RU2808054C2 - Treatment of ex vivo organs with peg-phospholipide molecules - Google Patents
Treatment of ex vivo organs with peg-phospholipide molecules Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808054C2 RU2808054C2 RU2021112906A RU2021112906A RU2808054C2 RU 2808054 C2 RU2808054 C2 RU 2808054C2 RU 2021112906 A RU2021112906 A RU 2021112906A RU 2021112906 A RU2021112906 A RU 2021112906A RU 2808054 C2 RU2808054 C2 RU 2808054C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- peg
- organ
- phospholipid
- vivo
- phospholipid molecules
- Prior art date
Links
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 title claims abstract description 209
- 238000011282 treatment Methods 0.000 title description 31
- 230000002792 vascular Effects 0.000 claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 50
- 238000001802 infusion Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000003511 endothelial effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 claims abstract description 6
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 claims abstract description 4
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 205
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 claims description 176
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 claims description 157
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 102
- 239000000162 organ preservation solution Substances 0.000 claims description 39
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 24
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 claims description 20
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 210000003038 endothelium Anatomy 0.000 claims description 18
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 claims description 17
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 210000005166 vasculature Anatomy 0.000 claims description 12
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 11
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical group N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003130 blood coagulation factor inhibitor Substances 0.000 claims description 10
- 239000004074 complement inhibitor Substances 0.000 claims description 10
- 229940124073 Complement inhibitor Drugs 0.000 claims description 9
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 9
- 102000006912 Complement C4b-Binding Protein Human genes 0.000 claims description 7
- 108010047548 Complement C4b-Binding Protein Proteins 0.000 claims description 7
- 102000016550 Complement Factor H Human genes 0.000 claims description 7
- 108010053085 Complement Factor H Proteins 0.000 claims description 7
- 210000002216 heart Anatomy 0.000 claims description 7
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 claims description 7
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 claims description 6
- 108010007730 Apyrase Proteins 0.000 claims description 5
- 102000007347 Apyrase Human genes 0.000 claims description 5
- 101000961414 Homo sapiens Membrane cofactor protein Proteins 0.000 claims description 5
- 102100039373 Membrane cofactor protein Human genes 0.000 claims description 5
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 claims description 5
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011616 biotin Substances 0.000 claims description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 5
- XTWYTFMLZFPYCI-KQYNXXCUSA-N 5'-adenylphosphoric acid Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O XTWYTFMLZFPYCI-KQYNXXCUSA-N 0.000 claims description 4
- XTWYTFMLZFPYCI-UHFFFAOYSA-N Adenosine diphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O XTWYTFMLZFPYCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 4
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 claims description 4
- 210000003932 urinary bladder Anatomy 0.000 claims description 4
- SLKDGVPOSSLUAI-PGUFJCEWSA-N 1,2-dihexadecanoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine zwitterion Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP(O)(=O)OCCN)OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC SLKDGVPOSSLUAI-PGUFJCEWSA-N 0.000 claims description 3
- OVXIMRGEBNSORH-UHFFFAOYSA-N 2-[[2-[2-[[2-[[1-[1-[5-amino-2-[[2-amino-3-(1h-indol-3-yl)propanoyl]amino]-5-oxopentanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)pentanoyl]amino]propanoylamino]-5-(diaminomethylideneamino)pentanoyl]amino]-3-methylp Chemical compound CCC(C)C(C(O)=O)NC(=O)C(CCCN=C(N)N)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCCN=C(N)N)NC(=O)C1CCCN1C(=O)C1N(C(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(N)CC=2C3=CC=CC=C3NC=2)CCC1 OVXIMRGEBNSORH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 3
- 108010090804 Streptavidin Proteins 0.000 claims description 3
- 102000006834 complement receptors Human genes 0.000 claims description 3
- 108010047295 complement receptors Proteins 0.000 claims description 3
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 108090001008 Avidin Proteins 0.000 claims description 2
- 108700027941 Celsior Proteins 0.000 claims description 2
- 239000012840 University of Wisconsin (UW) solution Substances 0.000 claims description 2
- 108091006104 gene-regulatory proteins Proteins 0.000 claims description 2
- 102000034356 gene-regulatory proteins Human genes 0.000 claims description 2
- 239000012841 histidine-tryptophan-ketoglutarate (HTK) solution Substances 0.000 claims description 2
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 claims description 2
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 claims description 2
- 125000005439 maleimidyl group Chemical group C1(C=CC(N1*)=O)=O 0.000 claims description 2
- 210000001541 thymus gland Anatomy 0.000 claims description 2
- 210000004291 uterus Anatomy 0.000 claims description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 57
- 230000010410 reperfusion Effects 0.000 description 51
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 35
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 34
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 33
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 32
- 102100022133 Complement C3 Human genes 0.000 description 31
- 101000901154 Homo sapiens Complement C3 Proteins 0.000 description 31
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 30
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 25
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 23
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 21
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 21
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 20
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 20
- 102100021869 Tyrosine aminotransferase Human genes 0.000 description 19
- 208000028867 ischemia Diseases 0.000 description 18
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 208000001953 Hypotension Diseases 0.000 description 17
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 17
- 230000024203 complement activation Effects 0.000 description 17
- 230000036543 hypotension Effects 0.000 description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- DDRJAANPRJIHGJ-UHFFFAOYSA-N creatinine Chemical compound CN1CC(=O)NC1=N DDRJAANPRJIHGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 208000037069 Thromboinflammation Diseases 0.000 description 15
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 description 14
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 14
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 14
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 14
- 229920002306 Glycocalyx Polymers 0.000 description 13
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 210000004517 glycocalyx Anatomy 0.000 description 13
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 13
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 13
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 12
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 11
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 11
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 11
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 11
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 11
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 11
