACGGCGGAACTCATCGCCGCCTGCCTTGCCCGCTGCTGGACAGGGGCTCGGCTGTTGGGCACTGACAATTCCGTGGTGTTGTCGGGGAAGCTGACGTCCTTTCCATGGCTGCTCGCCTGTGTTGCCACCTGGATTCTGCGCGGGACGTCCTTCTGCTACGTCCCTTCGGCCCTCAATCCAGCGGACCTTCCTTCCCGCGGCCTGCTGCCGGCTCTGCGGCCTCTTCCGCGTCTTCGCCTTCGCCCTCAGACGAGTCGGATCTCCCTTTGGGCCGCCTCCCCGCCTG.GAATTCCGGGGTTGGGGTTGCGCCTTTTCCAAGGCAGCCCTGGGTCTGCGCAGGGACGCGGCTGCTCTGGGCGTGGTTCCGGGAAACGCAGCGGCGCCGACCCTGGGTCTCGCACATTCTTCACGTCCGTTCGCAGCGTCACCCGGATCTTCGCCGCTACCCTTGTGGGCCCCCCGGCGACGCTTCCTGCTCCGCCCCTAAGTCGGGAAGGTTCCTTGCGGTTCGCGGCGTGCCGGACGTGACAAACGGAAGCCGCACGTCTCACTAGTACCCTCGCAGACGGACAGCGCCAGGGAGCAATGGCAGCGCGCCGACCGCGATGGGCTGTGGCCAATAGCGGCTGCTCAGCAGGGCGCGCCGAGAGCAGCGGCCGGGAAGGGGCGGTGCGGGAGGCGGGGTGTGGGGCGGTAGTGTGGGCCCTGTTCCTGCCCGCGCGGTGTTCCGCATTCTGCAAGCCTCCGGAGCGCACGTCGGCAGTCGGCTCCCTCGTTGACCGAATCACCGACCTCTCTCCCCAGTGGCTAACTAGAGAACCCACTGCTTACTGGCTTATCGAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCCAAGCTGGCTAGCGTTTAAACTTAAGCTTGGCCGCCACCATGTGGACTCTCGGGCGCCGCGCAGTAGCCGGCCTCCTGGCGTCACCCAGCCCGGCCCAGGCCCAGACCCTCACCCGGGTCCCGCGGCCGGCAGAGTTGGCCCCACTCTGCGGCCGCCGTGGCCTGCGCACCGACATCGATGCGACCTGCACGCCCCGCCGCGCAAGTTCGAACCAGAGAGGTCTCAACCAGATTTGGAATGTCAAAAAGCAGAGTGTCTATTTGATGAATTTGAGGAAATCTGGAACTTTGGGCCACCCAGGCTCTCTAGATGAGACCACCTATGAAAGACTAGCAGAGGAAACGCTGGACTCTTTAGCAGAGTTTTTTGAAGACCTTGCAGACAAGCCATACACGTTTGAGGACTATGATGTCTC CTTTGGGAGTGGTGTCTTAACTGTCAAACTGGGTGGAGATCTAGGAACCTATGTGATCAACAAGCAGACGCCAAACAAGCAAATCTGGCTATCTTCTCCATCCAGTGGACCTAAGCGTTATGACTGGACTGGGAAAAACTGGGTGTACTCCCACGACGGCGTGTCCCTCCATGAGCTGCTGGCCGCAGAGCTCACTAAAGCCTTAAAAACCAAACTGGACTTGTCTTCCTTGGCCTATTCCGGAAAAGATGCTTTGCCCACCTAGGGATCGGATCCCCGGGTACCGAGCTCGAATTCTGCAGATATCCAGCACACTTTGCCTTTCTCTCCACAGGTGTCGACAATCAACCTCTGGATTACAAAATTTGTGAAAGATTGACTGGTATTCTTAACTATGTTGCTCCTTTTACGCTATGTGGATACGCTGCTTTAATGCCTTTGTATCATGCTATTGCTTCCCGTATGGCTTTCATTTTCTCCTCCTTGTATAAATCCTGGTTGCTGTCTCTTTATGAGGAGTTGTGGCCCGTTGTCAGGCAACGTGGCGTGGTGTGCACTGTGTTTGCTGACGCAACCCCCACTGGTTGGGGCATTGCCACCACCTGTCAGCTCCTTTCCGGGACTTTCGCTTTCCCCCTCCCTATTGCCACGGCGGAACTCATCGCCGCCTGCCTTGCCCGCTGCTGGACAGGGGCTCGGCTGTTGGGCACTGACAATTCCGTGGTGTTGTCGGGGAAGCTGACGTCCTTTCCATGGCTGCTCGCCTGTGTTGCCACCTGGATTCTGCGCGGGACGTCCTTCTGCTACGTCCCTTCGGCCCTCAATCCAGCGGACCTTCCTTCCCGCGGCCTGCTGCCGGCTCTGCGGCCTCTTCCGCGTCTTCGCCTTCGCCCTCAGACGAGTCGGATCTCCCTTTGGGCCGCCTCCCCGCCTG.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, последовательность нуклеиновой кислоты, которая содержит (i), (ii) и (iii), представляет собой SEQ ID NO: 4 или последовательность, которая по меньшей мере на 75% идентична SEQ ID NO: 4. Предпочтительно, нуклеиновая кислота, которая содержит (i), (ii) и (iii), представляет собой SEQ ID NO: 4 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 4.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid sequence that contains (i), (ii) and (iii) is SEQ ID NO: 4 or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 4. Preferably, a nucleic acid that contains (i), (ii) and (iii) is SEQ ID NO: 4 or a sequence that is at least 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91% 92%, 95%, 97%, 98% or 99% identical to SEQ ID NO: 4.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения нуклеиновая кислота дополнительно содержит сигнал PolyA. Предпочтительно, сигнал PolyA имеет длину по меньшей мере 50, 100, 150 или 228 п.о. Более предпочтительно, сигнал PolyA имеет длину по меньшей мере 228 п.о. Наиболее предпочтительно, сигнал PolyA имеет длину 228 п.о.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid further comprises a PolyA signal. Preferably, the PolyA signal is at least 50, 100, 150, or 228 bp long. More preferably, the PolyA signal is at least 228 bp long. Most preferably, the PolyA signal is 228 bp long.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения нуклеиновая кислота дополнительно содержит одну или более последовательностей инвертированных концевых повторов (ITR). Предпочтительно, нуклеиновая кислота содержит две последовательности ITR. Более предпочтительно, последовательности ITR фланкируют остальные компоненты нуклеиновой кислоты.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid further comprises one or more inverted terminal repeat (ITR) sequences. Preferably, the nucleic acid contains two ITR sequences. More preferably, the ITR sequences flank the rest of the nucleic acid components.

SEQ ID NO: 5 означает следующую последовательность:SEQ ID NO: 5 means the following sequence:

CTGGCGCGCTCGCTCGCTCACTGAGGCCGCCCGGGCAAAGCCCGGGCGTCGGGCGACCTTTGGTCGCCCGGCCTCAGTGAGCGAGCGAGCGCGCAGAGAGGGAGTGGCCAACTCCATCACTAGGGGTTCCTGAATTCCGGGGTTGGGGTTGCGCCTTTTCCAAGGCAGCCCTGGGTCTGCGCAGGGACGCGGCTGCTCTGGGCGTGGTTCCGGGAAACGCAGCGGCGCCGACCCTGGGTCTCGCACATTCTTCACGTCCGTTCGCAGCGTCACCCGGATCTTCGCCGCTACCCTTGTGGGCCCCCCGGCGACGCTTCCTGCTCCGCCCCTAAGTCGGGAAGGTTCCTTGCGGTTCGCGGCGTGCCGGACGTGACAAACGGAAGCCGCACGTCTCACTAGTACCCTCGCAGACGGACAGCGCCAGGGAGCAATGGCAGCGCGCCGACCGCGATGGGCTGTGGCCAATAGCGGCTGCTCAGCAGGGCGCGCCGAGAGCAGCGGCCGGGAAGGGGCGGTGCGGGAGGCGGGGTGTGGGGCGGTAGTGTGGGCCCTGTTCCTGCCCGCGCGGTGTTCCGCATTCTGCAAGCCTCCGGAGCGCACGTCGGCAGTCGGCTCCCTCGTTGACCGAATCACCGACCTCTCTCCCCAGTGGCTAACTAGAGAACCCACTGCTTACTGGCTTATCGAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCCAAGCTGGCTAGCGTTTAAACTTAAGCTTGGCCGCCACCATGTGGACTCTCGGGCGCCGCGCAGTAGCCGGCCTCCTGGCGTCACCCAGCCCGGCCCAGGCCCAGACCCTCACCCGGGTCCCGCGGCCGGCAGAGTTGGCCCCACTCTGCGGCCGCCGTGGCCTGCGCACCGACATCGATGCGACCTGCACGCCCCGCCGCGCAAGTTCGAACCAGAGAGGTCTCAACCAGATTTGGAATGTCAAAAAGCAGAGTGTCTATTTGATGAATTTGAGGAAATCTGGAACTTTGGGCCACCCAGGCTCTCTAGATGAGACCACCTATGAAAGACTAGCAGAGGAAACGCTGGACTCTTTAGCAGAGTTTTTTGAAGACCTTGCAGACAAGCCATACACGTTTGAGGACTATGATGTCTCCTTTGGGAGTGGTGTCTTAACTGTCAAACTGGGTGGAGATCTAGGAACCTATGTGATCAACAAGCAGACGCCAAACAAGCAAATCTGGCTATCTTCTCCATCCAGTGGACCTAAGCGTTATGACTGGACTGGGAAAAACTGGGTGTACTCCCACGACGGCGTGTCCCTCCATGAGCTGCTGGCCGCAGAGCTCACTAAAGCCTTAAAAACCAAACTGGACTTGTCTTCCTTGGCCTATTCCGGAAAAGATGCTTTGCCCACCTAGGGATCGGATCCCCGGGTACCGAGCTCGAATTCTGCAGATATCCAGCACACTTTGCCTTTCTCTCCACAGGTGTCGACAATCAACCTCTGGATTACAAAATTTGTGAAAGATTGACTGGTATTCTTAACTATGTTGCTCCTTTTACGCTATGTGGATACGCTGCTTTAATGCCTTTGTATCATGCTATTGCTTCCCGTATGGCTTTCATTTTCTCCTCCTTGTATAAATCCTGGTTGCTGTCTCTTTATGAGGAGTTGTGGCCCGTTGTCAGGCAACGTGGCGTGGTGTGCACTGTGTTTGCTGACGCAACCCCCACTGGTTGGGGCATTGCCACCACCTGTCAGCTCCTTTCCGGGACTTTCGCTTTCCCCCTCCCTATTGCCACGGCGGAACTCATCGCCGCCTGCCTTGCCCGCTGCTGGACAGGGGCTCGGCTGTTGGGCACTGACAATTCCGTGGTGTTGTCGGGGAAGCTGACGTCCTTTCCATGGCTGCTCGCCTGTGTTGCCACCTGGATTCTGCGCGGGACGTCCTTCTGCTACGTCCCTTCGGCCCTCAATCCAGCGGACCTTCCTTCCCGCGGCCTGCTGCCGGCTCTGCGGCCTCTTCCGCGTCTTCGCCTTCGCCCTCAGACGAGTCGGATCTCCCTTTGGGCCGCCTCCCCGCCTGGAATTCGAGCTCGGTACGATCAGCTGATCAGCCTCGACTGTGCCTTCTAGTTGCCAGCCATCTGTTGTTTGCCCCTCCCCCGTGCCTTCCTTGACCCTGGAAGGTGCCACTCCCACTGTCCTTTCCTAATAAAATGAGGAAATTGCATCGCATTGTCTGAGTAGGTGTCATTCTATTCTGGGGGGTGGGGTGGGGCAGGACAGCAAGGGGGAGGATTGGGAAGACAATAGCAGGCATGCTGGGGATGCGGTGGGCTCTATGGCTGGCGCGCTCGCTCGCTCACTGAGGCCGCCCGGGCAAAGCCCGGGCGTCGGGCGACCTTTGGTCGCCCGGCCTCAGTGAGCGAGCGAGCGCGCAGAGAGGGAGTGGCCAACTCCATCACTAGGGGTTCCT.CTGGCGCGCTCGCTCGCTCACTGAGGCCGCCCGGGCAAAGCCCGGGCGTCGGGCGACCTTTGGTCGCCCGGCCTCAGTGAGCGAGCGAGCGCGCAGAGAGGGAGTGGCCAACTCCATCACTAGGGGTTCCTGAATTCCGGGGTTGGGGTTGCGCCTTTTCCAAGGCAGCCCTGGGTCTGCGCAGGGACGCGGCTGCTCTGGGCGTGGTTCCGGGAAACGCAGCGGCGCCGACCCTGGGTCTCGCACATTCTTCACGTCCGTTCGCAGCGTCACCCGGATCTTCGCCGCTACCCTTGTGGGCCCCCCGGCGACGCTTCCTGCTCCGCCCCTAAGTCGGGAAGGTTCCTTGCGGTTCGCGGCGTGCCGGACGTGACAAACGGAAGCCGCACGTCTCACTAGTACCCTCGCAGACGGACAGCGCCAGGGAGCAATGGCAGCGCGCCGACCGCGATGGGCTGTGGCCAATAGCGGCTGCTCAGCAGGGCGCGCCGAGAGCAGCGGCCGGGAAGGGGCGGTGCGGGAGGCGGGGTGTGGGGCGGTAGTGTGGGCCCTGTTCCTGCCCGCGCGGTGTTCCGCATTCTGCAAGCCTCCGGAGCGCACGTCGGCAGTCGGCTCCCTCGTTGACCGAATCACCGACCTCTCTCCCCAGTGGCTAACTAGAGAACCCACTGCTTACTGGCTTATCGAAATTAATACGACTCACTATAGGGAGACCCAAGCTGGCTAGCGTTTAAACTTAAGCTTGGCCGCCACCATGTGGACTCTCGGGCGCCGCGCAGTAGCCGGCCTCCTGGCGTCACCCAGCCCGGCCCAGGCCCAGACCCTCACCCGGGTCCCGCGGCCGGCAGAGTTGGCCCCACTCTGCGGCCGCCGTGGCCTGCGCACCGACATCGATGCGACCTGCACGCCCCGCCGCGCAAGTTCGAACCAGAGAGGTCTCAACCAGATTTGGAATGTCAAAAAGCAGAGTGTCTATTTGATGAATTTGAGGAAATCTGGA ACTTTGGGCCACCCAGGCTCTCTAGATGAGACCACCTATGAAAGACTAGCAGAGGAAACGCTGGACTCTTTAGCAGAGTTTTTTGAAGACCTTGCAGACAAGCCATACACGTTTGAGGACTATGATGTCTCCTTTGGGAGTGGTGTCTTAACTGTCAAACTGGGTGGAGATCTAGGAACCTATGTGATCAACAAGCAGACGCCAAACAAGCAAATCTGGCTATCTTCTCCATCCAGTGGACCTAAGCGTTATGACTGGACTGGGAAAAACTGGGTGTACTCCCACGACGGCGTGTCCCTCCATGAGCTGCTGGCCGCAGAGCTCACTAAAGCCTTAAAAACCAAACTGGACTTGTCTTCCTTGGCCTATTCCGGAAAAGATGCTTTGCCCACCTAGGGATCGGATCCCCGGGTACCGAGCTCGAATTCTGCAGATATCCAGCACACTTTGCCTTTCTCTCCACAGGTGTCGACAATCAACCTCTGGATTACAAAATTTGTGAAAGATTGACTGGTATTCTTAACTATGTTGCTCCTTTTACGCTATGTGGATACGCTGCTTTAATGCCTTTGTATCATGCTATTGCTTCCCGTATGGCTTTCATTTTCTCCTCCTTGTATAAATCCTGGTTGCTGTCTCTTTATGAGGAGTTGTGGCCCGTTGTCAGGCAACGTGGCGTGGTGTGCACTGTGTTTGCTGACGCAACCCCCACTGGTTGGGGCATTGCCACCACCTGTCAGCTCCTTTCCGGGACTTTCGCTTTCCCCCTCCCTATTGCCACGGCGGAACTCATCGCCGCCTGCCTTGCCCGCTGCTGGACAGGGGCTCGGCTGTTGGGCACTGACAATTCCGTGGTGTTGTCGGGGAAGCTGACGTCCTTTCCATGGCTGCTCGCCTGTGTTGCCACCTGGATTCTGCGCGGGACGTCCTTCTGCTACGTCCCTTCGGCCCTCAATCCAGCGGACCTTCCTTCCCGCGGCCTGCTGCCGGCTCTGCGGCC TCTTCCGCGTCTTCGCCTTCGCCCTCAGACGAGTCGGATCTCCCTTTGGGCCGCCTCCCCGCCTGGAATTCGAGCTCGGTACGATCAGCTGATCAGCCTCGACTGTGCCTTCTAGTTGCCAGCCATCTGTTGTTTGCCCCTCCCCCGTGCCTTCCTTGACCCTGGAAGGTGCCACTCCCACTGTCCTTTCCTAATAAAATGAGGAAATTGCATCGCATTGTCTGAGTAGGTGTCATTCTATTCTGGGGGGTGGGGTGGGGCAGGACAGCAAGGGGGAGGATTGGGAAGACAATAGCAGGCATGCTGGGGATGCGGTGGGCTCTATGGCTGGCGCGCTCGCTCGCTCACTGAGGCCGCCCGGGCAAAGCCCGGGCGTCGGGCGACCTTTGGTCGCCCGGCCTCAGTGAGCGAGCGAGCGCGCAGAGAGGGAGTGGCCAACTCCATCACTAGGGGTTCCT.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения нуклеиновая кислота представляет собой SEQ ID NO: 5 или последовательность, которая по меньшей мере на 75% идентична SEQ ID NO: 5. Предпочтительно, нуклеиновая кислота представляет собой SEQ ID NO: 5 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 5.In a preferred embodiment, the nucleic acid is SEQ ID NO: 5, or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 5. Preferably, the nucleic acid is SEQ ID NO: 5, or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 5. 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% or 99% identical to SEQ ID NO: 5.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения вектор позволяет экспрессировать терапевтически эффективное количество фратаксина у пациента, страдающего атаксией Фридрейха. Таким образом, вектор доставляет нуклеиновую кислоту в клетки пациента, где эта нуклеиновая кислота затем экспрессирует фратаксин в терапевтически эффективном количестве.In a preferred embodiment of the invention, the vector allows the expression of a therapeutically effective amount of frataxin in a patient suffering from Friedreich's ataxia. The vector thus delivers the nucleic acid to the patient's cells, where the nucleic acid then expresses frataxin in a therapeutically effective amount.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения AAV-вектор представляет собой AAV-вектор серотипа 9, то есть, вектор AAV-9.In a preferred embodiment of the invention, the AAV vector is a serotype 9 AAV vector, ie the AAV-9 vector.