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 210000001772 blood platelet Anatomy 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 10
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 10
- 210000005007 innate immune system Anatomy 0.000 description 10
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 10
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 208000011316 hemodynamic instability Diseases 0.000 description 9
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 9
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 9
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 9
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 8
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 8
- 229940109239 creatinine Drugs 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 8
- 108010034753 Complement Membrane Attack Complex Proteins 0.000 description 7
- 102000004388 Interleukin-4 Human genes 0.000 description 7
- 108090000978 Interleukin-4 Proteins 0.000 description 7
- 108090001005 Interleukin-6 Proteins 0.000 description 7
- 102000004889 Interleukin-6 Human genes 0.000 description 7
- 238000011887 Necropsy Methods 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 230000003907 kidney function Effects 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 7
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000232 Lipid Bilayer Substances 0.000 description 6
- 238000011316 allogeneic transplantation Methods 0.000 description 6
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- 229940028885 interleukin-4 Drugs 0.000 description 6
- 239000000082 organ preservation Substances 0.000 description 6
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 6
- QFMZQPDHXULLKC-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(diphenylphosphino)ethane Chemical compound C=1C=CC=CC=1P(C=1C=CC=CC=1)CCP(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 QFMZQPDHXULLKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Natural products CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-YPZZEJLDSA-N Gallium-68 Chemical compound [68Ga] GYHNNYVSQQEPJS-YPZZEJLDSA-N 0.000 description 5
- 101000611183 Homo sapiens Tumor necrosis factor Proteins 0.000 description 5
- 102000013462 Interleukin-12 Human genes 0.000 description 5
- 108010065805 Interleukin-12 Proteins 0.000 description 5
- 241000282898 Sus scrofa Species 0.000 description 5
- 108010000499 Thromboplastin Proteins 0.000 description 5
- 102000002262 Thromboplastin Human genes 0.000 description 5
- 102100040247 Tumor necrosis factor Human genes 0.000 description 5
- 239000004019 antithrombin Substances 0.000 description 5
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 5
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000036541 health Effects 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 5
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000036470 plasma concentration Effects 0.000 description 5
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 5
- 210000005084 renal tissue Anatomy 0.000 description 5
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 5
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 5
- 102100032957 C5a anaphylatoxin chemotactic receptor 1 Human genes 0.000 description 4
- 101710098483 C5a anaphylatoxin chemotactic receptor 1 Proteins 0.000 description 4
- 102000019034 Chemokines Human genes 0.000 description 4
- 108010012236 Chemokines Proteins 0.000 description 4
- 208000021709 Delayed Graft Function Diseases 0.000 description 4
- 102100029722 Ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase 1 Human genes 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 206010048748 Graft loss Diseases 0.000 description 4
- WZUVPPKBWHMQCE-UHFFFAOYSA-N Haematoxylin Chemical compound C12=CC(O)=C(O)C=C2CC2(O)C1C1=CC=C(O)C(O)=C1OC2 WZUVPPKBWHMQCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N Isoflurane Chemical compound FC(F)OC(Cl)C(F)(F)F PIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 206010040047 Sepsis Diseases 0.000 description 4
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000000709 aorta Anatomy 0.000 description 4
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 4
- 230000034994 death Effects 0.000 description 4
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 4
- 239000006196 drop Substances 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 4
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 4
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 4
- 230000000302 ischemic effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- CUHVIMMYOGQXCV-UHFFFAOYSA-N medetomidine Chemical compound C=1C=CC(C)=C(C)C=1C(C)C1=CNC=N1 CUHVIMMYOGQXCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000002901 mesenchymal stem cell Anatomy 0.000 description 4
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 4
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 4
- 230000020971 positive regulation of blood coagulation Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 4
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 4
- RSGFPIWWSCWCFJ-VAXZQHAWSA-N 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid;(2r,3s,4r,5r)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O.OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O RSGFPIWWSCWCFJ-VAXZQHAWSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 3
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 3
- 108010009575 CD55 Antigens Proteins 0.000 description 3
- 102100024331 Collectin-11 Human genes 0.000 description 3
- 102000002737 Heme Oxygenase-1 Human genes 0.000 description 3
- 108010018924 Heme Oxygenase-1 Proteins 0.000 description 3
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101000958041 Homo sapiens Musculin Proteins 0.000 description 3
- 102000003814 Interleukin-10 Human genes 0.000 description 3
- 108090000174 Interleukin-10 Proteins 0.000 description 3
- 102000003810 Interleukin-18 Human genes 0.000 description 3
- 108090000171 Interleukin-18 Proteins 0.000 description 3
- 108010002350 Interleukin-2 Proteins 0.000 description 3
- 108090001007 Interleukin-8 Proteins 0.000 description 3
- 102000004890 Interleukin-8 Human genes 0.000 description 3
- 108060005987 Kallikrein Proteins 0.000 description 3
- 102000001399 Kallikrein Human genes 0.000 description 3
- 102100035792 Kininogen-1 Human genes 0.000 description 3
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 3
- 238000004624 confocal microscopy Methods 0.000 description 3
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 125000005313 fatty acid group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 3
- 102000014909 interleukin-1 receptor activity proteins Human genes 0.000 description 3
- 108040006732 interleukin-1 receptor activity proteins Proteins 0.000 description 3
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 3
- 208000037906 ischaemic injury Diseases 0.000 description 3
- 229960002725 isoflurane Drugs 0.000 description 3
- 238000011862 kidney biopsy Methods 0.000 description 3
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 231100000161 signs of toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000001732 thrombotic effect Effects 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 210000000626 ureter Anatomy 0.000 description 3
- ZWGNFOFTMJGWBF-VZSHSMSCSA-N (2s)-2-amino-3-(1h-imidazol-5-yl)propanoic acid;(2s)-2-amino-3-(1h-indol-3-yl)propanoic acid;2-oxopentanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCC(=O)C(O)=O.OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1.C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 ZWGNFOFTMJGWBF-VZSHSMSCSA-N 0.000 description 2
- GIANIJCPTPUNBA-QMMMGPOBSA-N (2s)-3-(4-hydroxyphenyl)-2-nitramidopropanoic acid Chemical compound [O-][N+](=O)N[C@H](C(=O)O)CC1=CC=C(O)C=C1 GIANIJCPTPUNBA-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 2
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J ATP(4-) Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J 0.000 description 2
- ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N Adenosine triphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100036475 Alanine aminotransferase 1 Human genes 0.000 description 2
- 108010082126 Alanine transaminase Proteins 0.000 description 2