Нуклеиновая кислотаNucleic acid

Во втором своем аспекте настоящее изобретение относится к нуклеиновой кислоте, содержащей: (i) последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую фратаксин; (ii) промотор PGK; и (iii) WPRE; где (ii) и (iii) функционально присоединены к последовательности (i) и регулируют ее экспрессию.In its second aspect, the present invention relates to a nucleic acid containing: (i) a nucleic acid sequence encoding frataxin; (ii) a PGK promoter; and (iii) WPRE; where (ii) and (iii) are operably linked to sequence (i) and regulate its expression.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения промотор PGK содержит SEQ ID NO: 1 или последовательность, которая по меньшей мере на 75% идентична последовательности SEQ ID NO: 1. Предпочтительно, промотор PGK содержит SEQ ID NO: 1 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 1. Более предпочтительно, промотор PGK представляет собой SEQ ID NO: 1 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 905, 915, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична последовательности SEQ ID NO: 1.In a preferred embodiment, the PGK promoter contains SEQ ID NO: 1 or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 1. Preferably, the PGK promoter contains SEQ ID NO: 1 or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 1. %, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98%, or 99% identical to SEQ ID NO: 1. More preferably, the PGK promoter is SEQ ID NO: 1 or a sequence that is at least 75%, 80%, 85%, 89%, 905, 915, 92%, 95%, 97%, 98% or 99% identical to the sequence of SEQ ID NO: 1.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения WPRE содержит SEQ ID NO: 2 или последовательность, которая по меньшей мере на 75% идентична SEQ ID NO: 2. Предпочтительно, WPRE содержит SEQ ID NO: 2 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 2. Более предпочтительно, WPRE представляет собой SEQ ID NO: 2 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 2.In a preferred embodiment, the WPRE contains SEQ ID NO: 2, or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 2. Preferably, the WPRE contains SEQ ID NO: 2, or a sequence that is at least 75%, 80 %, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98%, or 99% identical to SEQ ID NO: 2. More preferably, the WPRE is SEQ ID NO: 2 or a sequence that at least 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98%, or 99% identical to SEQ ID NO: 2.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующая фратаксин, содержит SEQ ID NO: 3 или последовательность, которая, по меньшей мере на 75% идентична SEQ ID NO: 3 и является функциональным вариантом фратаксина. Предпочтительно, последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующая фратаксин, содержит SEQ ID NO: 3 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или на 99% идентична SEQ ID NO: 3. Более предпочтительно, последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующая фратаксин, представляет собой SEQ ID NO: 3 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 3.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid sequence encoding frataxin contains SEQ ID NO: 3 or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 3 and is a functional variant of frataxin. Preferably, the nucleic acid sequence encoding frataxin contains SEQ ID NO: 3 or a sequence that is at least 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% or 99% identical to SEQ ID NO: 3. More preferably, the nucleic acid sequence encoding frataxin is SEQ ID NO: 3 or a sequence that is at least 75%, 80%, 85%, 89% 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% or 99% identical to SEQ ID NO: 3.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения нуклеиновая кислота дополнительно содержит линкер между промотором и последовательностью нуклеиновой кислоты, кодирующей фратаксин, где линкер состоит из SEQ ID NO:6 или содержит SEQ ID NO: 6, или последовательность, которая по меньшей мере на 75% идентична последовательности SEQ ID NO 6. Предпочтительно, линкер состоит из SEQ ID NO:6 или содержит SEQ ID NO: 6 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 6.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid further comprises a linker between the promoter and the nucleic acid sequence encoding frataxin, where the linker consists of SEQ ID NO: 6 or contains SEQ ID NO: 6, or a sequence that is at least 75% identical to the sequence of SEQ ID NO 6. Preferably, the linker consists of SEQ ID NO: 6 or contains SEQ ID NO: 6 or a sequence that is at least 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% or 99% identical to SEQ ID NO: 6.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения нуклеиновая кислота дополнительно содержит последовательность Козака, и эта последовательность Козака также функционально присоединена к последовательности нуклеиновой кислоты, кодирующей фратаксин, и регулирует ее экспрессию.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid further comprises a Kozak sequence, and this Kozak sequence is also operably linked to a nucleic acid sequence encoding frataxin and regulates its expression.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения последовательность нуклеиновой кислоты, которая содержит (i), (ii) и (iii), представляет собой SEQ ID NO: 4 или последовательность, которая по меньшей мере на 75% идентична SEQ ID NO: 4. Предпочтительно, нуклеиновая кислота, которая содержит (i), (ii) и (iii), представляет собой SEQ ID NO: 4 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 4.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid sequence that contains (i), (ii) and (iii) is SEQ ID NO: 4 or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 4. Preferably, the nucleic acid the acid that contains (i), (ii) and (iii) is SEQ ID NO: 4 or a sequence that is at least 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92 %, 95%, 97%, 98% or 99% identical to SEQ ID NO: 4.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, нуклеиновая кислота дополнительно содержит сигнал PolyA. Предпочтительно, сигнал PolyA имеет длину по меньшей мере 50, 100, 150 или 228 п.о. Более предпочтительно, сигнал PolyA имеет длину по меньшей мере 228 п.о. Наиболее предпочтительно, сигнал PolyA имеет длину 228 п.о.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid further comprises a PolyA signal. Preferably, the PolyA signal is at least 50, 100, 150, or 228 bp long. More preferably, the PolyA signal is at least 228 bp long. Most preferably, the PolyA signal is 228 bp long.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения нуклеиновая кислота дополнительно содержит одну или более последовательностей инвертированных концевых повторов (ITR). Предпочтительно, нуклеиновая кислота содержит две последовательности ITR. Более предпочтительно, последовательности ITR фланкируют остальные компоненты нуклеиновой кислоты.In a preferred embodiment of the invention, the nucleic acid further comprises one or more inverted terminal repeat (ITR) sequences. Preferably, the nucleic acid contains two ITR sequences. More preferably, the ITR sequences flank the rest of the nucleic acid components.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения нуклеиновая кислота представляет собой SEQ ID NO: 5 или последовательность, которая по меньшей мере на 75% идентична SEQ ID NO: 5. Предпочтительно, нуклеиновая кислота представляет собой SEQ ID NO: 5 или последовательность, которая по меньшей мере на 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% или 99% идентична SEQ ID NO: 5.In a preferred embodiment, the nucleic acid is SEQ ID NO: 5, or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 5. Preferably, the nucleic acid is SEQ ID NO: 5, or a sequence that is at least 75% identical to SEQ ID NO: 5. 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 95%, 97%, 98% or 99% identical to SEQ ID NO: 5.

Клонирующий векторCloning vector

В своем третьем аспекте настоящее изобретение относится к клонирующему вектору, который содержит нуклеиновую кислоту в соответствии с любым из ранее описанных вариантов осуществления изобретения, и дополнительные элементы нуклеиновой кислоты для стимуляции репликации клонирующего вектора в бактериальной клетке.In its third aspect, the present invention relates to a cloning vector that contains a nucleic acid in accordance with any of the previously described embodiments of the invention, and additional nucleic acid elements for promoting replication of the cloning vector in a bacterial cell.

Термин «клонирующий вектор» означает любой вектор, который является подходящм для клонирования, и который обычно включает рестрикционные сайты, ориджин репликации для размножения бактерий и селективный маркер.The term "cloning vector" means any vector that is suitable for cloning, and which typically includes restriction sites, an origin of replication for bacterial propagation, and a selectable marker.

Клонирующий вектор согласно изобретению содержит нуклеиновую кислоту согласно изобретению и может быть предпочтительно использован для получения вектора для переноса или AAV-вектора согласно изобретению.The cloning vector according to the invention contains the nucleic acid according to the invention and can be preferably used to obtain a transfer vector or an AAV vector according to the invention.

Вектор для переносаTransfer Vector

В своем четвертом аспекте настоящее изобретение относится к вектору для переноса, который содержит нуклеиновую кислоту в соответствии с любым из ранее описанных вариантов осуществления изобретения, и дополнительные элементы нуклеиновой кислоты для стимуляции интеграции или транспозиции вектора для переноса в AAV-вектор, предпочтительно, вектор AAV-9.In its fourth aspect, the present invention relates to a transfer vector that comprises a nucleic acid according to any of the previously described embodiments of the invention, and additional nucleic acid elements to promote integration or transposition of the transfer vector into an AAV vector, preferably the AAV vector. 9.

Термин «вектор для переноса» означает вектор, который является подходящим для интеграции или транспозиции в AAV-векторе. Таким образом, вектор для переноса, по существу, позволяет встраивать генетическую информацию в AAV-вектор.The term " transfer vector " means a vector that is suitable for integration or transposition into an AAV vector. Thus, the transfer vector essentially allows the insertion of genetic information into the AAV vector.

Вектор для переноса согласно изобретению включает нуклеиновую кислоту согласно изобретению и может быть использован для получения AAV-вектора согласно изобретению.The transfer vector of the invention comprises the nucleic acid of the invention and can be used to produce an AAV vector of the invention.

Применение нуклеиновой кислоты, клонирующего вектора и вектора для переносаUse of Nucleic Acid, Cloning Vector and Transfer Vector

В своем пятом аспекте настоящее изобретение относится к применению нуклеиновой кислоты согласно изобретению, клонирующего вектора согласно изобретению или вектора для переноса согласно изобретению в целях получения AAV-вектора согласно любому из ранее описанных вариантов изобретения.In its fifth aspect, the present invention relates to the use of a nucleic acid according to the invention, a cloning vector according to the invention or a transfer vector according to the invention in order to obtain an AAV vector according to any of the previously described embodiments of the invention.

Фармацевтическая композицияpharmaceutical composition

В своем шестом аспекте настоящее изобретение относится к фармацевтической композиции, содержащей AAV-вектор согласно изобретению или нуклеиновую кислоту согласно изобретению и фармацевтически приемлемый носитель или разбавитель.In its sixth aspect, the present invention relates to a pharmaceutical composition comprising an AAV vector according to the invention or a nucleic acid according to the invention and a pharmaceutically acceptable carrier or diluent.

Описанная здесь фармацевтическая композиция может также содержать и другие вещества. Такими веществами являются, но не ограничиваются ими, криопротекторы, лиопротекторы, поверхностно-активные вещества, наполнители, антиоксиданты и стабилизаторы. В некоторых вариантах осуществления изобретения, фармацевтическая композиция может быть лиофилизована.The pharmaceutical composition described herein may also contain other substances. Such substances include, but are not limited to, cryoprotectants, lyoprotectants, surfactants, fillers, antioxidants, and stabilizers. In some embodiments of the invention, the pharmaceutical composition may be lyophilized.

Используемый здесь термин «криопротектор» включает агенты, которые обеспечивают резистентность AAV-вектора к стрессам, вызванным замораживанием, преимущественно, благодаря удалению AAV-вектора с поверхности. Криопротекторы могут также обеспечивать защиту при первичной и вторичной сушке и длительном хранении продукта. Неограничивающими примерами криопротекторов являются сахара, такие как сахароза, глюкоза, трегалоза, маннит, манноза и лактоза; полимеры, такие как декстран, гидроксиэтилированный крахмал и полиэтиленгликоль; поверхностно-активные вещества, такие как полисорбаты (например, PS-20 или PS-80); и аминокислоты, такие как глицин, аргинин, лейцин и серин. Обычно используется криопротектор, обладающий низкой токсичностью в биологических системах.The term "cryoprotectant" as used herein includes agents that render the AAV vector resistant to freezing stress, predominantly by removing the AAV vector from the surface. Cryoprotectants can also provide protection during primary and secondary drying and long-term storage of the product. Non-limiting examples of cryoprotectants are sugars such as sucrose, glucose, trehalose, mannitol, mannose, and lactose; polymers such as dextran, hydroxyethyl starch and polyethylene glycol; surfactants such as polysorbates (eg PS-20 or PS-80); and amino acids such as glycine, arginine, leucine and serine. A cryoprotectant with low toxicity in biological systems is usually used.

В одном варианте осуществления изобретения лиопротектор добавляют в описанную здесь фармацевтическую композицию. Используемый здесь термин «лиопротектор» включает агенты, которые обеспечивают стабильность AAV-вектора во время сушки замораживанием или во время дегидратации (при первичных и вторичных циклах сушки замораживанием) посредством создания аморфной стеклообразной матрицы и связывания с поверхностью AAV-вектора посредством водородных связей с последующей заменой молекул воды, которые удаляются в процессе сушки. Это позволяет минимизировать разложение продукта во время цикла лиофилизации и сообщать продукту длительную стабильность. Неограничивающими примерами лиопротекторов являются сахара, такие как сахароза или трегалоза; аминокислота, такая как моноглутамат натрия, некристаллический глицин или гистидин; метиламин, такой как бетаин; лиотропная соль, такая как сульфат магния; полиол, такой как трехатомные спирты или многоатомные спирты ряда сахаров, например, глицерин, эритрит, глицерол, арабит, ксилит, сорбит и маннит; пропиленгликоль; полиэтиленгликоль; плюроники; и их комбинации. Количество лиопротектора, добавляемого в фармацевтическую композицию, обычно представляет собой количество, которое не приводит к недопустимому уровню разложения штамма, если фармацевтическая композиция является лиофилизованной.In one embodiment of the invention, the lyoprotectant is added to the pharmaceutical composition described here. As used herein, the term "lyoprotectant" includes agents that provide stability to the AAV vector during freeze-drying or during dehydration (in primary and secondary freeze-drying cycles) by creating an amorphous glassy matrix and binding to the surface of the AAV vector via hydrogen bonding followed by replacement water molecules that are removed during the drying process. This minimizes product degradation during the lyophilization cycle and imparts long-term stability to the product. Non-limiting examples of lyoprotectants are sugars such as sucrose or trehalose; an amino acid such as sodium monoglutamate, non-crystalline glycine or histidine; methylamine such as betaine; a lyotropic salt such as magnesium sulfate; a polyol such as trihydric alcohols or polyhydric alcohols of a number of sugars, for example, glycerol, erythritol, glycerol, arabitol, xylitol, sorbitol and mannitol; propylene glycol; polyethylene glycol; pluronics; and their combinations. The amount of lyoprotectant added to a pharmaceutical composition is usually an amount that does not result in an unacceptable level of degradation of the strain if the pharmaceutical composition is lyophilized.

В некоторых вариантах осуществления изобретения фармацевтическая композиция включает наполнитель. Используемый здесь термин «наполнитель» включает агенты, которые обеспечивают нужную структуру лиофилизованного продукта без непосредственного взаимодействия с фармацевтическим продуктом. Наполнители, помимо их сообщения продукту фармацевтически элегантного вида, могут также придавать продукту полезные свойства в отношении изменения температуры сжатия, обеспечения защиты при замораживании-оттаивании и повышения стабильности штамма в течение длительного периода хранения. Неограничивающими примерами наполнителей являются маннит, глицин, лактоза и сахароза. Наполнители могут быть кристаллическими (например, глицин, маннит или хлорид натрия) или аморфными (например, декстран, гидроксиэтилированный крахмал) и обычно используются в композициях в количестве от 0,5% до 10%.In some embodiments of the invention, the pharmaceutical composition includes a filler. As used herein, the term "filler" includes agents that provide the desired structure to the lyophilized product without direct interaction with the pharmaceutical product. Excipients, in addition to imparting a pharmaceutically elegant appearance to the product, can also confer beneficial properties to the product in terms of compression temperature change, freeze-thaw protection, and increased strain stability over a long storage period. Non-limiting examples of fillers are mannitol, glycine, lactose and sucrose. The excipients may be crystalline (eg glycine, mannitol or sodium chloride) or amorphous (eg dextran, hydroxyethyl starch) and are typically used in the compositions in amounts of 0.5% to 10%.

В описанную здесь фармацевтическую композицию могут быть также включены и другие фармацевтически приемлемые носители, наполнители или стабилизаторы, которые описаны в руководстве Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition, Osol, A. Ed. (1980), при условии, что они не будут оказывать негативного воздействия на нужные свойства фармацевтической композиции. Используемый здесь термин «фармацевтически приемлемый носитель» означает любые и все растворители, дисперсионные среды, агенты для покрытия, антибактериальные и противогрибковые агенты, изотонические агенты и агенты, замедляющие всасывание, которые являются совместимыми с фармацевтическим введением. Использование таких сред и агентов для фармацевтически активных веществ хорошо известно специалистам. Подходящие носители, наполнители или стабилизаторы являются нетоксичными для реципиентов в используемых дозах и концентрациях и включают следующие соединения, не ограничивающие объема настоящего изобретения, а именно: дополнительные забуферивающие агенты; консерванты; сорастворители; антиоксиданты, включая аскорбиновую кислоту и метионин; хелатообразующие агенты, такие как EDTA; металлокомплексы (например, комплексы Zn-белок); биоразлагаемые полимеры, такие как сложные полиэфиры; солеобразующие противоионы, такие как натрий, многоатомные спирты ряда сахаров; аминокислоты, такие как аланин, глицин, глутамин, аспарагин, гистидин, аргинин, лизин, орнитин, лейцин, 2-фенилаланин, глутаминовая кислота и треонин; органические сахара или спирты ряда сахаров, такие как лактит, стахиоза, манноза, сорбоза, ксилоза, рибоза, рибит, миоинизитоза, миоинизит, галактоза, галактит, глицерин, циклитолы (например, инозит), полиэтиленгликоль; серусодержащие восстановители, такие как мочевина, глутатион, тиоктовая кислота, тиогликолят натрия, тиоглицерин, α-монотиоглицерин и тиосульфат натрия; низкомолекулярные белки, такие как альбумин человеческой сыворотки, альбумин бычьей сыворотки, желатин или другие иммуноглобулины; и гидрофильные полимеры, такие как поливинилпирролидон.Other pharmaceutically acceptable carriers, excipients or stabilizers as described in Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition, Osol, A. Ed. (1980), provided that they do not adversely affect the desired properties of the pharmaceutical composition. As used herein, the term " pharmaceutically acceptable carrier " means any and all solvents, dispersion media, coating agents, antibacterial and antifungal agents, isotonic agents, and absorption retardants that are compatible with pharmaceutical administration. The use of such media and agents for pharmaceutically active substances is well known to those skilled in the art. Suitable carriers, excipients or stabilizers are non-toxic to recipients at the doses and concentrations used and include the following compounds, which do not limit the scope of the present invention, namely: additional buffering agents; preservatives; co-solvents; antioxidants including ascorbic acid and methionine; chelating agents such as EDTA; metal complexes (eg Zn-protein complexes); biodegradable polymers such as polyesters; salt-forming counterions such as sodium, polyhydric alcohols of a number of sugars; amino acids such as alanine, glycine, glutamine, asparagine, histidine, arginine, lysine, ornithine, leucine, 2-phenylalanine, glutamic acid and threonine; organic sugars or sugar alcohols such as lactitol, stachyose, mannose, sorbose, xylose, ribose, ribitol, myoinisitose, myoinisitol, galactose, galactitol, glycerol, cyclitols (eg inositol), polyethylene glycol; sulfur-containing reducing agents such as urea, glutathione, thioctic acid, sodium thioglycolate, thioglycerol, α-monothioglycerol and sodium thiosulfate; low molecular weight proteins such as human serum albumin, bovine serum albumin, gelatin or other immunoglobulins; and hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone.

Фармацевтическая композиция может быть приготовлена для перорального, подъязычного, трансбуккального, внутривенного, внутримышечного, подкожного, внутрибрюшинного, конъюнктивального, ректального, трансдермального, интратекального и местного введения и/или введения путем ингаляции. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, фармацевтическая композиция может представлять собой раствор, который является подходящим для внутривенного, внутримышечного, конъюнктивального, трансдермального, внутрибрюшинного и/или подкожного введения. В другом варианте осуществления изобретения, фармацевтическая композиция может представлять собой раствор, который является подходящим для подъязычного и трансбуккального введения и/или введения путем ингаляции. В альтернативном варианте осуществления изобретения, фармацевтическая композиция может представлять собой гель или раствор, который является подходящим для интратекального введения. В альтернативном варианте осуществления изобретения, фармацевтическая композиция может представлять собой аэрозоль, подходящий для введения путем ингаляции. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, фармацевтическая композиция может быть приготовлена для интратекального введения.The pharmaceutical composition may be formulated for oral, sublingual, buccal, intravenous, intramuscular, subcutaneous, intraperitoneal, conjunctival, rectal, transdermal, intrathecal and topical administration and/or administration by inhalation. In a preferred embodiment of the invention, the pharmaceutical composition may be a solution which is suitable for intravenous, intramuscular, conjunctival, transdermal, intraperitoneal and/or subcutaneous administration. In another embodiment of the invention, the pharmaceutical composition may be a solution that is suitable for sublingual and buccal administration and/or administration by inhalation. In an alternative embodiment of the invention, the pharmaceutical composition may be a gel or solution which is suitable for intrathecal administration. In an alternative embodiment of the invention, the pharmaceutical composition may be an aerosol suitable for administration by inhalation. In a preferred embodiment of the invention, the pharmaceutical composition may be formulated for intrathecal administration.

Фармацевтическая композиция может дополнительно содержать обычные эксципиенты и носители, которые известны специалистам в данной области. Для твердых фармацевтических композиций могут быть использованы стандартные нетоксичные твердые носители, которые включают, например, фармацевтические сорта маннита, лактозы, крахмала, стеарата магния, натрий-содержащего сахарина, талька, целлюлозы, глюкозы, сахарозы, карбоната магния и т.п. В целях приготовления раствора для инъекций, фармацевтическая композиция может дополнительно содержать криопротекторы, лиопротекторы, поверхностно-активные вещества, наполнители, антиоксиданты, стабилизаторы и фармацевтически приемлемые носители. Для аэрозольного введения, фармацевтические композиции обычно поставляются в тонкодисперсной форме вместе с поверхностно-активным веществом и пропеллентом. Само собой разумеется, что поверхностно-активное вещество должно быть нетоксичным и, по существу, растворимым в пропелленте. Такими репрезентативными агентами являются сложные эфиры или неполные сложные эфиры жирных кислот, содержащих от 6 до 22 атомов углерода, таких как капроевая, октановая, лауриновая, пальмитиновая, стеариновая, линолевая, линоленовая, олестериновая и олеиновая кислоты с алифатическим многоатомным спиртом или его циклическим ангидридом. Могут быть использованы смешанные сложные эфиры, такие как смешанные или природные глицериды. При желании, может быть также включен носитель, такой как, например, лецитин для интраназальной доставки. В случае суппозиториев, могут быть включены традиционные связующие вещества и носители, например, полиалкиленгликоли или триглицериды.The pharmaceutical composition may further contain conventional excipients and carriers that are known to those skilled in the art. For solid pharmaceutical compositions, standard non-toxic solid carriers can be used, which include, for example, pharmaceutical grades of mannitol, lactose, starch, magnesium stearate, sodium saccharin, talc, cellulose, glucose, sucrose, magnesium carbonate, and the like. In order to prepare a solution for injection, the pharmaceutical composition may additionally contain cryoprotectants, lyoprotectants, surfactants, excipients, antioxidants, stabilizers and pharmaceutically acceptable carriers. For aerosol administration, pharmaceutical compositions are usually supplied in finely divided form along with a surfactant and a propellant. It goes without saying that the surfactant must be non-toxic and substantially soluble in the propellant. Such representative agents are esters or partial esters of fatty acids containing from 6 to 22 carbon atoms, such as caproic, octanoic, lauric, palmitic, stearic, linoleic, linolenic, olesteric and oleic acids with an aliphatic polyhydric alcohol or its cyclic anhydride. Mixed esters such as mixed or natural glycerides can be used. If desired, a carrier may also be included, such as, for example, lecithin for intranasal delivery. In the case of suppositories, conventional binders and carriers may be included, such as polyalkylene glycols or triglycerides.

Применение в медицинеApplication in medicine

В своем седьмом аспекте настоящее изобретение относится к AAV-вектору согласно изобретению, к нуклеиновой кислоте согласно изобретению или к фармацевтической композиции согласно изобретению для их применения в качестве лекарственного средства. В своем восьмом аспекте, настоящее изобретение относится к AAV-вектору согласно изобретению, к нуклеиновой кислоте согласно изобретению или к фармацевтической композиции согласно изобретению для их применения в целях лечении атаксии Фридрейха.In its seventh aspect, the present invention relates to an AAV vector according to the invention, to a nucleic acid according to the invention, or to a pharmaceutical composition according to the invention for their use as a medicine. In its eighth aspect, the present invention provides an AAV vector according to the invention, a nucleic acid according to the invention, or a pharmaceutical composition according to the invention for their use in the treatment of Friedreich's ataxia.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения AAV-вектор согласно изобретению, нуклеиновую кислоту согласно изобретению или фармацевтическую композицию согласно изобретению вводят интратекально, внутримышечно, интрацеребрально или интрацеребровентрикулярно, предпочтительно, интратекально или внутримышечно.In a preferred embodiment of the invention, the AAV vector according to the invention, the nucleic acid according to the invention or the pharmaceutical composition according to the invention are administered intrathecally, intramuscularly, intracerebrally or intracerebroventricularly, preferably intrathecally or intramuscularly.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения AAV-вектор согласно изобретению, нуклеиновую кислоту согласно изобретению или фармацевтическую композицию согласно изобретению вводят в дозе по меньшей мере 1×109 векторных геномов/кг массы тела, предпочтительно 1×1010, 1×1011 или 1×1012 векторных геномов/кг массы тела. Более предпочтительно вводить по меньшей мере или приблизительно 4,6×1012 векторных геномов/кг массы тела.In a preferred embodiment of the invention, the AAV vector according to the invention, the nucleic acid according to the invention or the pharmaceutical composition according to the invention are administered at a dose of at least 1×10 9 vector genomes/kg body weight, preferably 1×10 10 , 1×10 11 or 1× 10 12 vector genomes/kg body weight. More preferably, at least or approximately 4.6×10 12 vector genomes/kg of body weight are administered.

ПримерыExamples

Пример 1: Конструирование плазмидыExample 1 Construction of a Plasmid

Кодирующую последовательность изоформы 1 человеческого фратаксина (hFXN) присоединяли к гемагглютининовой метке (HA) и клонировали в экспрессионный вектор pcDNA3.1 с использованием набора для клонирования In-Fusion® HD (Clontech). Эта гибридная система была использована во всех стадиях клонирования. Несколько конструкций было получено путем присоединения промоторов CMV или человеческих (h) промоторов (p) синапсина (phSYN), нейрон-специфической энолазы (phNSE), 1255 п.о. промотора FXN (phFXN1255) или изоформы 1 человеческой фосфоглицераткиназы (phPGK1) к кодирующей области гена FXN. Дополнительные регуляторные элементы, такие как энхансер CMV и последовательности Козака, были присоединены у 5’-конца, а последовательность элемента, отвечающего на вирус гепатита сурка (WPRE), был присоединены у 3’-конца. Все эти конструкции, полученные с использованием экспрессионных векторов, перечислены в Таблице 2.The human frataxin isoform 1 (hFXN) coding sequence was attached to a hemagglutinin tag (HA) and cloned into the pcDNA3.1 expression vector using the In-Fusion® HD cloning kit (Clontech). This hybrid system was used in all stages of cloning. Several constructs were generated by attaching CMV promoters or human (h) promoters (p) synapsin (phSYN), neuron-specific enolase (phNSE), 1255 bp. FXN promoter (phFXN1255) or human phosphoglycerate kinase isoform 1 (phPGK1) to the coding region of the FXN gene. Additional regulatory elements such as the CMV enhancer and Kozak sequences were added at the 5' end, and the woodchuck hepatitis virus response element (WPRE) sequence was added at the 3' end. All of these expression vector constructs are listed in Table 2.

Плазмиды, содержащие ту же самую комбинацию регуляторных элементов, также получали для инициации экспрессии люциферазы путем замены кодирующей последовательности FXN на последовательность, кодирующую люциферазу светляка (LUC), которая была амплифицирована из вектора pGL3-LUC (Promega), также с использованием набора для клонирования In-Fusion® HD (Clontech). Эти плазмиды перечислены в Таблице 3.Plasmids containing the same combination of regulatory elements were also generated to initiate luciferase expression by replacing the FXN coding sequence with the firefly luciferase (LUC) coding sequence, which was amplified from the pGL3-LUC vector (Promega), also using the In cloning kit. -Fusion® HD (Clontech). These plasmids are listed in Table 3.

Пример 2. Конструирование и получение рекомбинантного аденоассоциированного вирусного вектора.Example 2 Construction and production of a recombinant adeno-associated viral vector.

Экспрессионные кластеры плазмиды pcDNA3.1-phPGK-kFXN-HA-WPRE и плазмиды pcDNA3.1-phPGK-kLUC-HA-WPRE были клонированы в сайты SnaBI-MfeI рекомбинантного вектора AAV-9 (вектора rAAV9-phPGK1-FXN-HA-WPRE и вектора rAAV9-phPGK-LUC-WPRE). Кроме того, был создан контрольный нулевой вектор без кодирующей последовательности FXN (AAV2/9-null). Все три конструкции и вирусные частицы были получены в лаборатории по продуцированию векторов в Центре Биотехнологии и Генотерапии животных (Universitat Autònoma de Barcelona). Полученные конечные титры составляли 1,4×1013 ВГ/мл для AAV9-phPGK-FXN-HA-WPRE, 9,8×1012 ВГ/мл для AAV9-phPGK-LUC-WPRE и 6×1012 ВГ/мл для AAV2/9-null.The expression cassettes of plasmid pcDNA3.1-phPGK-kFXN-HA-WPRE and plasmid pcDNA3.1-phPGK-kLUC-HA-WPRE were cloned into the SnaBI-MfeI sites of the recombinant AAV-9 vector (vector rAAV9-phPGK1-FXN-HA-WPRE and vector rAAV9-phPGK-LUC-WPRE). In addition, a control null vector without the FXN coding sequence (AAV2/9-null) was generated. All three constructs and viral particles were obtained in the vector production laboratory at the Center for Biotechnology and Animal Gene Therapy (Universitat Autònoma de Barcelona). The final titers obtained were 1.4×10 13 VG/ml for AAV9-phPGK-FXN-HA-WPRE, 9.8×10 12 VG/ml for AAV9-phPGK-LUC-WPRE and 6×10 12 VG/ml for AAV2/9-null.

Пример 3: Оптимизация экспрессии фратаксинаExample 3 Optimization of Frataxin Expression

1. Клеточная культура, экспрессия 1. Cell culture, expression in vitroin vitro и анализ на ген-репортер люциферазы. and assay for the luciferase reporter gene.