- 108010003415 Aspartate Aminotransferases Proteins 0.000 description 2
- 102000004625 Aspartate Aminotransferases Human genes 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101800004538 Bradykinin Proteins 0.000 description 2
- 108700040183 Complement C1 Inhibitor Proteins 0.000 description 2
- 102000055157 Complement C1 Inhibitor Human genes 0.000 description 2
- 108010078015 Complement C3b Proteins 0.000 description 2
- 102100025680 Complement decay-accelerating factor Human genes 0.000 description 2
- 102100023471 E-selectin Human genes 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- QXZGBUJJYSLZLT-UHFFFAOYSA-N H-Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg-OH Natural products NC(N)=NCCCC(N)C(=O)N1CCCC1C(=O)N1C(C(=O)NCC(=O)NC(CC=2C=CC=CC=2)C(=O)NC(CO)C(=O)N2C(CCC2)C(=O)NC(CC=2C=CC=CC=2)C(=O)NC(CCCN=C(N)N)C(O)=O)CCC1 QXZGBUJJYSLZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 2
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 2
- 208000032843 Hemorrhage Diseases 0.000 description 2
- 102000003745 Hepatocyte Growth Factor Human genes 0.000 description 2
- 108090000100 Hepatocyte Growth Factor Proteins 0.000 description 2
- 101001012447 Homo sapiens Ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase 1 Proteins 0.000 description 2
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 2
- 206010062016 Immunosuppression Diseases 0.000 description 2
- 108010064593 Intercellular Adhesion Molecule-1 Proteins 0.000 description 2
- 102100037877 Intercellular adhesion molecule 1 Human genes 0.000 description 2
- 108010087870 Mannose-Binding Lectin Proteins 0.000 description 2
- 102100026553 Mannose-binding protein C Human genes 0.000 description 2
- 241000948268 Meda Species 0.000 description 2
- 102000050019 Membrane Cofactor Human genes 0.000 description 2
- 101710146216 Membrane cofactor protein Proteins 0.000 description 2
- 229920002274 Nalgene Polymers 0.000 description 2
- 206010028851 Necrosis Diseases 0.000 description 2
- 206010053159 Organ failure Diseases 0.000 description 2
- 229920005654 Sephadex Polymers 0.000 description 2
- 239000012507 Sephadex™ Substances 0.000 description 2
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- 102100030951 Tissue factor pathway inhibitor Human genes 0.000 description 2
- BGDKAVGWHJFAGW-UHFFFAOYSA-N Tropicamide Chemical group C=1C=CC=CC=1C(CO)C(=O)N(CC)CC1=CC=NC=C1 BGDKAVGWHJFAGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010073929 Vascular Endothelial Growth Factor A Proteins 0.000 description 2
- 102000005789 Vascular Endothelial Growth Factors Human genes 0.000 description 2
- 108010019530 Vascular Endothelial Growth Factors Proteins 0.000 description 2
- GDSCFOSHSOWNDL-UHFFFAOYSA-N Zolasepam Chemical compound N=1CC(=O)N(C)C(N(N=C2C)C)=C2C=1C1=CC=CC=C1F GDSCFOSHSOWNDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000392 Zymosan Polymers 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 2
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000012062 aqueous buffer Substances 0.000 description 2
- 150000001540 azides Chemical class 0.000 description 2
- 210000003719 b-lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 2
- QXZGBUJJYSLZLT-FDISYFBBSA-N bradykinin Chemical compound NC(=N)NCCC[C@H](N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N1[C@H](C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=2C=CC=CC=2)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N2[C@@H](CCC2)C(=O)N[C@@H](CC=2C=CC=CC=2)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(O)=O)CCC1 QXZGBUJJYSLZLT-FDISYFBBSA-N 0.000 description 2
- RMRJXGBAOAMLHD-IHFGGWKQSA-N buprenorphine Chemical compound C([C@]12[C@H]3OC=4C(O)=CC=C(C2=4)C[C@@H]2[C@]11CC[C@]3([C@H](C1)[C@](C)(O)C(C)(C)C)OC)CN2CC1CC1 RMRJXGBAOAMLHD-IHFGGWKQSA-N 0.000 description 2
- 229960001736 buprenorphine Drugs 0.000 description 2
- 229940009550 c1 esterase inhibitor Drugs 0.000 description 2
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 2
- 238000012754 cardiac puncture Methods 0.000 description 2
- 230000002612 cardiopulmonary effect Effects 0.000 description 2
- NCEXYHBECQHGNR-UHFFFAOYSA-N chembl421 Chemical compound C1=C(O)C(C(=O)O)=CC(N=NC=2C=CC(=CC=2)S(=O)(=O)NC=2N=CC=CC=2)=C1 NCEXYHBECQHGNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 238000012650 click reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 210000004087 cornea Anatomy 0.000 description 2
- CVSVTCORWBXHQV-UHFFFAOYSA-N creatine Chemical compound NC(=[NH2+])N(C)CC([O-])=O CVSVTCORWBXHQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 2
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 2
- 238000001215 fluorescent labelling Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000002489 hematologic effect Effects 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003090 iliac artery Anatomy 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 229940124644 immune regulator Drugs 0.000 description 2
- 230000008629 immune suppression Effects 0.000 description 2
- 230000001506 immunosuppresive effect Effects 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000010253 intravenous injection Methods 0.000 description 2
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 2
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 2
- 108010013555 lipoprotein-associated coagulation inhibitor Proteins 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 210000003622 mature neutrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229960002140 medetomidine Drugs 0.000 description 2
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- BQJCRHHNABKAKU-KBQPJGBKSA-N morphine Chemical compound O([C@H]1[C@H](C=C[C@H]23)O)C4=C5[C@@]12CCN(C)[C@@H]3CC5=CC=C4O BQJCRHHNABKAKU-KBQPJGBKSA-N 0.000 description 2
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 231100000915 pathological change Toxicity 0.000 description 2
- 230000036285 pathological change Effects 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 229960001412 pentobarbital Drugs 0.000 description 2
- WEXRUCMBJFQVBZ-UHFFFAOYSA-N pentobarbital Chemical compound CCCC(C)C1(CC)C(=O)NC(=O)NC1=O WEXRUCMBJFQVBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000010118 platelet activation Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000000770 proinflammatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 210000002254 renal artery Anatomy 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000012146 running buffer Substances 0.000 description 2
- 238000001542 size-exclusion chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 2
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 2
- 238000012453 sprague-dawley rat model Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 2
- QAXBVGVYDCAVLV-UHFFFAOYSA-N tiletamine Chemical compound C=1C=CSC=1C1(NCC)CCCCC1=O QAXBVGVYDCAVLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010047303 von Willebrand Factor Proteins 0.000 description 2
- 102100036537 von Willebrand factor Human genes 0.000 description 2
- 229960001134 von willebrand factor Drugs 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229960001366 zolazepam Drugs 0.000 description 2
- WRFPVMFCRNYQNR-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyphenylalanine Chemical compound OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1O WRFPVMFCRNYQNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCSKNASZPVZHEG-UHFFFAOYSA-N 3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione;1,4-dioxane-2,5-dione Chemical group O=C1COC(=O)CO1.CC1OC(=O)C(C)OC1=O LCSKNASZPVZHEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001316595 Acris Species 0.000 description 1
- 208000009304 Acute Kidney Injury Diseases 0.000 description 1
- 102000002260 Alkaline Phosphatase Human genes 0.000 description 1
- 108020004774 Alkaline Phosphatase Proteins 0.000 description 1
- 239000000592 Artificial Cell Substances 0.000 description 1
- 208000007204 Brain death Diseases 0.000 description 1
- 108010080422 CD39 antigen Proteins 0.000 description 1
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 208000002177 Cataract Diseases 0.000 description 1
- 208000009084 Cold Injury Diseases 0.000 description 1
- 101710194644 Collectin-11 Proteins 0.000 description 1
- 102100024330 Collectin-12 Human genes 0.000 description 1