Мышиные клетки нейробластомы (N2a), человеческие клетки нейробластомы (SH-SY5Y) и клетки почек человеческого эмбриона (HEK 293) культивировали в модифицированной по способу Дульбекко среде Игла (DMEM), содержащей 10% фетальную бычью сыворотку (Sigma), 2 мМ глютамина, 50 мкг/мл пенициллина/стрептомицина (Life technologies) при 70% конфлюэнтности в 10 см-чашках для культивирования. Трансфекцию осуществляли с использованием липофектамина 2000 (Life technologies) для клеток N2a и SH-SY5Y и фосфата кальция для HEK 293, с использованием только 4 мкг плазмидных ДНК помимо 0,25 мкг EGFP. После трансфекции, среду заменяли свежей культуральной средой DMEM для клеток HEK и средой, содержащей Neurobasal, добавку B27, 10 мкМ ретиноевой кислоты, 2 мМ глутамина, 50 мкг/мл пенициллина/стрептомицина для клеток N2a и SH-SY5Y. Через 48 часов после замены среды для культивирования клеток, клетки, трансфецированные экспрессионными плазмидами, перечисленными в Таблице 2, собирали и хранили при -80°C до дальнейшего использования. В целях проведения анализа на ген-репортер люциферазы, плазмиды, перечисленные в Таблице 3, трансфецировали, как указано выше, и клетки повторно высевали в 384-луночные планшеты, и люциферазную активность определяли с помощью набора для анализа на два репортера люциферазы в соответствии с инструкциями производителя (Promega).Mouse neuroblastoma cells (N2a), human neuroblastoma cells (SH-SY5Y), and human embryonic kidney cells (HEK 293) were cultured in Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) containing 10% fetal bovine serum (Sigma), 2 mM glutamine, 50 µg/ml penicillin/streptomycin (Life technologies) at 70% confluence in 10 cm culture dishes. Transfection was performed using Lipofectamine 2000 (Life technologies) for N2a and SH-SY5Y cells and calcium phosphate for HEK 293, using only 4 μg of plasmid DNA in addition to 0.25 μg of EGFP. After transfection, medium was replaced with fresh DMEM culture medium for HEK cells and medium containing Neurobasal, B27 supplement, 10 μM retinoic acid, 2 mM glutamine, 50 μg/ml penicillin/streptomycin for N2a and SH-SY5Y cells. 48 hours after changing the cell culture medium, cells transfected with the expression plasmids listed in Table 2 were collected and stored at -80°C until further use. For the purposes of the luciferase reporter gene assay, the plasmids listed in Table 3 were transfected as above and the cells were replated in 384-well plates, and luciferase activity was determined using the luciferase two reporter assay kit according to the instructions. manufacturer (Promega).

2. Электрофорез в ДСН-ПААГ и иммуноблоттинг2. Electrophoresis in SDS-PAGE and immunoblotting

Белки экстрагировали из культивируемых клеток путем гомогенизации в буфере для лизиса RIPA: 10 мМ Трис-HCl, рН 7,4, 140 мМ NaCl, 0,1% дезоксихолат натрия, 1% Тритона Х-100, 1% ДСН, 2 мМ этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA), 25 мМ фторида натрия (NaF), 2,5 мМ NaVO3 и коктейля ингибиторов белка (Roche). Концентрацию белка определяли с помощью анализа на белок DC-BioRad (BioRad). Общий экстракт белка смешивали с 4 × буфером для загрузки образцов белка (Li-Cor Biosciences), содержащим 1 мМ DTT, и разделяли с помощью электрофореза в 15% акриламидном геле при постоянной силе тока 20 мА до переноса на PVDF-мембраны. В качестве «первых» антител использовали анти-FXN антитело PAC 2518 (любезно предоставленное Dr. Grazia Isaya, Mayo Clinic, Rochester MN), анти-FXN антитело (1G2, Merck Millipore), антитело против метки HA (клон 16B12, MMS-101P, Covance) и антитело против бета-актина (AC15, Sigma). «Вторые» антитела, конъюгированные с инфракрасным красителем, представляли собой антимышиные IRDye-800CW и антикроличьи IRDye 700CW (Li-Cor Biosciences), и иммунореактивность определяли с использованием программы-анализатора Odyssey v2.1 (Li-Cor Biosciences).Proteins were extracted from cultured cells by homogenization in RIPA lysis buffer: 10 mM Tris-HCl, pH 7.4, 140 mM NaCl, 0.1% sodium deoxycholate, 1% Triton X-100, 1% SDS, 2 mM EDTA (EDTA), 25 mM sodium fluoride (NaF), 2.5 mM NaVO 3 and protein inhibitor cocktail (Roche). Protein concentration was determined using the DC-BioRad protein assay (BioRad). The total protein extract was mixed with 4× Protein Sample Loading Buffer (Li-Cor Biosciences) containing 1 mM DTT and separated by 15% acrylamide gel electrophoresis at a constant current of 20 mA prior to transfer to PVDF membranes. Anti-FXN antibody PAC 2518 (courtesy of Dr. Grazia Isaya, Mayo Clinic, Rochester MN), anti-FXN antibody (1G2, Merck Millipore), anti-HA tag antibody (clone 16B12, MMS-101P , Covance) and an anti-beta actin antibody (AC15, Sigma). The infrared dye conjugated "second" antibodies were anti-mouse IRDye-800CW and anti-rabbit IRDye 700CW (Li-Cor Biosciences), and immunoreactivity was determined using the Odyssey v2.1 analyzer software (Li-Cor Biosciences).

3. Результаты3. Results

Как можно видеть на фигурах 1-5 и в Таблицах 2-3, получение конструкции, содержащей промотор hPGK1, линкерные последовательности (определенной длины и определенного состава) и WPRE, позволило экспрессировать фратаксин в клетках. Человеческой промотор PGK1 представляет собой метаболически регулируемый промотор, экспрессируемый в физиологически релевантных тканях, что делает его хорошим кандидатом в качестве промотора для фратаксина. Однако, было не ясно, могут ли регуляторные элементы или линкеры с определенной последовательностью/длиной экспрессировать последовательности, кодирующие фратаксин. Результаты, полученные авторами с использованием различных комбинаций элементов и последовательностей, показали, что экспрессия белка из последовательностей, кодирующих человеческий фратаксин, требует включения функционально присоединенного линкера между промотором hPGK1 и кодирующими последовательностями FXN, поскольку конструкции, имеющие длину приблизительно 105 нуклеотидов, позволяют экспрессировать FXN, а линкеры длиной приблизительно 35 нуклеотидов не выполняют такую функцию даже при добавлении последовательности-стабилизатора РНК WPRE. Интересно отметить, что такое требование преъявлялось к линкеру только при использовании промотора hPGK1, но не других протестированных промоторов (то есть, hSYN). Кроме того, уровни белка фратаксина, экспрессируемые из этого вектора, были гораздо ниже, чем уровни, полученные от векторов, индуцируемых промотором CMV или CAG, даже в отсутствие последовательностей WPRE, и, таким образом, эти уровни были более сопоставимы с эндогенными уровнями. Один из недостатков предыдущих подходов заключается в том, что для достижения экспрессии фратаксина использовались в высокой степени индуцибельные промоторы, такие как промоторы CAG или CMV, которые давали очень высокие уровни экспрессии белка, способные вызывать клеточный стресс и перекрывать некоторые защитные эффекты. Представленный здесь вектор может индуцировать экспрессию белка фратаксина в соответствующей нервной системе и в периферических тканях в количествах в пределах физиологически функционального диапазона.As can be seen in Figures 1-5 and Tables 2-3, the generation of a construct containing the hPGK1 promoter, linker sequences (of defined length and composition) and WPRE allowed frataxin to be expressed in cells. The human PGK1 promoter is a metabolically regulated promoter expressed in physiologically relevant tissues, making it a good candidate for a frataxin promoter. However, it was not clear whether regulatory elements or linkers with a specific sequence/length could express frataxin encoding sequences. The results obtained by the authors using various combinations of elements and sequences showed that protein expression from human frataxin coding sequences requires the inclusion of an operably linked linker between the hPGK1 promoter and FXN coding sequences, since constructs of approximately 105 nucleotides in length allow the expression of FXN, and linkers of approximately 35 nucleotides in length do not perform this function even with the addition of the WPRE RNA stabilizer sequence. It is interesting to note that the linker was only required to do so when using the hPGK1 promoter and not the other promoters tested (ie, hSYN). In addition, levels of frataxin protein expressed from this vector were much lower than those obtained from vectors inducible by the CMV or CAG promoter, even in the absence of WPRE sequences, and thus these levels were more comparable to endogenous levels. One of the drawbacks of previous approaches is that highly inducible promoters such as CAG or CMV promoters were used to achieve frataxin expression, which gave very high levels of protein expression capable of inducing cellular stress and overriding some of the protective effects. The vector presented here can induce the expression of the frataxin protein in the appropriate nervous system and in peripheral tissues in amounts within the physiologically functional range.

Таблица 2: Краткое описание результатов. Относительные уровни FXN после трансфекции различными конструкциямиTable 2: Summary of results. Relative levels of FXN after transfection with various constructs Плазмиды, экспрессирующихе фратаксинPlasmids expressing frataxin Тип клетокcell type Антитело Antibody ИммунореактивностьImmunoreactivity 1.11.1 pcDNA3.1-pCMV-FXN-HApcDNA3.1-pCMV-FXN-HA N2A/HEK293/SHSYN2A/HEK293/SHSY Антитело против НА-метки (Covance) /против FXN 1G2 (Merck Millipore)Anti-HA tag (Covance)/anti-FXN 1G2 (Merck Millipore) ++++ 1.21.2 pcDNA3.1-phSYN-FXN-HApcDNA3.1-phSYN-FXN-HA SHSYSHSY Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) == 1.31.3 pcDNA3.1-phFXN-FXN-HApcDNA3.1-phFXN-FXN-HA HEK293/SHSYHEK293/SHSY Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -- 1.41.4 pcDNA3.1-prNSE-FXN-HApcDNA3.1-prNSE-FXN-HA N2AN2A Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -- 1.51.5 pcDNA3.1-phNSE-FXN-HApcDNA3.1-phNSE-FXN-HA HEK293HEK293 Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -- Добавление WPREAdding WPRE 2.12.1 pcDNA3.1-pCMV-FXN-HA-WPREpcDNA3.1-pCMV-FXN-HA-WPRE N2A/HEK293N2A/HEK293 Антитело против НА-метки (Covance) /против FXN 1G2 (Merck Millipore)Anti-HA tag (Covance)/anti-FXN 1G2 (Merck Millipore) ++++++ 2.22.2 pcDNA3.1-phSYN-FXN-HA-WPREpcDNA3.1-phSYN-FXN-HA-WPRE N2A/HEK293N2A/HEK293 Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -- 2.32.3 pcDNA3.1-phSYN-5'UTR-FXN- FXN-HA-WPREpcDNA3.1-phSYN-5'UTR-FXN-FXN-HA-WPRE N2A/HEK293N2A/HEK293 Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -- 2.42.4 pcDNA3.1-phFXN-FXN-HA- WPREpcDNA3.1-phFXN-FXN-HA-WPRE N2A/HEK293N2A/HEK293 Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -- 2.52.5 pcDNA3.1-prNSE-FXN-HA- WPREpcDNA3.1-prNSE-FXN-HA-WPRE N2AN2A Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -- Добавление энхансера CMVAddition of CMV enhancer 3.13.1 pcDNA3.1-E-phFXN-FXN-HA- WPREpcDNA3.1-E-phFXN-FXN-HA-WPRE HEK293HEK293 Антитело против НА-метки (CovanceAntibody against the HA-tag (Covance -- 3.23.2 pcDNA3.1-E-phFXN-FXN-HApcDNA3.1-E-phFXN-FXN-HA N2A/HEK293N2A/HEK293 Антитело против НА-метки (CovanceAntibody against the HA-tag (Covance -- 3.33.3 pcDNA3.1-E-phSYN-FXN-HA-WPREpcDNA3.1-E-phSYN-FXN-HA-WPRE N2AN2A Антитело против НА-метки (CovanceAntibody against the HA-tag (Covance -- Добавление последовательностей Козака и WPREAddition of Kozak and WPRE sequences 4,14.1 pcDNA3.1-pCMV-105nt-kFXN-HA-WPREpcDNA3.1-pCMV-105nt-kFXN-HA-WPRE N2A/HEK293N2A/HEK293 Антитело против НА-метки (Covance) /против FXN 1G2 (Merck Millipore)Anti-HA tag (Covance)/anti-FXN 1G2 (Merck Millipore) ++++++++ 4,24.2 pcDNA3.1-phSYN-kFXN-HA-WPREpcDNA3.1-phSYN-kFXN-HA-WPRE HEK293/N2AHEK293/N2A Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -/+-/+ 4,34.3 pcDNA3.1-prNSE-kFXN-HA- WPREpcDNA3.1-prNSE-kFXN-HA-WPRE HEK293/N2AHEK293/N2A Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -/+-/+ 4,44.4 pcDNA3.1-phFXN-kFXN-HA- WPREpcDNA3.1-phFXN-kFXN-HA-WPRE HEK293HEK293 Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -- 4,54.5 pcDNA3.1-E-phFXN-kFXN-HA- WPREpcDNA3.1-E-phFXN-kFXN-HA-WPRE HEK293HEK293 Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -- Применение специфического линкера, последовательности Козака и WPREApplication of specific linker, Kozak sequence and WPRE 5.15.1 pcDNA3.1-phPGK-105nt-kFXN-HA-WPREpcDNA3.1-phPGK-105nt-kFXN-HA-WPRE N2a/HEK293N2a/HEK293 Антитело против НА-метки (Covance) /против FXN 1G2 (Merck Millipore)Anti-HA tag (Covance)/anti-FXN 1G2 (Merck Millipore) ++++ 5.25.2 pcDNA3.1-phNSE-105nt-kFXN-HA-WPREpcDNA3.1-phNSE-105nt-kFXN-HA-WPRE N2a/HEK293N2a/HEK293 Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) ++ 5.35.3 pcDNA3.1-phSYN-105nt-kFXN-HA-WPREpcDNA3.1-phSYN-105nt-kFXN-HA-WPRE N2a/HEK293N2a/HEK293 Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) -- 5.45.4 pcDNA3.1-phFXN-105nt-kFXN-HA-WPREpcDNA3.1-phFXN-105nt-kFXN-HA-WPRE N2A/HEK293N2A/HEK293 Антитело против НА-метки (Covance)Antibody against HA-tag (Covance) --

Таблица 3: Анализ на репортерные конструкции фратаксина и промотора PGK1Table 3: Analysis for frataxin and PGK1 promoter reporter constructs Плазмиды, экспрессирующие люциферазу Plasmids expressing luciferase Тип клетокcell type ЭкспрессияExpression pcDNA3.1-pCMV-135nt-LUC-WPREpcDNA3.1-pCMV-135nt-LUC-WPRE N2a/HEK293N2a/HEK293 ++++++++ pcDNA3.1-phPGK-135nt-LUC-WPREpcDNA3.1-phPGK-135nt-LUC-WPRE N2a/HEK293N2a/HEK293 ++++ pcDNA3.1-E-phPGK-135nt-LUC-WPREpcDNA3.1-E-phPGK-135nt-LUC-WPRE N2aN2a ++++ pcDNA3.1-phFXN1255-135nt-LUC-WPREpcDNA3.1-phFXN1255-135nt-LUC-WPRE HEK293HEK293 -- pcDNA3.1-phFXN1255-35nt-LUC-WPREpcDNA3.1-phFXN1255-35nt-LUC-WPRE N2a/HEK293N2a/HEK293 -- pcDNA3.1-phFXN220-35nt-LUC-WPREpcDNA3.1-phFXN220-35nt-LUC-WPRE N2a/HEK293N2a/HEK293 ++ pcDNA3.1-phFXN1255OCT-35nt-LUC-WPREpcDNA3.1-phFXN1255OCT-35nt-LUC-WPRE N2a/HEK293N2a/HEK293 --

Пример 4: Данные Example 4: Data in vivin vivo oo

1. Животные1. Animals

Мыши YG8R с моделью атаксии Фридрейха, полученные Пуком и коллегами (Pook et al. 2001. Neurogenetics. 3 (4):185-93; Virmouni et al., 2014. PLoS ONE. 9 (9): e107416), и используемые в этом исследовании, были взяты из фондов лаборатории Джексона (регистрационный номер 012253). Эти трансгенные мыши с моделью человеческого FXN были нокаутированы по эндогенному гену мышиного фратаксина (Fxn -/-) и содержали человеческий трансген YAC от исходного YG8 (несущего две тандемные копии человеческого гена FXN приблизительно с 82 и со 190 тринуклеотидными повторяющимися последовательностями GAA). Мыши содержались в SPF-подобных условиях в клетках для содержания мышей IVC NexGen (Аллентаун, штат Нью-Джерси) с 12-часовым циклом день-ночь и с регулируемыми отрицательным давлением, температурой и влажностью, а также со свободным доступолм к воде и облученному корму для грызунов Teklad с общим содержанием белка 18% (Envigo). Группа мышей YG8R была получена в Научно-исследовательском институте здравоохранения Germans Trias i Pujol (IGTP). Во всех экспериментах использовали гемизиготных самок и самцов YG8R (Tg/-) и мышей дикого типа C57Bl/6.Friedreich ataxia model YG8R mice obtained by Pook et al. (Pook et al. 2001. Neurogenetics. 3(4):185-93; Virmouni et al. in this study were taken from the collections of the Jackson Laboratory (accession number 012253). These human FXN model transgenic mice were knocked out at the endogenous mouse frataxin gene (Fxn -/-) and contained the human YAC transgene from the original YG8 (carrying two tandem copies of the human FXN gene with approximately 82 and 190 GAA trinucleotide repeat sequences). Mice were housed under SPF-like conditions in NexGen IVC Mouse Cages (Allentown, NJ) with a 12-hour day-night cycle and controlled negative pressure, temperature, and humidity, as well as free access to water and irradiated food. for rodents Teklad with a total protein content of 18% (Envigo). A group of YG8R mice was obtained from the Germans Trias i Pujol Research Institute for Health (IGTP). In all experiments, hemizygous female and male YG8R (Tg/-) and C57Bl/6 wild-type mice were used.