- 101710194650 Collectin-12 Proteins 0.000 description 1
- 102100033772 Complement C4-A Human genes 0.000 description 1
- 102100030886 Complement receptor type 1 Human genes 0.000 description 1
- 206010010996 Corneal degeneration Diseases 0.000 description 1
- 208000026292 Cystic Kidney disease Diseases 0.000 description 1
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 1
- JRWZLRBJNMZMFE-UHFFFAOYSA-N Dobutamine Chemical compound C=1C=C(O)C(O)=CC=1CCNC(C)CCC1=CC=C(O)C=C1 JRWZLRBJNMZMFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010024212 E-Selectin Proteins 0.000 description 1
- 101710116102 Ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase 1 Proteins 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010015719 Exsanguination Diseases 0.000 description 1
- 108010080865 Factor XII Proteins 0.000 description 1
- 102000000429 Factor XII Human genes 0.000 description 1
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 description 1
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 description 1
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100024521 Ficolin-2 Human genes 0.000 description 1
- 101710155249 Ficolin-2 Proteins 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 1
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 1
- 229920002683 Glycosaminoglycan Polymers 0.000 description 1
- 206010059399 Graft ischaemia Diseases 0.000 description 1
- 108010022901 Heparin Lyase Proteins 0.000 description 1
- 108010000487 High-Molecular-Weight Kininogen Proteins 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 101000710884 Homo sapiens Complement C4-A Proteins 0.000 description 1
- 101000710883 Homo sapiens Complement C4-B Proteins 0.000 description 1
- 101000856022 Homo sapiens Complement decay-accelerating factor Proteins 0.000 description 1
- 101000727061 Homo sapiens Complement receptor type 1 Proteins 0.000 description 1
- 101000622123 Homo sapiens E-selectin Proteins 0.000 description 1
- 101001024703 Homo sapiens Nck-associated protein 5 Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- YQEZLKZALYSWHR-UHFFFAOYSA-N Ketamine Chemical compound C=1C=CC=C(Cl)C=1C1(NC)CCCCC1=O YQEZLKZALYSWHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090001090 Lectins Proteins 0.000 description 1
- 102000004856 Lectins Human genes 0.000 description 1
- 206010024214 Lenticular opacities Diseases 0.000 description 1
- 101710085938 Matrix protein Proteins 0.000 description 1
- 241000489861 Maximus Species 0.000 description 1
- 101710127721 Membrane protein Proteins 0.000 description 1
- 102000005741 Metalloproteases Human genes 0.000 description 1
- 108010006035 Metalloproteases Proteins 0.000 description 1
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 108010057466 NF-kappa B Proteins 0.000 description 1
- 102000003945 NF-kappa B Human genes 0.000 description 1
- 102100036946 Nck-associated protein 5 Human genes 0.000 description 1
- 102100029438 Nitric oxide synthase, inducible Human genes 0.000 description 1
- 101710089543 Nitric oxide synthase, inducible Proteins 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- 108090000113 Plasma Kallikrein Proteins 0.000 description 1
- 102100027637 Plasma protease C1 inhibitor Human genes 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920001213 Polysorbate 20 Polymers 0.000 description 1
- 208000004880 Polyuria Diseases 0.000 description 1
- 208000004550 Postoperative Pain Diseases 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000288906 Primates Species 0.000 description 1
- 239000004792 Prolene Substances 0.000 description 1
- 101800004937 Protein C Proteins 0.000 description 1
- 102000017975 Protein C Human genes 0.000 description 1
- 108010067787 Proteoglycans Proteins 0.000 description 1
- 102000016611 Proteoglycans Human genes 0.000 description 1
- 206010061927 Pyelocaliectasis Diseases 0.000 description 1
- 206010038423 Renal cyst Diseases 0.000 description 1
- 208000033626 Renal failure acute Diseases 0.000 description 1
- 206010063837 Reperfusion injury Diseases 0.000 description 1
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 1
- 101800001700 Saposin-D Proteins 0.000 description 1
- 206010039897 Sedation Diseases 0.000 description 1
- 241000194017 Streptococcus Species 0.000 description 1
- 208000001871 Tachycardia Diseases 0.000 description 1
- 206010052779 Transplant rejections Diseases 0.000 description 1
- 102000003990 Urokinase-type plasminogen activator Human genes 0.000 description 1
- 108090000435 Urokinase-type plasminogen activator Proteins 0.000 description 1
- 238000001793 Wilcoxon signed-rank test Methods 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 201000011040 acute kidney failure Diseases 0.000 description 1
- 208000012998 acute renal failure Diseases 0.000 description 1
- 230000007059 acute toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000403 acute toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000033289 adaptive immune response Effects 0.000 description 1
- 210000005006 adaptive immune system Anatomy 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000003349 alamar blue assay Methods 0.000 description 1
- 239000012996 alamarblue reagent Substances 0.000 description 1
- 230000003444 anaesthetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000036592 analgesia Effects 0.000 description 1
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 description 1
- 230000003872 anastomosis Effects 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 239000002506 anticoagulant protein Substances 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 210000002403 aortic endothelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 230000004872 arterial blood pressure Effects 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000010455 autoregulation Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- WHRVRSCEWKLAHX-LQDWTQKMSA-N benzylpenicillin procaine Chemical compound [H+].CCN(CC)CCOC(=O)C1=CC=C(N)C=C1.N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C([O-])=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 WHRVRSCEWKLAHX-LQDWTQKMSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000003613 bile acid Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000010876 biochemical test Methods 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 230000023555 blood coagulation Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000011095 buffer preparation Methods 0.000 description 1
- UAIXRPCCYXNJMQ-RZIPZOSSSA-N buprenorphine hydrochlorie Chemical compound [Cl-].C([C@]12[C@H]3OC=4C(O)=CC=C(C2=4)C[C@@H]2[C@]11CC[C@]3([C@H](C1)[C@](C)(O)C(C)(C)C)OC)C[NH+]2CC1CC1 UAIXRPCCYXNJMQ-RZIPZOSSSA-N 0.000 description 1
- IFKLAQQSCNILHL-QHAWAJNXSA-N butorphanol Chemical compound N1([C@@H]2CC3=CC=C(C=C3[C@@]3([C@]2(CCCC3)O)CC1)O)CC1CCC1 IFKLAQQSCNILHL-QHAWAJNXSA-N 0.000 description 1
- 229960001113 butorphanol Drugs 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000007675 cardiac surgery Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000005779 cell damage Effects 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 208000037887 cell injury Diseases 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 208000020832 chronic kidney disease Diseases 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009535 clinical urine test Methods 0.000 description 1
- 230000002595 cold damage Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000942 confocal micrograph Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 229960003624 creatine Drugs 0.000 description 1
- 239000006046 creatine Substances 0.000 description 1
- KAATUXNTWXVJKI-UHFFFAOYSA-N cypermethrin Chemical compound CC1(C)C(C=C(Cl)Cl)C1C(=O)OC(C#N)C1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 KAATUXNTWXVJKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CATTUKBAYDNTEG-UHFFFAOYSA-N dbco-c6-nhs ester Chemical compound C1C2=CC=CC=C2C#CC2=CC=CC=C2N1C(=O)CCCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O CATTUKBAYDNTEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010339 dilation Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000035619 diuresis Effects 0.000 description 1
- 229960001089 dobutamine Drugs 0.000 description 1
- 230000003828 downregulation Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 230000002900 effect on cell Effects 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 208000028208 end stage renal disease Diseases 0.000 description 1
- 201000000523 end stage renal failure Diseases 0.000 description 1
- 210000003989 endothelium vascular Anatomy 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N eosin Chemical compound [Na+].OC(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C(O)=C(Br)C=C21 YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000003889 eye drop Substances 0.000 description 1
- 229940012356 eye drops Drugs 0.000 description 1
- 229950003499 fibrin Drugs 0.000 description 1
- 239000003527 fibrinolytic agent Substances 0.000 description 1
- 230000003480 fibrinolytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000002695 general anesthesia Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001434 glomerular Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000144993 groups of animals Species 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000004 hemodynamic effect Effects 0.000 description 1
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 description 1
- 210000003494 hepatocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000010562 histological examination Methods 0.000 description 1
- 230000013632 homeostatic process Effects 0.000 description 1
- 102000046949 human MSC Human genes 0.000 description 1
- 230000002631 hypothermal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001146 hypoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005934 immune activation Effects 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 230000003053 immunization Effects 0.000 description 1
- 238000002649 immunization Methods 0.000 description 1
- 238000002991 immunohistochemical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003364 immunohistochemistry Methods 0.000 description 1
- 239000003018 immunosuppressive agent Substances 0.000 description 1
- 229940124589 immunosuppressive drug Drugs 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000028709 inflammatory response Effects 0.000 description 1
- 239000003978 infusion fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010255 intramuscular injection Methods 0.000 description 1
- 239000007927 intramuscular injection Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229920000831 ionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 208000012947 ischemia reperfusion injury Diseases 0.000 description 1
- 229940101737 isoflo Drugs 0.000 description 1
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 1
- 229960003299 ketamine Drugs 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000002523 lectin Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 210000003563 lymphoid tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005399 mechanical ventilation Methods 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960005181 morphine Drugs 0.000 description 1
- 230000004660 morphological change Effects 0.000 description 1
- 230000007659 motor function Effects 0.000 description 1
- 238000010172 mouse model Methods 0.000 description 1
- 238000007837 multiplex assay Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 229940087766 mydriacyl Drugs 0.000 description 1
- 208000010125 myocardial infarction Diseases 0.000 description 1
- 230000031978 negative regulation of complement activation Effects 0.000 description 1
- 238000013059 nephrectomy Methods 0.000 description 1
- 210000000885 nephron Anatomy 0.000 description 1
- 230000007658 neurological function Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002577 ophthalmoscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008816 organ damage Effects 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 1
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 210000004303 peritoneum Anatomy 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229920002463 poly(p-dioxanone) polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000622 polydioxanone Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 description 1
- 235000010486 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Nutrition 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 210000003240 portal vein Anatomy 0.000 description 1
- 230000031915 positive regulation of coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000011886 postmortem examination Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 229940095783 procaine benzylpenicillin Drugs 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 229960000856 protein c Drugs 0.000 description 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 1
- 239000003642 reactive oxygen metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000006950 reactive oxygen species formation Effects 0.000 description 1
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 1
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 1
- 230000007115 recruitment Effects 0.000 description 1
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000008327 renal blood flow Effects 0.000 description 1
- 210000002796 renal vein Anatomy 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000008458 response to injury Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229940069575 rompun Drugs 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003118 sandwich ELISA Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 230000036280 sedation Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007974 sodium acetate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000021 stimulant Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 108010010318 streptococcal M protein Proteins 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 108010013480 succinylated gelatin Proteins 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000011477 surgical intervention Methods 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006794 tachycardia Effects 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 229960003766 thrombin (human) Drugs 0.000 description 1
- 229960004523 tiletamine Drugs 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 229910021654 trace metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 description 1
- 238000002627 tracheal intubation Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 229960004791 tropicamide Drugs 0.000 description 1
- 230000003827 upregulation Effects 0.000 description 1
- 210000001635 urinary tract Anatomy 0.000 description 1
- 229960005356 urokinase Drugs 0.000 description 1
- 230000002227 vasoactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000024883 vasodilation Effects 0.000 description 1
- 229940124549 vasodilator Drugs 0.000 description 1
- 239000003071 vasodilator agent Substances 0.000 description 1
- 210000001631 vena cava inferior Anatomy 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
- BPICBUSOMSTKRF-UHFFFAOYSA-N xylazine Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1NC1=NCCCS1 BPICBUSOMSTKRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001600 xylazine Drugs 0.000 description 1
- QYEFBJRXKKSABU-UHFFFAOYSA-N xylazine hydrochloride Chemical compound Cl.CC1=CC=CC(C)=C1NC1=NCCCS1 QYEFBJRXKKSABU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD
Настоящее изобретение в целом относится к обработке органов ex vivo и, в частности, к таким обработкам органов ex vivo, которые способны ингибировать или предотвращать тромбовоспаление и гипотонию, вызванную реперфузией органов.The present invention generally relates to ex vivo organ treatments and, in particular, to those ex vivo organ treatments that are capable of inhibiting or preventing thromboinflammation and hypotension caused by organ reperfusion.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART
Ишемически-реперфузионное (И/Р) повреждение (ИРП) является основным фактором, вносящим вклад в патологию некоторых состояний, включая трансплантацию, тромботические расстройства, сепсис и сердечно-легочное шунтирование, все из которых вызывают тромбовоспаление.Ischemia-reperfusion (I/R) injury (IRI) is a major contributor to the pathology of several conditions, including transplantation, thrombotic disorders, sepsis, and cardiopulmonary bypass, all of which cause thromboinflammation.