Мыши, гемизиготные по мутантному гену человеческого FXN (YG8R), были генотипированы, как сообщалось ранее (29,36). Вкратце, геномную ДНК экстрагировали из хвоста мыши YG8R с помощью набора для очистки ДНК, взятой из хвоста мыши Maxwell® 16 (Promega). Число копий трансгенов определяли для каждой мыши с помощью количественной ПЦР в реальном времени (кол.ПЦР) на устройстве LightCycler® 480 (Roche) с использованием фермента SYBR Premix Ex Taq II (РНКазы Tli H Plus) (Takara) и нижеследующих праймеров для трансгена человеческого фратаксина: hFXN_Tg_FW: 5’-GAACTTCAAATTAGTTCCCCTTTCTTC-3’(SEQ ID NO: 7), hFXN_Tg_RV: 5’-CACAGCCATTCTTTGGGTTTC-3’ (SEQ ID NO: 8); и внутреннего контроля, аполипопротеина B-100 изоформы X1: IC_FW: 5’-CACGTGGGCTCCAGCATT-3’ (SEQ ID NO: 9), IC_RV: TCACCAGTCATTTCTGCCTTTG (SEQ ID NO: 10). Анализ осуществляли путем проведения термоциклов в следующих условиях: 95°C в течение 5 минут и 40 циклов при 95°C в течение 20 секунд и 60°С в течение 30 секунд, 72°C в течение 30 секунд и, наконец, 1 цикл при 72°C в течение 2 минут. Образцы анализировали с тремя повторностями для каждого представляющего интерес гена, а уровни трансгена определяли методом Ct (ΔΔCt). Число копий трансгеннов оценивали по сравнению с данными Ct для контрольного образца с известным числом копий. Длину повторов GAA определяли с помощью ПЦР-амплификации GAA с использованием LA taq (Invitrogen) и нижеследующих праймеров: GAA-F: 5’-GGGATTGGTT-GCCAGTGCTT-AAAAGTTAG-3’ (SEQ ID NO: 11) и GAA-R: 5’-GATCTAAGGACCATCATGG-CCACACTTGCC-3’ (SEQ ID NO: 12). Продукты ПЦР разделяли в 1,5% агарозных гелях с помощью электрофореза при 100 В в течение 3 часов и анализировали размеры полос. Число повторов GAA затем определяли путем вычитания 451 п.о. (фланкирующих неповторяющиеся ДНК) из размера продукта ПЦР и деления полученного размера повторов пар оснований на 3.Mice hemizygous for the mutated human FXN gene (YG8R) were genotyped as previously reported (29,36). Briefly, genomic DNA was extracted from the tail of a YG8R mouse using a DNA purification kit taken from the tail of a Maxwell® 16 mouse (Promega). The copy number of the transgenes was determined for each mouse by quantitative real-time PCR (qPCR) on a LightCycler® 480 device (Roche) using the SYBR Premix Ex Taq II enzyme (RNase Tli H Plus) (Takara) and the following primers for the human transgene. frataxin: hFXN_Tg_FW: 5'-GAACTTCAAATTAGTTCCCCTTTCTTC-3' (SEQ ID NO: 7), hFXN_Tg_RV: 5'-CACAGCCATTCTTTGGGTTTC-3' (SEQ ID NO: 8); and internal control, apolipoprotein B-100 isoform X1: IC_FW: 5'-CACGTGGGCTCCAGCATT-3' (SEQ ID NO: 9), IC_RV: TCACCAGTCATTTCTGCCTTTG (SEQ ID NO: 10). The analysis was carried out by conducting thermal cycles under the following conditions: 95°C for 5 minutes and 40 cycles at 95°C for 20 seconds and 60°C for 30 seconds, 72°C for 30 seconds and finally 1 cycle at 72°C for 2 minutes. Samples were analyzed in triplicate for each gene of interest, and transgene levels were determined by the Ct (ΔΔCt) method. The number of copies of the transgenics was estimated in comparison with the Ct data for the control sample with a known number of copies. GAA repeat length was determined by PCR amplification of GAA using LA taq (Invitrogen) and the following primers: GAA-F: 5'-GGGATTGGTT-GCCAGTGCTT-AAAAGTTAG-3' (SEQ ID NO: 11) and GAA-R: 5' -GATCTAAGGACCATCATGG-CCACACTTGCC-3' (SEQ ID NO: 12). The PCR products were separated on 1.5% agarose gels by electrophoresis at 100 V for 3 hours and the band sizes were analyzed. The number of GAA repeats was then determined by subtracting 451 bp. (flanking non-repeated DNA) from the size of the PCR product and dividing the resulting base pair repeat size by 3.

Все процедуры на животных проводились в соответствии с нормами, утывержденными ЕС и одобренными местными Регуляторными Органами и соответствующими местными Комитетами по этике.All animal procedures were carried out in accordance with EU approved guidelines and approved by local Regulatory Authorities and relevant local Ethics Committees.

2. Введение AAV2. Introduction of AAV

Гемизиготных мышей YG8R и 10-недельных мышей дикого типа анестезировали путем внутрибрюшинной инъекции кетамина (10 мг/кг массы тела; Imalgene 500; Rhône-Merieux, Lyon, France) и ксилазина (1 мг/кг массы тела; Rompun; Bayer). Интратекальное введение AAV9-phPGK-FXN-HA-WPRE, AAV9-phPGK-LUC-WPRE или AAV2/9-null проводили в поясничную область. После открытия бокового отдела позвоночника путем иссечения паравертебральных мышц, вирусные векторы медленно вводили в CSF с помощью иглы калибра 33 и шприца Гамильтона между поясничными позвонками L3 и L4. Соответствующий доступ к интратекальному пространству был подтвержден движением хвоста животного. После этого, на мышцы и кожу накладывали швы. Количество различных вирусных векторов, вводимое каждой мыши, составляло 4,6×10-12 ВГ/кг массы мыши.Hemizygous YG8R mice and 10-week-old wild-type mice were anesthetized by intraperitoneal injection of ketamine (10 mg/kg bw; Imalgene 500; Rhône-Merieux, Lyon, France) and xylazine (1 mg/kg bw; Rompun; Bayer). Intrathecal administration of AAV9-phPGK-FXN-HA-WPRE, AAV9-phPGK-LUC-WPRE or AAV2/9-null was performed in the lumbar region. After opening the lateral spine by excision of the paravertebral muscles, the viral vectors were slowly injected into the CSF with a 33 gauge needle and a Hamilton syringe between the lumbar vertebrae L3 and L4. Appropriate access to the intrathecal space was confirmed by movement of the animal's tail. After that, the muscles and skin were sutured. The number of different viral vectors administered to each mouse was 4.6×10 -12 VG/kg mouse weight.

3. Биораспределение вектора с помощью люциферазной визуализации.3. Biodistribution of the vector using luciferase imaging.

Для оценки in vivo биораспределения вектора AAV9-phPGK-LUC-WPRE, мышам в возрасте 10 недель (2,5 месяца) интратекально вводили вектор, а еще через 3,5 месяца мышам вводили одну внутрибрюшинную инъекцию раствора субстрата D-люциферина в количестве 150 мг/кг массы мыши. Мышей анестезировали через 15 минут после введения субстрата путем ингаляционной анестезии (изофлуран 4% для индуцирования и 2% для поддержания). Анестезированных мышей содержали в темной камере Perkin Elmer Ivis Lumina II (Caliper Life Sciences, Germany) для регистрации эмиссии фотонов. Изображения анализировали с помощью программы визуализации Living Imaging (Xenogen Corporation, CA, EUA), где время интеграции составляло 1 мин, а поле зрения=12,5 см. Для оценки ex vivo, ткани и органы мышей извлекали через 15 минут после введения субстрата. Ткани и органы помещали в прозрачные чашки, и изображения фиксировали с помощью программы визуализации Living Imaging (Xenogen Corporation, CA, EUA), как указано выше. Результаты можно видеть на фигуре 6.To assess the in vivo biodistribution of the AAV9-phPGK-LUC-WPRE vector, mice at the age of 10 weeks (2.5 months) were intrathecally injected with the vector, and after another 3.5 months, mice were injected with one intraperitoneal injection of a solution of the substrate D-luciferin in an amount of 150 mg /kg mouse weight. Mice were anesthetized 15 minutes after substrate administration by inhalation anesthesia (isoflurane 4% for induction and 2% for maintenance). The anesthetized mice were kept in a dark chamber Perkin Elmer Ivis Lumina II (Caliper Life Sciences, Germany) for registration of photon emission. Images were analyzed with Living Imaging software (Xenogen Corporation, CA, EUA) where integration time was 1 min and field of view = 12.5 cm. For ex vivo evaluation, mouse tissues and organs were harvested 15 minutes after substrate injection. Tissues and organs were placed in transparent dishes and images were captured using the Living Imaging imaging software (Xenogen Corporation, CA, EUA) as described above. The results can be seen in figure 6.

4. кол.ОТ-ПЦР4. number of RT-PCR

РНК экстрагировали из 30 мг свежезамороженной мышиной ткани с использованием набора RNeasy Mini (Qiagen). Анализ RIN на РНК и количественную оценку РНК проводили на рабочей установке Agilent 2200 TapeStation (Agilent). РНК подвергали обратной транскрипции в кДНК (25 нг/мкл) с использованием набора реагентов PrimeScriptTM RT (Takara) в тепловых условиях: 37°C в течение 15 минут, 85°C в течение 5 секунд. кол.ОТ-ПЦР проводили с использованием кДНК, взятой из мышиных тканей, для оценки уровней экспрессии фратаксина в многолуночном планшета на устройстве LightCycler480 (Roche Diagnostics). Реакционные смеси содержали общий объем 10 мкл, состоящий из 0,1 мМ каждого праймера, 10 нг кДНК и 5 мкл универсальной смеси TaqMan Universal Master Mix II, без UNG (Thermofisher Scientific). Праймер-зонд для детектирования человеческого фратаксина был предварительно сконструирован Bio-rad (dHsaCPE5031641, Bio-rad), а праймеры для гена «домашнего хозяйства» бета-2-микроглобулина (B2m) для образцов мышей были предварительно сконструированы IDT (Mm.PT.39a.22214835; IDT). Анализ осуществляли путем проведения термоциклов в следующих условиях: 50°С в течение 2 минут, 95°C в течение 10 минут и 40 циклов при 95°C в течение 15 секунд и 60°С в течение 1 минуты. Образцы анализировали с тремя повторностями для каждого представляющего интерес гена, а уровни трансгена определяли методом Ct (ΔΔCt). Результаты можно видеть на фигуре 7.RNA was extracted from 30 mg fresh frozen mouse tissue using the RNeasy Mini kit (Qiagen). RIN analysis for RNA and RNA quantification were performed on an Agilent 2200 TapeStation (Agilent). RNA was reverse transcribed into cDNA (25 ng/µl) using the PrimeScriptTM RT reagent kit (Takara) under thermal conditions: 37°C for 15 minutes, 85°C for 5 seconds. col.RT-PCR was performed using cDNA taken from mouse tissues to assess frataxin expression levels in a multiwell plate on a LightCycler480 device (Roche Diagnostics). Reaction mixtures contained a total volume of 10 μl, consisting of 0.1 mM of each primer, 10 ng of cDNA, and 5 μl of TaqMan Universal Master Mix II, without UNG (Thermofisher Scientific). The human frataxin detection primer probe was pre-engineered by Bio-rad (dHsaCPE5031641, Bio-rad) and the beta-2-microglobulin (B2m) housekeeping gene primers for mouse samples were pre-engineered by IDT (Mm.PT.39a .22214835;IDT). The analysis was carried out by conducting thermal cycles under the following conditions: 50°C for 2 minutes, 95°C for 10 minutes and 40 cycles at 95°C for 15 seconds and 60°C for 1 minute. Samples were analyzed in triplicate for each gene of interest, and transgene levels were determined by the Ct (ΔΔCt) method. The results can be seen in Figure 7.

5. Электрофорез в ДСН-ПААГ и иммуноблоттинг5. Electrophoresis in SDS-PAGE and immunoblotting

Белки экстрагировали из мышиной ткани путем гомогенизации в буфере для лизиса RIPA: 10 мМ Трис-HCl, рН 7,4, 140 мМ NaCl, 0,1% дезоксихолат натрия, 1% Тритона Х-100, 1% ДСН, 2 мМ этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA), 25 мМ фторида натрия (NaF), 2,5 мМ NaVO3 и коктейля ингибиторов белка (Roche). Концентрацию белка определяли с помощью анализа на белок DC-BioRad (BioRad). Общий экстракт белка смешивали с 4× буфером для загрузки образцов белка (Li-Cor Biosciences), содержащим 1 мМ DTT, и разделяли с помощью электрофореза в 15% акриламидном геле при постоянной силе тока 20 мА до переноса на PVDF-мембраны. В качестве «первых» антител использовали анти-FXN антитело PAC 2518 (любезно предоставленное Dr. Grazia Isaya, Mayo Clinic, Rochester MN), анти-FXN антитело (1G2, Merck Millipore), антитело против метки HA (клон 16B12, MMS-101P, Covance) и антитело против бета-актина (AC15, Sigma). «Вторые» антитела, конъюгированные с инфракрасным красителем, представляли собой антимышиные IRDye-800CW и антикроличьи IRDye 700CW (Li-Cor Biosciences), и иммунореактивность определяли с использованием программы-анализатора Odyssey v2.1 (Li-Cor Biosciences). Результаты можно видеть на фигуре 8.Proteins were extracted from mouse tissue by homogenization in RIPA lysis buffer: 10 mM Tris-HCl, pH 7.4, 140 mM NaCl, 0.1% sodium deoxycholate, 1% Triton X-100, 1% SDS, 2 mM EDTA (EDTA), 25 mM sodium fluoride (NaF), 2.5 mM NaVO3 and a cocktail of protein inhibitors (Roche). Protein concentration was determined using the DC-BioRad protein assay (BioRad). The total protein extract was mixed with 4× Protein Sample Loading Buffer (Li-Cor Biosciences) containing 1 mM DTT and separated by 15% acrylamide gel electrophoresis at a constant current of 20 mA prior to transfer to PVDF membranes. Anti-FXN antibody PAC 2518 (courtesy of Dr. Grazia Isaya, Mayo Clinic, Rochester MN), anti-FXN antibody (1G2, Merck Millipore), anti-HA tag antibody (clone 16B12, MMS-101P , Covance) and anti-beta actin antibody (AC15, Sigma). The infrared dye-conjugated "second" antibodies were anti-mouse IRDye-800CW and anti-rabbit IRDye 700CW (Li-Cor Biosciences), and immunoreactivity was determined using the Odyssey v2.1 analyzer program (Li-Cor Biosciences). The results can be seen in figure 8.