На сегодняшний день трансплантация почки является наиболее эффективным лечением для пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности. Несмотря на впечатляющее улучшение результатов лечения по сравнению с внедрением в 1960 г, по-прежнему возникает утрата трансплантата у 25 % пациентов через 5 лет и почти у 50 % - через 10 лет. Основной мишенью для улучшения результатов трансплантации почки является ИРП, поскольку ИРП вызывает острую почечную недостаточность, отсроченную функцию трансплантата и недостаточность отдаленных органов. Иммуносупрессия не влияет в значительной степени на гуморальную врожденную иммунную систему и, следовательно, не уменьшает ИРП. В области трансплантации также есть сложность, связанная с нехваткой органов. Одним вариантом для увеличения донорского пула является более частое использование органов пограничной пригодности, таких как органы из доноров, скончавшихся после смерти сердца. Тем не менее, данные органы также тяжело поражены ИРП.Today, kidney transplantation is the most effective treatment for patients with end-stage renal failure. Despite impressive improvements in treatment outcomes since introduction in 1960, graft loss still occurs in 25% of patients after 5 years and in almost 50% after 10 years. A major target for improving kidney transplant outcomes is IRI, as IRI causes acute renal failure, delayed graft function, and distant organ failure. Immunosuppression does not significantly affect the humoral innate immune system and therefore does not reduce IRI. The field of transplantation also faces the challenge of organ shortages. One option to increase the donor pool is to use organs of marginal suitability more frequently, such as organs from cardiac deceased donors. However, these organs are also severely affected by IRI.
Во время ишемии метаболизм переключается в анаэробное состояние, которое, в конечном счете, приводит к воспалительному состоянию, которое запускается повышенной и пониженной регуляцией множества генов, включая ядерный фактор энхансер легких цепей каппа активированных B-клеток (NF-κB), и посредством него цитокинов, хемокинов и тканевого фактора (TF), но также генов, которые защищают от ишемии, таких как гемоксигеназа 1 (HO-1), индуцируемые гипоксией факторы (HIF) 1 и 2 и нитротирозин. При условиях с нормальным содержанием кислорода поверхность эндотелиальных клеток покрыта отрицательно заряженной “волосатой” сетью, называемой гликокаликсом (GCX), которая содержит сложную сеть протеогликанов, гликозаминогликанов и гликопротеинов, которая содержит противовоспалительные и антикоагулянтные белки, чтобы гарантировать микрососудистый гомеостаз и предотвратить тромбовоспаление. Более того, толстый GCX защищает поверхность клетки и молекулы адгезии, такие как молекула межклеточной адгезии 1 (ICAM-1), молекула адгезии сосудистого эндотелия 1 (VCAM-1) и E-селектин, тем самым предотвращая привлечение лейкоцитов и тромбоцитов к поверхности эндотелия. GCX очень чувствителен к окислительному стрессу и вызванному ишемией структурному повреждению, что часто приводит к быстрой утрате покрытия GCX. Это вызывается экспрессией гепариназы и металлопротеиназы в выстилке эндотелиальных клеток, что приводит к расщеплению и разрушению GCX, который защищает эндотелиальные клетки от атаки врожденной иммунной системы. GCX содержит множество факторов роста, таких как фактор роста гепатоцитов (HGF) и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), которые при этом высвобождаются во время распада GCX. Это также будет приводить к тому, что регуляторы систем комплемента, свертывания и контактов будут высвобождаться с поверхности клетки. Такие регуляторы представляют собой, например, антитромбин (AT), белок C, ингибитор пути тканевого фактора (TFPI), C4b-связывающий белок (C4BP), фактор H и C1-ингибитор (C1-INH), в результате чего поверхность эндотелиальных клеток будет не защищена от атак системами комплемента, свертывания и контактов. Наконец, если ишемия затягивается, запасы аденозинтрифосфата (АТФ) исчерпываются, приводя к апоптозу и некрозу.During ischemia, metabolism switches to an anaerobic state, which ultimately leads to an inflammatory state that is triggered by the up- and down-regulation of multiple genes, including nuclear factor kappa light chain enhancer of activated B cells (NF-κB), and through it cytokines , chemokines and tissue factor (TF), but also genes that protect against ischemia, such as heme oxygenase 1 (HO-1), hypoxia-inducible factors (HIF) 1 and 2, and nitrotyrosine. Under normal oxygen conditions, the surface of endothelial cells is covered with a negatively charged “hairy” network called the glycocalyx (GCX), which contains a complex network of proteoglycans, glycosaminoglycans and glycoproteins that contains anti-inflammatory and anticoagulant proteins to ensure microvascular homeostasis and prevent thrombinflammation. Moreover, thick GCX protects the cell surface and adhesion molecules such as intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1), vascular endothelial adhesion molecule 1 (VCAM-1) and E-selectin, thereby preventing the recruitment of leukocytes and platelets to the endothelial surface. GCX is very sensitive to oxidative stress and ischemia-induced structural damage, which often results in rapid loss of GCX coating. It is caused by the expression of heparinase and metalloproteinase in the lining of endothelial cells, which leads to the cleavage and destruction of GCX, which protects endothelial cells from attack by the innate immune system. GCX contains many growth factors, such as hepatocyte growth factor (HGF) and vascular endothelial growth factor (VEGF), which are released during the breakdown of GCX. This will also cause complement, coagulation and contact regulators to be released from the cell surface. Such regulators are, for example, antithrombin (AT), protein C, tissue factor pathway inhibitor (TFPI), C4b-binding protein (C4BP), factor H and C1-inhibitor (C1-INH), resulting in the endothelial cell surface being not protected from attack by the complement, coagulation and contact systems. Finally, if ischemia is prolonged, adenosine triphosphate (ATP) stores are depleted, leading to apoptosis and necrosis.
Реперфузия ишемического органа вызывает процесс восстановления, но изначально он запускает губительное повреждение органа вследствие патологических изменений, уже вызванных ишемией. Быстрая оксигенация создает повреждения, включая образование активных форм кислорода (АФК), и незащищенная поверхность эндотелия запускает разрушительную активацию систем комплемента и контактов. При трансплантации экспрессированный коллектин-11/12 (CL-11/12) в трансплантате почки распознает ишемические клетки и способствует активации комплемента посредством лектинового пути (LP). Также другие распознающие молекулы, такие как связывающий маннозу лектин (MBL) и фиколин-2, пути LP были связаны с активацией комплемента. Доказательством активации комплемента служит депонирование C4d на эндотелиальных клетках в сочетании с депонированием мембраноатакующего комплекса (MAC) в околососудистой паренхиме, свидетельствующее о повреждении клеток в данных областях. Запущенное повышенной экспрессией TF и активацией системы контактов, депонирование фибрина показывает, что задействована система свертывания. В комбинации с активацией комплемента, повышенной экспрессией и воздействием фактора фон Виллебранда (vWF) с последующим связыванием и активацией тромбоцитов и полиморфоядерных нейтрофилов (ПМН) с поверхностью эндотелия вызывается тромбовоспаление. Большая часть этого тромбовоспаления запускается продуцированными локально факторами комплемента, что было явно продемонстрировано в модели трансплантации почки у мышей, в которой нокаут C3 защищал трансплантированный орган от отторжения.Reperfusion of an ischemic organ induces a repair process, but initially it triggers detrimental damage to the organ due to pathological changes already caused by ischemia. Rapid oxygenation creates damage, including the formation of reactive oxygen species (ROS), and the unprotected endothelial surface triggers destructive activation of the complement and junction systems. During transplantation, expressed collectin-11/12 (CL-11/12) in the kidney graft recognizes ischemic cells and promotes complement activation through the lectin pathway (LP). Also other recognition molecules such as mannose binding lectin (MBL) and ficolin-2 LP pathways have been associated with complement activation. Evidence of complement activation is the deposition of C4d on endothelial cells in combination with the deposition of membrane attack complex (MAC) in the perivascular parenchyma, indicating cell damage in these areas. Triggered by increased TF expression and activation of the junction system, fibrin deposition indicates that the coagulation system is involved. In combination with complement activation, increased expression and exposure to von Willebrand factor (vWF) with subsequent binding and activation of platelets and polymorphonuclear neutrophils (PMN) to the endothelial surface, thromboinflammation is caused. Much of this thromboinflammation is triggered by locally produced complement factors, as was clearly demonstrated in a mouse model of kidney transplantation in which C3 knockout protected the transplanted organ from rejection.
Реперфузия трансплантированного органа также связана с гемодинамической нестабильностью после реперфузии. Данный феномен, который ранее был описан как постреперфузионный синдром (ПРС), впервые был описан у реципиентов трансплантата печени, которые испытывали сильную гемодинамическую нестабильность после реперфузии трансплантата печени. Тем не менее, данный феномен также наблюдали у реципиентов трансплантата почки и поджелудочной железы, которые часто страдают от моментальной гемодинамической нестабильности после реперфузии. В результате, быстрое снижение системного артериального давления приводит к нарушению перфузии трансплантата и продлению тепловой ишемии трансплантата. Данные пациенты могут страдать от отсроченной функции трансплантата, повышенного риска отторжения и преждевременной утраты трансплантата.Reperfusion of a transplanted organ is also associated with hemodynamic instability after reperfusion. This phenomenon, previously described as post-reperfusion syndrome (PRS), was first described in liver transplant recipients who experienced severe hemodynamic instability after liver graft reperfusion. However, this phenomenon has also been observed in kidney and pancreas transplant recipients, who often suffer from immediate hemodynamic instability after reperfusion. As a result, a rapid decrease in systemic blood pressure leads to impaired graft perfusion and prolongation of warm ischemia of the graft. These patients may suffer from delayed graft function, increased risk of rejection, and premature graft loss.
Амфифильный полимер полиэтиленгликоль-фосфолипид (конъюгированный с ПЭГ-фосфолипид, или просто ПЭГ-фосфолипид) спонтанно внедряется в липидный бислой мембраны клеток посредством гидрофобных взаимодействий [1, 2]. Более того, создание ПЭГ-фосфолипидом искусственного слоя на поверхности клетки может ослабить мгновенную опосредованную кровью воспалительную реакцию (IBMIR) и продлить как выживаемость, так и функцию островков после инфузии в воротную вену у мышей с диабетом [3, 6].The amphiphilic polymer polyethylene glycol-phospholipid (conjugated to PEG-phospholipid, or simply PEG-phospholipid) spontaneously inserts into the lipid bilayer of the cell membrane through hydrophobic interactions [1, 2]. Moreover, the creation of an artificial cell surface layer by PEG-phospholipid can attenuate the immediate blood-mediated inflammatory response (IBMIR) and prolong both islet survival and function after portal vein infusion in diabetic mice [3, 6].
Ранее было показано, что ПЭГ-фосфолипид, конъюгированный с регуляторами врожденного иммунитета, такими как апираза и фактор H, защищает клетки и поверхности материала от атаки врожденной иммунной системой in vitro [4, 5].PEG phospholipid conjugated to innate immune regulators such as apyrase and factor H has previously been shown to protect cells and material surfaces from attack by the innate immune system in vitro [4, 5].