6. Поджимание лап6. Pressing the paws

Было показано, что поджимание задних конечностей является показателем прогрессирования заболевания у ряда мышей с моделями нейродегенерации. Каждую мышь поднимали за хвост над любыми окружающими предметами. Положение задних конечностей наблюдалось в течение 10 секунд и оценивалось следующим образом: если задние конечности были последовательно вытянуты наружу от брюшины, то присваивался балл 0. Если одна задняя конечность была притянута к животу с более, чем 50% запаздыванием по времени, то присваивался балл 1. Если обе задние конечности были частично притянуты к животу с более, чем 50% запаздыванием по времени, то присваивался балл 2. Если задние конечности были полностью прижаты и касались живота с более, чем 50% запаздыванием по времени, то присваивался балл 3. Рефлекс поджимания конечностей оценивали каждые 2 месяца у мышей в возрасте от 4 месяцев. Результаты можно видеть на фигуре 9.Hindleg tuck has been shown to be an indicator of disease progression in a range of mouse models of neurodegeneration. Each mouse was lifted by the tail above any surrounding objects. The position of the hind limbs was observed for 10 seconds and was evaluated as follows: if the hind limbs were consistently extended outward from the peritoneum, then a score of 0 was assigned. If one hind limb was drawn to the stomach with more than 50% time delay, then a score of 1 was assigned A score of 2 was assigned if both hind limbs were partially tucked in to the abdomen with more than 50% time lag, then a score of 3 was assigned. limb curls were assessed every 2 months in mice aged 4 months or older. The results can be seen in figure 9.

7. Электрофизиология7. Electrophysiology

Амплитуду (мкВ) и скорость нервной проводимости (м/с) измеряли в каудальном нерве хвоста мыши. У животных под ингаляционной анестезией (2% изофлураном) иглы с электродом-раздражителем располагались подкожно в 4 различных точках стимуляции (1 см, 2 см, 3 см, 4 см от кончика хвоста), в то время как острие иглы регистрации было зафиксировано на расстоянии 6 см от кончика хвоста. Значения регистрировали с помощью 2-канального EMG/PE N-EP на аппарате Medelec Synergy (Viasys, EUA). Во время электрофизиологических испытаний температуру кожи животных поддерживали выше 32°C. Мышей оценивали каждые 2 месяца с 4-месячного возраста. Результаты можно видеть на фигуре 10.Amplitude (μV) and nerve conduction velocity (m/s) were measured in the caudal nerve of the mouse tail. In animals under inhalation anesthesia (2% isoflurane), needles with a stimulus electrode were placed subcutaneously at 4 different stimulation points (1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm from the tip of the tail), while the tip of the recording needle was fixed at a distance 6 cm from the tip of the tail. Values were recorded using 2-channel EMG/PE N-EP on Medelec Synergy (Viasys, EUA). During electrophysiological tests, the temperature of the skin of the animals was maintained above 32°C. Mice were assessed every 2 months from 4 months of age. The results can be seen in figure 10.

8. Результаты8. Results

Авторы предполагают, что лечение AAV-вектором согласно изобретению будет эффективным для FRDA, поскольку AAV может экспрессироваться в физиологически релевантных тканях, и на уровнях, демонстрирующих процесс, сходный с процессом для эндогенного белка, и может значительно улучшить электрофизиологические свойства пораженных нейронов и неврологические симптомы у мышей с моделью FRDA (YG8R). На фигуре 6 показано, что ген люциферазы в векторе AAV9 под контрлем тех же самых регуляторных элементов, как и FXN в векторе AAV9-hPGK1-FXN, при интратекальном введении, экспрессируется по всему спинному мозгу, головному мозгу, а также в периферических тканях. Кроме того, экспрессия люциферазы под контролем того же самого вектора и регуляторных элементов остается постоянной в течение по меньшей мере приблизительно 7 месяцев после инъекции (данные не приводятся). Поскольку пониженные уровни фратаксина лежат в основе большинства, если не всех, симптомов FRDA, и отдельные индивидуумы-носители с мутацией, экспрессирующие уровни фратаксина ≥25%, не имеют симптомов FRDA, то небольшое увеличение экспрессии FXN должно предотвращать или в значительной степени ослаблять симптомы у пациентов с FRDA. Однако, очень высокие уровни экспрессии FXN или любого другого белка могут индуцировать клеточные эффекты и, в конечном итоге, ослаблять защитные эффекты или даже обострять симптомы. Следовательно, особый интерес представляет разработка FXN-экспрессирующего вектора, который дает уровни, почти такие же, как и уровни эндогенного белка FXN. Следовательно, авторами был разработан вектор (AAV9-hPGK1-FXN), который позволяет экспрессировать FXN под контролем метаболически регулируемого промотора на физиологически значимых уровнях, и доставлять его интратекально 10-недельным гемизиготным мышам YG8R (Tg/-). Более высокие уровни мРНК FXN были детектированы у гемизиготных мышей YG8R (Tg/-) через 3,5 месяца после интратекальной инъекции вектора AAV9-PGK1-FXN по сравнению с неинъецированными мышами, как в печени, так и в грудном отделе спинного мозга (в 0,5 и 2 раза соответственно; Фигура 7). Эти результаты были такими же или ниже, чем у гомозиготных мышей YG8R, у которых уровни в спинном мозге были выше в 0,5 и 3 раза, соответственно, по сравнению с гемизиготными мышами YG8R. Это указывает на то, что FXN-кодирующий вектор, инъецированный в интратекальную область L3-L4, поглощался и экспрессировался в нейронах грудного отдела спинного мозга, либо посредством обратного транспорта, либо посредством диффузии через спинномозговую жидкость. Авторы также отметили, что интратекально вводимый вектор AAV9 также способен преодолевать гематоэнцефалический барьер и достигать периферических тканей, таких как печень, сердце и т.п. (Фигура 6), и способен экспрессировать мРНК hFXN после инъекции этого вектора (Фигура 7).The authors suggest that treatment with the AAV vector according to the invention will be effective for FRDA, since AAV can be expressed in physiologically relevant tissues, and at levels showing a process similar to that for an endogenous protein, and can significantly improve the electrophysiological properties of affected neurons and neurological symptoms in mice with the FRDA model (YG8R). Figure 6 shows that the luciferase gene in the AAV9 vector, under the control of the same regulatory elements as FXN in the AAV9-hPGK1-FXN vector, when administered intrathecally, is expressed throughout the spinal cord, brain, and also in peripheral tissues. In addition, the expression of luciferase under the control of the same vector and regulatory elements remains constant for at least about 7 months after injection (data not shown). Since reduced frataxin levels underlie most, if not all, FRDA symptoms, and individual carrier individuals with a mutation expressing frataxin levels ≥25% do not have FRDA symptoms, a small increase in FXN expression should prevent or greatly alleviate symptoms in patients with FRDA. However, very high levels of expression of FXN or any other protein can induce cellular effects and ultimately reduce protective effects or even exacerbate symptoms. Therefore, it is of particular interest to develop an FXN expression vector that produces levels nearly the same as those of endogenous FXN protein. Therefore, the authors developed a vector (AAV9-hPGK1-FXN) that allows FXN to be expressed under the control of a metabolically regulated promoter at physiologically significant levels and delivered intrathecally to 10-week-old hemizygous YG8R (Tg/-) mice. Higher levels of FXN mRNA were detected in hemizygous YG8R (Tg/-) mice 3.5 months after intrathecal injection of the AAV9-PGK1-FXN vector compared to uninjected mice, both in the liver and in the thoracic spinal cord (at 0 , 5 and 2 times, respectively; Figure 7). These results were the same or lower than homozygous YG8R mice, which had spinal cord levels 0.5 and 3 times higher, respectively, compared to hemizygous YG8R mice. This indicates that the FXN-coding vector injected into the L3-L4 intrathecal region was taken up and expressed in neurons of the thoracic spinal cord, either by reverse transport or by diffusion through the cerebrospinal fluid. The authors also noted that the intrathecally administered AAV9 vector is also able to cross the blood-brain barrier and reach peripheral tissues such as the liver, heart, and the like. (Figure 6) and is able to express hFXN mRNA after injection of this vector (Figure 7).

Также были анализированы уровни экспрессии белка FXN из полученного рекомбинантного вектора. Хотя используемое антитело обладает более высокой аффинностью к человеческому белку FXN, на что указывает белковая структура, наблюдаемая после инкубирования блота с «первым» анти-FXN антителом в течение 1 часа по сравнению с инкубированием в течение ночи, однако, на фигуре 8 показано, что уровни белка FXN, экспрессируемого из вектора rAAV9-PGK1-FXN, по всей видимости, похожи на уровни мышиного FXN у мышей дикого типа (фигура 8А, дорожки 3 и 4 и фигура 8В, вторая панель, дорожка 3 по сравнению с дорожкой 4 и дорожка 5 по сравнению с дорожками 6 и 7). Примечательно то, что авторы смогли обнаружить рекомбинантный белок FXN в области двигательных нейронв коры головного мозга (C1) у мышей (фиг. 8B, дорожка 7). Это указывает на то, что доставка полученного авторами вектора путем интратекальной инъекции в поясничный отдел спинного мозга приводит к распределению вектора по областям ЦНС, относящимся к двигательной системе. Кроме того, рекомбинантный белок, по-видимому, процессируется по механизму, аналогичному механизму процессинга белка FXN дикого типа, причем, его промежуточная и зрелая формы являются наиболее распространенными процессированными формами.The expression levels of the FXN protein from the resulting recombinant vector were also analyzed. Although the antibody used has a higher affinity for human FXN protein, as indicated by the protein structure observed after incubating the blot with the "first" anti-FXN antibody for 1 hour compared to overnight incubation, however, Figure 8 shows that FXN protein levels expressed from the rAAV9-PGK1-FXN vector appear to be similar to mouse FXN levels in wild-type mice (Figure 8A, lanes 3 and 4 and Figure 8B, second panel, lane 3 versus lane 4 and lane 5 compared to lanes 6 and 7). Notably, the authors were able to detect recombinant FXN protein in the motor neuron region of the cerebral cortex (C1) in mice (Fig. 8B, lane 7). This indicates that the delivery of the vector obtained by the authors by intrathecal injection into the lumbar spinal cord leads to the distribution of the vector in the areas of the CNS related to the motor system. In addition, the recombinant protein appears to be processed in a manner similar to that of the wild-type FXN protein, with its intermediate and mature forms being the most common processed forms.

Авторы также проанализировали фенотип гемизиготных мышей YG8R (Tg/-), обработанных вектором rAAV9-PGK1-FXN, по сравнению с фенотипом мышей, обработанных вектором rAAV9-null, с точки зрения неврологического рефлекса поджимания лап и электрофизиологических свойств каудального нерва. Было показано, что рефлекс поджимания наблюдается при некоторых нейродегенеративных расстройствах. Этот рефлекс, по-видимому, включает сенсорные, а также спинномозговые моторные пути, регулирующие движения передней и задней конечностей. В частности, было показано участие кортико-мозжечково-ретикулярных путей. Поэтому, чтобы определить влияние обработки вектора rAAV9-hPGK1-FXN на эти пути у YG8R-мышей, авторами была проведена количественная оценка рефлекса поджимания в различные периоды времени после интратекальной инъекции вектора (см. Методы). На фигуре 9 показано, что у мышей YG8R, обработанных векторами AAV9-null и AAV9-FXN, наблюдаются дефекты в поджимании лап уже в возрасте четырех месяцев (через 1,5 месяца после интратекальной инъекции). Однако, со временем, этот рефлекс поджимания лап нормализуется у AAV-FXN-обработанных мышей, и уже больше напоминает эффект у мышей дикого типа, даже в более зрелом возрасте свыше 10 месяцев (через 6,5 месяцев после инъекции). Это говорит о том, что аномалии в сенсорной и кортико-мозжечково-ретикулярной системах у мышей с моделью FRDA наблюдаются на ранних стадиях и в значительной степени снижаются или устраняются при обработке вектором AAV-FXN.The authors also analyzed the phenotype of YG8R (Tg/-) hemizygous mice treated with the rAAV9-PGK1-FXN vector, compared with the phenotype of mice treated with the rAAV9-null vector, in terms of neurological paw tuck reflex and electrophysiological properties of the caudal nerve. The push reflex has been shown to be observed in several neurodegenerative disorders. This reflex appears to involve sensory as well as spinal motor pathways that regulate forelimb and hindlimb movements. In particular, the involvement of the cortico-cerebellar-reticular pathways has been shown. Therefore, to determine the effect of rAAV9-hPGK1-FXN vector treatment on these pathways in YG8R mice, the authors quantified the push reflex at various time points after intrathecal vector injection (see Methods). Figure 9 shows that YG8R mice treated with AAV9-null and AAV9-FXN vectors show defects in paw tuck as early as four months of age (1.5 months after intrathecal injection). However, over time, this paw-paw reflex normalizes in AAV-FXN-treated mice, and is more similar to the effect in wild-type mice, even at an older age of over 10 months (6.5 months after injection). This suggests that abnormalities in the sensory and cortico-cerebellar-reticular systems in FRDA model mice are observed early and are largely reduced or eliminated by treatment with the AAV-FXN vector.

Для более точного определения влияния обработки на сенсорные нейроны, авторами была проведена оценка электрофизиологических свойств (амплитуды и скорости) каудального нерва у мышей YG8R, обработанных вектором AAV-FXN, по сравнению со свойствами у мышей, обработанных контрольным вестором AAV9-null. На фигуре 10 показано, что на всех расстояниях от кончика хвоста (1-4 см) не было отмечено каких либо значимых различий между мышами дикого типа, обработанным нулевым вектором, или гемизиготными мышами YG8R, обработанными нулевым вектором и вектором AAV-FXN в возрасте четырех месяцев (через 1,5 месяца после обработки). Однако, начиная с 6-месячного возраста, у мышей YG8R (Tg/-), обработанных вектором AAV9-null, наблюдалось значимое снижение амплитуды, а мыши, обработанные AAV9-FXN, были более похожи на мышей дикого типа даже в более позднем возрасте, а именно, 13 месяцев (через 9,5 месяцев после обработки). Никаких изменений в скорости не обнаруживалось (данные не приводятся). Эти данные указывают на то, что обработка вектором AAV-hPGK1-FXN позволяла сохранить функцию каудального нерва у мышей YG8R, возможно, благодаря предотвращению потери аксонов из пораженных нейронов.To more accurately determine the effect of treatment on sensory neurons, the authors evaluated the electrophysiological properties (amplitude and velocity) of the caudal nerve in YG8R mice treated with the AAV-FXN vector, compared with those in mice treated with the control AAV9-null vest. Figure 10 shows that at all distances from the tip of the tail (1-4 cm) there were no significant differences between wild-type mice treated with null vector or hemizygous YG8R mice treated with null vector and AAV-FXN vector at the age of four months (1.5 months after treatment). However, starting at 6 months of age, YG8R (Tg/-) mice treated with the AAV9-null vector showed a significant decrease in amplitude, and mice treated with AAV9-FXN were more similar to wild-type mice even at a later age. namely, 13 months (9.5 months after treatment). No change in speed was detected (data not shown). These data indicate that treatment with the AAV-hPGK1-FXN vector preserved caudal nerve function in YG8R mice, possibly by preventing loss of axons from affected neurons.

--->--->

СПИСОК ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ SEQUENCE LIST

<110> FUNDACIÓ INST D'INVESTIGACIÓ EN CIÈNCIES DE LA SALUT GERMANS TRIAS I<110> FUNDACIÓ INST D'INVESTIGACIÓ EN CIÈNCIES DE LA SALUT GERMANS TRIAS I

PUJOLPUJOL

<120> Векторы для лечения атаксии Фридрейха<120> Vectors for the treatment of Friedreich's ataxia

<130> 903 551<130> 903 551

<160> 12<160> 12

<170> BiSSAP 1.3.6<170> BiSSAP 1.3.6

<210> 1<210> 1

<211> 518<211> 518

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Промотор PGK<223> PGK promoter

<400> 1<400> 1

gaattccggg gttggggttg cgccttttcc aaggcagccc tgggtctgcg cagggacgcg 60gaattccggg gttggggttg cgccttttcc aaggcagccc tgggtctgcg cagggacgcg 60

gctgctctgg gcgtggttcc gggaaacgca gcggcgccga ccctgggtct cgcacattct 120gctgctctgg gcgtggttcc gggaaacgca gcggcgccga ccctgggtct cgcacattct 120

tcacgtccgt tcgcagcgtc acccggatct tcgccgctac ccttgtgggc cccccggcga 180tcacgtccgt tcgcagcgtc acccggatct tcgccgctac ccttgtgggc cccccggcga 180

cgcttcctgc tccgccccta agtcgggaag gttccttgcg gttcgcggcg tgccggacgt 240cgcttcctgc tccgccccta agtcgggaag gttccttgcg gttcgcggcg tgccggacgt 240

gacaaacgga agccgcacgt ctcactagta ccctcgcaga cggacagcgc cagggagcaa 300gacaaacgga agccgcacgt ctcactagta ccctcgcaga cggacagcgc cagggagcaa 300

tggcagcgcg ccgaccgcga tgggctgtgg ccaatagcgg ctgctcagca gggcgcgccg 360tggcagcgcg ccgaccgcga tgggctgtgg ccaatagcgg ctgctcagca gggcgcgccg 360

agagcagcgg ccgggaaggg gcggtgcggg aggcggggtg tggggcggta gtgtgggccc 420agagcagcgg ccgggaaggg gcggtgcggg aggcggggtg tggggcggta gtgtgggccc 420

tgttcctgcc cgcgcggtgt tccgcattct gcaagcctcc ggagcgcacg tcggcagtcg 480tgttcctgcc cgcgcggtgt tccgcattct gcaagcctcc ggagcgcacg tcggcagtcg 480

gctccctcgt tgaccgaatc accgacctct ctccccag 518gctccctcgt tgaccgaatc accgacctct ctccccag 518

<210> 2<210> 2

<211> 597<211> 597

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> WPRE<223>WPRE

<400> 2<400> 2

tcgacaatca acctctggat tacaaaattt gtgaaagatt gactggtatt cttaactatg 60tcgacaatca acctctggat tacaaaattt gtgaaagatt gactggtatt cttaactatg 60

ttgctccttt tacgctatgt ggatacgctg ctttaatgcc tttgtatcat gctattgctt 120ttgctccttt tacgctatgt ggatacgctg ctttaatgcc tttgtatcat gctattgctt 120

cccgtatggc tttcattttc tcctccttgt ataaatcctg gttgctgtct ctttatgagg 180180

agttgtggcc cgttgtcagg caacgtggcg tggtgtgcac tgtgtttgct gacgcaaccc 240agttgtggcc cgttgtcagg caacgtggcg tggtgtgcac tgtgtttgct gacgcaaccc 240

ccactggttg gggcattgcc accacctgtc agctcctttc cgggactttc gctttccccc 300ccactggttg gggcattgcc accacctgtc agctcctttc cgggactttc gctttccccc 300

tccctattgc cacggcggaa ctcatcgccg cctgccttgc ccgctgctgg acaggggctc 360tccctattgc cacggcggaa ctcatcgccg cctgccttgc ccgctgctgg acaggggctc 360

ggctgttggg cactgacaat tccgtggtgt tgtcggggaa gctgacgtcc tttccatggc 420ggctgttggg cactgacaat tccgtggtgt tgtcggggaa gctgacgtcc tttccatggc 420

tgctcgcctg tgttgccacc tggattctgc gcgggacgtc cttctgctac gtcccttcgg 480tgctcgcctg tgttgccacc tggattctgc gcgggacgtc cttctgctac gtcccttcgg 480

ccctcaatcc agcggacctt ccttcccgcg gcctgctgcc ggctctgcgg cctcttccgc 540ccctcaatcc agcggacctt ccttcccgcg gcctgctgcc ggctctgcgg cctcttccgc 540

gtcttcgcct tcgccctcag acgagtcgga tctccctttg ggccgcctcc ccgcctg 597gtcttcgcct tcgccctcag acgagtcgga tctccctttg ggccgcctcc ccgcctg 597

<210> 3<210> 3

<211> 631<211> 631

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Фратаксин<223> Frataxin

<400> 3<400> 3

atgtggactc tcgggcgccg cgcagtagcc ggcctcctgg cgtcacccag cccggcccag 60atgtggactc tcgggcgccg cgcagtagcc ggcctcctgg cgtcacccag cccggcccag 60

gcccagaccc tcacccgggt cccgcggccg gcagagttgg ccccactctg cggccgccgt 120gccgaccc tcacccgggt cccgcggccg gcagagttgg ccccactctg cggccgccgt 120

ggcctgcgca ccgacatcga tgcgacctgc acgccccgcc gcgcaagttc gaaccagaga 180ggcctgcgca ccgacatcga tgcgacctgc acgccccgcc gcgcaagttc gaaccagaga 180

ggtctcaacc agatttggaa tgtcaaaaag cagagtgtct atttgatgaa tttgaggaaa 240ggtctcaacc agatttggaa tgtcaaaaag cagagtgtct atttgatgaa tttgaggaaa 240

tctggaactt tgggccaccc aggctctcta gatgagacca cctatgaaag actagcagag 300tctggaactt tgggccaccc aggctctcta gatgagacca cctatgaaag actagcagag 300

gaaacgctgg actctttagc agagtttttt gaagaccttg cagacaagcc atacacgttt 360gaaacgctgg actctttagc agagtttttt gaagaccttg cagacaagcc atacacgttt 360

gaggactatg atgtctcctt tgggagtggt gtcttaactg tcaaactggg tggagatcta 420gaggactatg atgtctcctt tgggagtggt gtcttaactg tcaaactggg tggagatcta 420

ggaacctatg tgatcaacaa gcagacgcca aacaagcaaa tctggctatc ttctccatcc 480ggaacctatg tgatcaacaa gcagacgcca aacaagcaaa tctggctatc ttctccatcc 480

agtggaccta agcgttatga ctggactggg aaaaactggg tgtactccca cgacggcgtg 540agtggaccta agcgttatga ctggactggg aaaaactggg tgtactccca cgacggcgtg 540

tccctccatg agctgctggc cgcagagctc actaaagcct taaaaaccaa actggacttg 600tccctccatg agctgctggc cgcagagctc actaaagcct taaaaaccaa actggacttg 600

tcttccttgg cctattccgg aaaagatgct t 631tcttccttgg cctattccgg aaaagatgct t 631

<210> 4<210> 4

<211> 1934<211> 1934

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Фратаксин, PGK и кластер WPRE <223> Frataxin, PGK and WPRE cluster

<400> 4<400> 4

gaattccggg gttggggttg cgccttttcc aaggcagccc tgggtctgcg cagggacgcg 60gaattccggg gttggggttg cgccttttcc aaggcagccc tgggtctgcg cagggacgcg 60

gctgctctgg gcgtggttcc gggaaacgca gcggcgccga ccctgggtct cgcacattct 120gctgctctgg gcgtggttcc gggaaacgca gcggcgccga ccctgggtct cgcacattct 120

tcacgtccgt tcgcagcgtc acccggatct tcgccgctac ccttgtgggc cccccggcga 180tcacgtccgt tcgcagcgtc acccggatct tcgccgctac ccttgtgggc cccccggcga 180

cgcttcctgc tccgccccta agtcgggaag gttccttgcg gttcgcggcg tgccggacgt 240cgcttcctgc tccgccccta agtcgggaag gttccttgcg gttcgcggcg tgccggacgt 240

gacaaacgga agccgcacgt ctcactagta ccctcgcaga cggacagcgc cagggagcaa 300gacaaacgga agccgcacgt ctcactagta ccctcgcaga cggacagcgc cagggagcaa 300

tggcagcgcg ccgaccgcga tgggctgtgg ccaatagcgg ctgctcagca gggcgcgccg 360tggcagcgcg ccgaccgcga tgggctgtgg ccaatagcgg ctgctcagca gggcgcgccg 360

agagcagcgg ccgggaaggg gcggtgcggg aggcggggtg tggggcggta gtgtgggccc 420agagcagcgg ccgggaaggg gcggtgcggg aggcggggtg tggggcggta gtgtgggccc 420

tgttcctgcc cgcgcggtgt tccgcattct gcaagcctcc ggagcgcacg tcggcagtcg 480tgttcctgcc cgcgcggtgt tccgcattct gcaagcctcc ggagcgcacg tcggcagtcg 480

gctccctcgt tgaccgaatc accgacctct ctccccagtg gctaactaga gaacccactg 540gctccctcgt tgaccgaatc accgacctct ctccccagtg gctaactaga gaacccactg 540

cttactggct tatcgaaatt aatacgactc actataggga gacccaagct ggctagcgtt 600cttactggct tatcgaaatt aatacgactc actataggga gacccaagct ggctagcgtt 600

taaacttaag cttggccgcc accatgtgga ctctcgggcg ccgcgcagta gccggcctcc 660taaacttaag cttggccgcc accatgtgga ctctcgggcg ccgcgcagta gccggcctcc 660

tggcgtcacc cagcccggcc caggcccaga ccctcacccg ggtcccgcgg ccggcagagt 720tggcgtcacc cagcccggcc caggcccaga ccctcacccg ggtcccgcgg ccggcagagt 720

tggccccact ctgcggccgc cgtggcctgc gcaccgacat cgatgcgacc tgcacgcccc 780tggccccact ctgcggccgc cgtggcctgc gcaccgacat cgatgcgacc tgcacgcccc 780

gccgcgcaag ttcgaaccag agaggtctca accagatttg gaatgtcaaa aagcagagtg 840gccgcgcaag ttcgaaccag agaggtctca accagatttg gaatgtcaaa aagcagagtg 840

tctatttgat gaatttgagg aaatctggaa ctttgggcca cccaggctct ctagatgaga 900tctatttgat gaatttgagg aaatctggaa ctttgggcca cccaggctct ctagatgaga 900

ccacctatga aagactagca gaggaaacgc tggactcttt agcagagttt tttgaagacc 960ccacctatga aagactagca gaggaaacgc tggactcttt agcagagttt tttgaagacc 960

ttgcagacaa gccatacacg tttgaggact atgatgtctc ctttgggagt ggtgtcttaa 1020ttgcagacaa gccatacacg tttgaggact atgatgtctc ctttgggagt ggtgtcttaa 1020

ctgtcaaact gggtggagat ctaggaacct atgtgatcaa caagcagacg ccaaacaagc 1080ctgtcaaact gggtggagat ctaggaacct atgtgatcaa caagcagacg ccaaacaagc 1080

aaatctggct atcttctcca tccagtggac ctaagcgtta tgactggact gggaaaaact 1140aaatctggct atcttctcca tccagtggac ctaagcgtta tgactggact gggaaaaact 1140

gggtgtactc ccacgacggc gtgtccctcc atgagctgct ggccgcagag ctcactaaag 1200gggtgtactc ccacgacggc gtgtccctcc atgagctgct ggccgcagag ctcactaaag 1200

ccttaaaaac caaactggac ttgtcttcct tggcctattc cggaaaagat gctttgccca 1260ccttaaaaac caaactggac ttgtcttcct tggcctattc cggaaaagat gctttgccca 1260

cctagggatc ggatccccgg gtaccgagct cgaattctgc agatatccag cacactttgc 1320cctagggatc ggatccccgg gtaccgagct cgaattctgc agatatccag cacactttgc 1320

ctttctctcc acaggtgtcg acaatcaacc tctggattac aaaatttgtg aaagattgac 1380ctttctctcc acaggtgtcg acaatcaacc tctggattac aaaatttgtg aaagattgac 1380

tggtattctt aactatgttg ctccttttac gctatgtgga tacgctgctt taatgccttt 1440tggtattctt aactatgttg ctccttttac gctatgtgga tacgctgctt taatgccttt 1440

gtatcatgct attgcttccc gtatggcttt cattttctcc tccttgtata aatcctggtt 1500gtatcatgct attgcttccc gtatggcttt cattttctcc tccttgtata aatcctggtt 1500

gctgtctctt tatgaggagt tgtggcccgt tgtcaggcaa cgtggcgtgg tgtgcactgt 15601560

gtttgctgac gcaaccccca ctggttgggg cattgccacc acctgtcagc tcctttccgg 1620gtttgctgac gcaaccccca ctggttgggg cattgccacc acctgtcagc tcctttccgg 1620

gactttcgct ttccccctcc ctattgccac ggcggaactc atcgccgcct gccttgcccg 16801680

ctgctggaca ggggctcggc tgttgggcac tgacaattcc gtggtgttgt cggggaagct 1740ctgctggaca ggggctcggc tgtggggcac tgacaattcc gtggtgttgt cggggaagct 1740

gacgtccttt ccatggctgc tcgcctgtgt tgccacctgg attctgcgcg ggacgtcctt 1800gacgtccttt ccatggctgc tcgcctgtgt tgccacctgg attctgcgcg ggacgtcctt 1800

ctgctacgtc ccttcggccc tcaatccagc ggaccttcct tcccgcggcc tgctgccggc 1860ctgctacgtc ccttcggccc tcaatccagc ggaccttcct tcccgcggcc tgctgccggc 1860

tctgcggcct cttccgcgtc ttcgccttcg ccctcagacg agtcggatct ccctttgggc 1920tctgcggcct cttccgcgtc ttcgccttcg ccctcagacg agtcggatct ccctttgggc 1920

cgcctccccg cctg 1934cgcctccccg cctg 1934

<210> 5<210> 5

<211> 2458<211> 2458

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> ITR фратаксина, PGK, полиA-ITR WPRE<223> Frataxin ITR, PGK, polyA-ITR WPRE

<400> 5<400> 5

ctggcgcgct cgctcgctca ctgaggccgc ccgggcaaag cccgggcgtc gggcgacctt 60ctggcgcgct cgctcgctca ctgaggccgc ccgggcaaag cccgggcgtc gggcgacctt 60

tggtcgcccg gcctcagtga gcgagcgagc gcgcagagag ggagtggcca actccatcac 120tggtcgcccg gcctcagtga gcgagcgagc gcgcagagag ggagtggcca actccatcac 120

taggggttcc tgaattccgg ggttggggtt gcgccttttc caaggcagcc ctgggtctgc 180taggggttcc tgaattccgg ggttggggtt gcgccttttc caaggcagcc ctgggtctgc 180

gcagggacgc ggctgctctg ggcgtggttc cgggaaacgc agcggcgccg accctgggtc 240gcagggacgc ggctgctctg ggcgtggttc cgggaaacgc agcggcgccg accctgggtc 240

tcgcacattc ttcacgtccg ttcgcagcgt cacccggatc ttcgccgcta cccttgtggg 300tcgcacattc ttcacgtccg ttcgcagcgt cacccggatc ttcgccgcta cccttgtggg 300

ccccccggcg acgcttcctg ctccgcccct aagtcgggaa ggttccttgc ggttcgcggc 360ccccccggcg acgcttcctg ctccgcccct aagtcgggaa ggttccttgc ggttcgcggc 360

gtgccggacg tgacaaacgg aagccgcacg tctcactagt accctcgcag acggacagcg 420gtgccggacg tgacaaacgg aagccgcacg tctcactagt accctcgcag acggacagcg 420

ccagggagca atggcagcgc gccgaccgcg atgggctgtg gccaatagcg gctgctcagc 480ccagggagca atggcagcgc gccgaccgcg atgggctgtg gccaatagcg gctgctcagc 480

agggcgcgcc gagagcagcg gccgggaagg ggcggtgcgg gaggcggggt gtggggcggt 540agggcgcgcc gagagcagcg gccgggaagg ggcggtgcgg gaggcggggt gtggggcggt 540

agtgtgggcc ctgttcctgc ccgcgcggtg ttccgcattc tgcaagcctc cggagcgcac 600agtgtgggcc ctgttcctgc ccgcgcggtg ttccgcattc tgcaagcctc cggagcgcac 600

gtcggcagtc ggctccctcg ttgaccgaat caccgacctc tctccccagt ggctaactag 660gtcggcagtc ggctccctcg ttgaccgaat caccgacctc tctccccagt ggctaactag 660

agaacccact gcttactggc ttatcgaaat taatacgact cactataggg agacccaagc 720agaacccact gcttactggc ttatcgaaat taatacgact cactataggg agacccaagc 720

tggctagcgt ttaaacttaa gcttggccgc caccatgtgg actctcgggc gccgcgcagt 780tggctagcgt ttaaacttaa gcttggccgc caccatgtgg actctcgggc gccgcgcagt 780

agccggcctc ctggcgtcac ccagcccggc ccaggcccag accctcaccc gggtcccgcg 840agccggcctc ctggcgtcac ccagcccggc ccaggcccag accctcaccc gggtcccgcg 840

gccggcagag ttggccccac tctgcggccg ccgtggcctg cgcaccgaca tcgatgcgac 900gccggcagag ttggccccac tctgcggccg ccgtggcctg cgcaccgaca tcgatgcgac 900

ctgcacgccc cgccgcgcaa gttcgaacca gagaggtctc aaccagattt ggaatgtcaa 960ctgcacgccc cgccgcgcaa gttcgaacca gagaggtctc aaccagattt ggaatgtcaa 960

aaagcagagt gtctatttga tgaatttgag gaaatctgga actttgggcc acccaggctc 1020aaagcagagt gtctatttga tgaatttgag gaaatctgga actttgggcc acccaggctc 1020

tctagatgag accacctatg aaagactagc agaggaaacg ctggactctt tagcagagtt 1080tctagatgag accacctatg aaagactagc agaggaaacg ctggactctt tagcagagtt 1080

ttttgaagac cttgcagaca agccatacac gtttgaggac tatgatgtct cctttgggag 1140ttttgaagac cttgcagaca agccatacac gtttgaggac tatgatgtct cctttgggag 1140

tggtgtctta actgtcaaac tgggtggaga tctaggaacc tatgtgatca acaagcagac 1200tggtgtctta actgtcaaac tgggtggaga tctaggaacc tatgtgatca acaagcagac 1200

gccaaacaag caaatctggc tatcttctcc atccagtgga cctaagcgtt atgactggac 1260gccaaacaag caaatctggc tatcttctcc atccagtgga cctaagcgtt atgactggac 1260

tgggaaaaac tgggtgtact cccacgacgg cgtgtccctc catgagctgc tggccgcaga 1320tgggaaaaac tgggtgtact cccacgacgg cgtgtccctc catgagctgc tggccgcaga 1320

gctcactaaa gccttaaaaa ccaaactgga cttgtcttcc ttggcctatt ccggaaaaga 13801380

tgctttgccc acctagggat cggatccccg ggtaccgagc tcgaattctg cagatatcca 1440tgctttgccc acctagggat cggatccccg ggtaccgagc tcgaattctg cagatatcca 1440

gcacactttg cctttctctc cacaggtgtc gacaatcaac ctctggatta caaaatttgt 1500gcacactttg cctttctctc cacaggtgtc gacaatcaac ctctggatta caaaatttgt 1500

gaaagattga ctggtattct taactatgtt gctcctttta cgctatgtgg atacgctgct 1560gaaagattga ctggtattct taactatgtt gctcctttta cgctatgtgg atacgctgct 1560

ttaatgcctt tgtatcatgc tattgcttcc cgtatggctt tcattttctc ctccttgtat 16201620

aaatcctggt tgctgtctct ttatgaggag ttgtggcccg ttgtcaggca acgtggcgtg 1680aaatcctggt tgctgtctct ttatgaggag ttgtggcccg ttgtcaggca acgtggcgtg 1680

gtgtgcactg tgtttgctga cgcaaccccc actggttggg gcattgccac cacctgtcag 1740gtgtgcactg tgtttgctga cgcaaccccc actggttggg gcattgccac cacctgtcag 1740

ctcctttccg ggactttcgc tttccccctc cctattgcca cggcggaact catcgccgcc 1800ctcctttccg ggactttcgc ttttccccctc cctattgcca cggcggaact catcgccgcc 1800

tgccttgccc gctgctggac aggggctcgg ctgttgggca ctgacaattc cgtggtgttg 1860tgccttgccc gctgctggac aggggctcgg ctgttgggca ctgacaattc cgtggtgttg 1860

tcggggaagc tgacgtcctt tccatggctg ctcgcctgtg ttgccacctg gattctgcgc 1920tcggggaagc tgacgtcctt tccatggctg ctcgcctgtg ttgccacctg gattctgcgc 1920

gggacgtcct tctgctacgt cccttcggcc ctcaatccag cggaccttcc ttcccgcggc 1980gggacgtcct tctgctacgt cccttcggcc ctcaatccag cggaccttcc ttcccgcggc 1980

ctgctgccgg ctctgcggcc tcttccgcgt cttcgccttc gccctcagac gagtcggatc 2040ctgctgccgg ctctgcggcc tcttccgcgt cttcgccttc gccctcagac gagtcggatc 2040

tccctttggg ccgcctcccc gcctggaatt cgagctcggt acgatcagct gatcagcctc 2100tccctttggg ccgcctcccc gcctggaatt cgagctcggt acgatcagct gatcagcctc 2100

gactgtgcct tctagttgcc agccatctgt tgtttgcccc tcccccgtgc cttccttgac 21602160 gactgtgcct tctagttgcc

cctggaaggt gccactccca ctgtcctttc ctaataaaat gaggaaattg catcgcattg 2220cctggaaggt gccactccca ctgtcctttc ctaataaaat gaggaaattg catcgcattg 2220

tctgagtagg tgtcattcta ttctgggggg tggggtgggg caggacagca agggggagga 2280tctgagtagg tgtcattcta ttctgggggg tggggtgggg caggacagca agggggagga 2280

ttgggaagac aatagcaggc atgctgggga tgcggtgggc tctatggctg gcgcgctcgc 2340ttgggaagac aatagcaggc atgctgggga tgcggtgggc tctatggctg gcgcgctcgc 2340

tcgctcactg aggccgcccg ggcaaagccc gggcgtcggg cgacctttgg tcgcccggcc 24002400

tcagtgagcg agcgagcgcg cagagaggga gtggccaact ccatcactag gggttcct 2458tcagtgagcg agcgagcgcg cagagaggga gtggccaact ccatcactag gggttcct 2458

<210> 6<210> 6

<211> 105<211> 105

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Линкер<223> Linker

<400> 6<400> 6

tggctaacta gagaacccac tgcttactgg cttatcgaaa ttaatacgac tcactatagg 60tggctaacta gagaacccac tgcttactgg cttatcgaaa ttaatacgac tcactatagg 60

gagacccaag ctggctagcg tttaaactta agcttggccg ccacc 105gagacccaag ctggctagcg tttaaactta agcttggccg ccacc 105

<210> 7<210> 7

<211> 27<211> 27

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> hFXN_Tg_FW<223> hFXN_Tg_FW

<400> 7<400> 7

gaacttcaaa ttagttcccc tttcttc 27gaacttcaaa ttagttcccc ttttcttc 27

<210> 8<210> 8

<211> 21<211> 21

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> hFXN_Tg_RV<223> hFXN_Tg_RV

<400> 8<400> 8

cacagccatt ctttgggttt c 21cacagccatt ctttggggttt c 21

<210> 9<210> 9

<211> 18<211> 18

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> IC_FW<223> IC_FW

<400> 9<400> 9

cacgtgggct ccagcatt 18cacgtgggct ccagcatt 18

<210> 10<210> 10

<211> 22<211> 22

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> IC_RV<223> IC_RV

<400> 10<400> 10

tcaccagtca tttctgcctt tg 22tcaccagtca tttctgcctt tg 22

<210> 11<210> 11

<211> 29<211> 29

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> GAA-F<223> GAA-F

<400> 11<400> 11

gggattggtt gccagtgctt aaaagttag 29gggattggtt gccagtgctt aaaagttag 29

<210> 12<210> 12

<211> 30<211> 30

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> GAA-R<223> GAA-R

<400> 12<400> 12

gatctaagga ccatcatggc cacacttgcc 30gatctaagga ccatcatggc cacacttgcc 30

<---<---

Claims (20)

1. Аденоассоциированный вирусный вектор (AAV) экспрессии, пригодный для лечения атаксии Фридрейха, содержащий нуклеиновую кислоту, где нуклеиновая кислота включает:1. An adeno-associated viral (AAV) expression vector suitable for the treatment of Friedreich's ataxia, containing a nucleic acid, where the nucleic acid includes: (i) последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую фратаксин;(i) a nucleic acid sequence encoding frataxin; (ii) промотор фосфоглицерат-киназы (PGK), состоящий из SEQ ID NО:1; и(ii) a phosphoglycerate kinase (PGK) promoter consisting of SEQ ID NO:1; and (iii) посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка (WPRE),(iii) woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element (WPRE), где (ii) и (iii) функционально присоединены к последовательности (i) и регулируют ее экспрессию, где между (i) и (ii) присутствует функционально присоединенный линкер, и где указанный линкер состоит из SEQ ID NO: 6, и где AAV-вектор представляет собой AAV-вектор серотипа 9.where (ii) and (iii) are operably linked to sequence (i) and regulate its expression, where between (i) and (ii) is an operably linked linker, and where said linker consists of SEQ ID NO: 6, and where AAV- the vector is an AAV serotype 9 vector. 2. Вектор по п.1, где последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующая фратаксин, содержит SEQ ID NO: 3 или последовательность, которая по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 3 и представляет собой функциональный вариант фратаксина.2. The vector according to claim 1, where the nucleic acid sequence encoding frataxin contains SEQ ID NO: 3 or a sequence that is at least 90% identical to the sequence of SEQ ID NO: 3 and is a functional variant of frataxin. 3. Вектор по п.1, где последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующая фратаксин, состоит из SEQ ID NO: 3 или последовательности, которая по меньшей мере на 98% идентична последовательности SEQ ID NO: 3 и представляет собой функциональный вариант фратаксина.3. The vector according to claim 1, where the nucleic acid sequence encoding frataxin consists of SEQ ID NO: 3 or a sequence that is at least 98% identical to the sequence of SEQ ID NO: 3 and is a functional variant of frataxin. 4. Вектор по любому из пп. 1-3, где WPRE состоит из SEQ ID NO: 2 или последовательности, которая по меньшей мере на 90% идентична последовательности SEQ ID NO: 2.4. Vector according to any one of paragraphs. 1-3, where the WPRE consists of SEQ ID NO: 2 or a sequence that is at least 90% identical to the sequence of SEQ ID NO: 2. 5. Вектор по любому из пп. 1-3, где WPRE состоит из SEQ ID NO: 2 или последовательности, которая по меньшей мере на 99% идентична последовательности SEQ ID NO: 2.5. Vector according to any one of paragraphs. 1-3, where the WPRE consists of SEQ ID NO: 2 or a sequence that is at least 99% identical to the sequence of SEQ ID NO: 2. 6. Вектор по п.1, где последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующая фратаксин, состоит из SEQ ID NО: 3, а WPRE состоит из SEQ ID NО: 2 или последовательности, которая по меньшей мере на 90% идентична SEQ ID NO: 2.6. The vector according to claim 1, where the nucleic acid sequence encoding frataxin consists of SEQ ID NO: 3, and WPRE consists of SEQ ID NO: 2 or a sequence that is at least 90% identical to SEQ ID NO: 2. 7. Вектор по п.1, где последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующая фратаксин, состоит из SEQ ID NО: 3, а WPRE состоит из SEQ ID NО: 2 или последовательности, которая по меньшей мере на 99% идентична SEQ ID NO: 2.7. The vector according to claim 1, where the nucleic acid sequence encoding frataxin consists of SEQ ID NO: 3, and WPRE consists of SEQ ID NO: 2 or a sequence that is at least 99% identical to SEQ ID NO: 2. 8. Вектор по п.1, где последовательность нуклеиновой кислоты, которая включает (i), (ii), (iii) и линкер, состоит из SEQ ID NO: 4 и где AAV-вектор представляет собой AAV-вектор серотипа 9.8. The vector according to claim 1, wherein the nucleic acid sequence that includes (i), (ii), (iii) and the linker consists of SEQ ID NO: 4 and where the AAV vector is a serotype 9 AAV vector. 9. Вектор клонирования для переноса, который включает нуклеиновую кислоту, содержащую:9. A cloning vector for transfer, which includes a nucleic acid containing: (i) последовательность нуклеиновой кислоты, кодирующую фратаксин;(i) a nucleic acid sequence encoding frataxin; (ii) промотор PGK, состоящий из SEQ ID NО:1, и(ii) a PGK promoter consisting of SEQ ID NO:1, and (iii) WPRE,(iii) WPRE, где (ii) и (iii) функционально присоединены к последовательности (i) и регулируют ее экспрессию, где между (i) и (ii) присутствует функционально присоединенный линкер, и где указанный линкер состоит из SEQ ID NO: 6, и где вектор для переноса также содержит дополнительные элементы нуклеиновой кислоты для стимуляции интеграции или транспозиции вектора для переноса в AAV-вектор серотипа 9.where (ii) and (iii) are operably linked to sequence (i) and regulate its expression, where between (i) and (ii) is an operably linked linker, and where said linker consists of SEQ ID NO: 6, and where the vector for The transfer vector also contains additional nucleic acid elements to promote integration or transposition of the transfer vector into a serotype 9 AAV vector. 10. Фармацевтическая композиция для лечения атаксии Фридрейха, содержащая эффективное количество AAV-вектора по любому из пп. 1-8 и фармацевтически приемлемый носитель или разбавитель.10. Pharmaceutical composition for the treatment of Friedreich's ataxia, containing an effective amount of the AAV vector according to any one of paragraphs. 1-8 and a pharmaceutically acceptable carrier or diluent. 11. Применение AAV-вектора по любому из пп. 1-8 в качестве лекарственного средства.11. The use of AAV-vector according to any one of paragraphs. 1-8 as a medicine. 12. Применение AAV-вектора по любому из пп. 1-8 в лечении атаксии Фридрейха.12. The use of AAV-vector according to any one of paragraphs. 1-8 in the treatment of Friedreich's ataxia.
RU2020115898A 2017-10-17 2018-10-17 Vectors for treatment of friedreich's ataxia RU2774892C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17382691.8 2017-10-17
EP17382691 2017-10-17
PCT/EP2018/078384 WO2019076973A1 (en) 2017-10-17 2018-10-17 Vectors for the treatment of friedreich's ataxia

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020115898A RU2020115898A (en) 2021-11-18
RU2020115898A3 RU2020115898A3 (en) 2021-11-18
RU2774892C2 true RU2774892C2 (en) 2022-06-27

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009034127A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-19 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Use of the cyp46a1 gene for the treatment of alzheimer's disease
RU2588667C2 (en) * 2010-06-10 2016-07-10 Лабораторьос Дель Др. Эстеве, С.А. Vectors and sequences for treating diseases
WO2016150964A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Methods and pharmaceutical composition for the treatment and the prevention of neurological phenotype associated with friedreich ataxia

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009034127A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-19 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Use of the cyp46a1 gene for the treatment of alzheimer's disease
RU2588667C2 (en) * 2010-06-10 2016-07-10 Лабораторьос Дель Др. Эстеве, С.А. Vectors and sequences for treating diseases
WO2016150964A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Methods and pharmaceutical composition for the treatment and the prevention of neurological phenotype associated with friedreich ataxia

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MATTAR C N et al, Systemic gene delivery following intravenous administration of AAV9 to fetal and neonatal mice and late-gestation nonhuman primates, The Faseb journal, vol.29, no 9, 01.09.2015, p 3876-3888, DOI: 10.1096/fj.14-269092, abstract. Генбанк M60581.1, 26.07.2016. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12371711B2 (en) Vectors for the treatment of Friedreich&#39;s ataxia
JP2023027279A (en) Prevention of muscular dystrophy by CRISPR/CAS9-mediated gene editing
JP5897549B2 (en) RAAV-guanylate cyclase compositions and methods for treating Labor congenital cataract 1 (LCA1)
US11040113B2 (en) Methods and pharmaceutical composition for the treatment and the prevention of neurological phenotype associated with Friedreich ataxia
US20190364862A1 (en) Dmd reporter models containing humanized duchenne muscular dystrophy mutations
AU2018202783A1 (en) Methods and pharmaceutical composition for the treatment and the prevention of cardiomyopathy due to energy failure
CN110506115A (en) An optimized strategy for exon skipping modification using CRISPR/Cas9 and triple guide sequences
JP7097070B2 (en) Target expression of chloride channel and its usage
Stieger et al. Adeno-associated virus mediated gene therapy for retinal degenerative diseases
JP2025529884A (en) Compositions for use in treating Fabry disease
RU2774892C2 (en) Vectors for treatment of friedreich&#39;s ataxia
JP2021531292A (en) Composition for the treatment of sarcopenia or disuse atrophy
US20250207127A1 (en) Phytoecdysones and/or 20-hydroxyecdysone derivatives in combination with an active ingredient for restoring smn expression, for use in the treatment of spinal muscular atrophy
HK40084196A (en) Vectors for the treatment of friedreich&#39;s ataxia
WO2025175135A1 (en) Modifying neurons to treat or prevent parkinson&#39;s disease
Johnson et al. AAV9 gene therapy restores lifespan and treats pathological and behavioral abnormalities in a mouse model of CLN8-Batten disease
WO2024008709A1 (en) Intravenous administration of neuroglobin for treating neurological disorders
CN120769917A (en) Chimeric AAV and its uses
TW202449149A (en) Compositions and methods for the treatment of neurological disorders related to glucosylceramidase beta 1 deficiency
CN120752256A (en) RETRO-AAV and its use in treating neurodegenerative diseases
CN120752255A (en) Neuronal promoters and uses thereof
Foust et al. Gene Transfer in Spinal Muscular Atrophy
JP2008050263A (en) Drug for treating rett syndrome
NZ710497B2 (en) Methods and pharmaceutical composition for the treatment and the prevention of cardiomyopathy due to energy failure