Тем не менее, существует потребность в улучшениях применительно к трансплантации органов.However, there is a need for improvements in organ transplantation.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Главной целью является создание улучшений применительно к трансплантации органов.The main goal is to create improvements in organ transplantation.
Данная и другие цели удовлетворяются вариантами реализации, описанными в данной заявке.This and other objectives are satisfied by the embodiments described in this application.
Настоящее изобретение определяется независимыми пунктами формулы изобретения. Дополнительные варианты реализации настоящего изобретения определяются зависимыми пунктами формулы изобретения.The present invention is defined by independent claims. Additional embodiments of the present invention are defined by the dependent claims.
Способ лечения ex vivo органа или части органа включает инфузию ex vivo раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, в сосудистую систему органа или части органа. Указанный способ также включает инкубацию ex vivo раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, в сосудистой системе, чтобы обеспечить покрытие по меньшей мере части эндотелиальной выстилки сосудистой системы молекулами ПЭГ-фосфолипида, при этом выдерживая орган или часть органа погруженными в раствор для консервации органов, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида.A method of ex vivo treatment of an organ or part of an organ includes ex vivo infusion of a solution containing PEG-phospholipid molecules into the vascular system of the organ or part of an organ. The method also includes ex vivo incubation of a solution containing PEG-phospholipid molecules in the vascular system to ensure that at least a portion of the endothelial lining of the vasculature is coated with PEG-phospholipid molecules while maintaining the organ or part of an organ immersed in the organ preservation solution containing PEG phospholipid molecules.
В соответствии с настоящим изобретением также предложен ПЭГ-фосфолипид для применения для ингибирования или предотвращения гипотонии, связанной с реперфузией, развившейся после реперфузии трансплантата органа в субъекте-реципиенте.The present invention also provides a PEG phospholipid for use in inhibiting or preventing reperfusion-associated hypotension that develops following organ transplant reperfusion in a recipient subject.
В трансплантате органа ex vivo, обработанном молекулами ПЭГ-фосфолипида, наблюдали значительно меньшее тромбовоспаление по сравнению с необработанными контрольными трансплантатами органов, судя по уровням в плазме маркеров свертывания, таких как TAT, и маркеров комплемента, таких как C3a и sC5b-9. Также экспрессия цитокинов, в частности, IL-6 и IL-1β, значительно подавлялась в обработанных ПЭГ-фосфолипидом трансплантатах органов. Функционирование органа улучшалось в обработанных ПЭГ-фосфолипидом трансплантатах органов. В обработанных ПЭГ-фосфолипидом трансплантатах органов также выявили сниженное депонирование маркеров комплемента, таких как C3b и MAC, и экспрессию C5aR. Весьма неожиданно, но значимо с медицинской точки зрения, влияние обработки ex vivo трансплантата органа молекулами ПЭГ-фосфолипида было таким, что такая обработка ПЭГ-фосфолипидом была способна снизить губительное падение артериального давления у реципиента, которое часто связано с реперфузией трансплантата органа. Более того, после 4 суток обработка ПЭГ-фосфолипидом была способна снизить повышение количества зависимых от T-клеток цитокинов IL-4 и IL-12, которые связаны с активацией приобретенного иммунного ответа.In an organ transplantex vivo, processed PEG phospholipid molecules observed significantly less thromboinflammation compared with untreated control organ transplants, as assessed by plasma levels of coagulation markers such as TAT and complement markers such as C3a and sC5b-9. Also, the expression of cytokines, particularly IL-6 and IL-1β, was significantly suppressed in PEG-phospholipid-treated organ transplants. Organ function was improved in PEG-phospholipid-treated organ transplants. PEG-phospholipid-treated organ transplants also showed reduced deposition of complement markers such as C3b and MAC, and expression of C5aR. Quite unexpected, but significant from a medical point of view, the effect of treatmentex vivo organ transplant with PEG-phospholipid molecules was such that such PEG-phospholipid treatment was able to reduce the detrimental drop in recipient blood pressure that is often associated with organ transplant reperfusion. Moreover, after 4 days, treatment with PEG-phospholipid was able to reduce the increase in T-cell-dependent cytokines IL-4 and IL-12, which are associated with activation of the acquired immune response.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУРBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Варианты реализации вместе с дополнительными их объектами и преимуществами, лучше всего будут понятны при обращении к следующему описанию вместе с сопроводительными фигурами, на которых:The embodiments, together with their additional objects and advantages, will be best understood by reference to the following description in conjunction with the accompanying figures, in which:
На фиг. 1 схематически показан механизм гидрофобного взаимодействия молекулы ПЭГ-липида с липидными бислоями мембран клеток.In fig. Figure 1 schematically shows the mechanism of hydrophobic interaction of a PEG-lipid molecule with lipid bilayers of cell membranes.
На фиг. 2A - 2C проиллюстрировано влияние различных функциональных групп ПЭГ-фосфолипида на свертывание крови (фиг. 2A) и комплемент (фиг. 2B и 2C), когда покрытые мезенхимальные стволовые клетки (МСК) анализировали в модели петли Чендлера in vitro по сравнению с контролем (непокрытыми клетками).In fig. 2A - 2C illustrate the effects of different PEG phospholipid functional groups on blood coagulation (Figure 2A) and complement (Figures 2B and 2C) when coated mesenchymal stem cells (MSCs) were assayed in an in vitro Chandler loop model compared to controls (uncoated cells).
На фиг. 3 показана концентрация жидкой фазы в течение 60 мин во время перфузии 25 мл 2 мг/мл FITC-ПЭГ-фосфолипида. Кругами обозначено без подсоединенной почки и квадратами обозначено с подсоединенной почкой. Рассчитанное поглощение ПЭГ-фосфолипида составляло 76 %.In fig. Figure 3 shows the concentration of the liquid phase over 60 minutes during perfusion of 25 ml of 2 mg/ml FITC-PEG phospholipid. Circles indicate without a connected kidney and squares indicate with a connected kidney. The calculated absorption of PEG phospholipid was 76%.
На фиг. 4A - 4F проиллюстрированы биоптаты, извлеченные из контрольных и обработанных почек в момент времени 5 мин (фиг. 4A: контроль, фиг. 4B: обработанный), 60 мин (фиг. 4C: контроль, фиг. 4D: обработанный) и 360 мин (фиг. 4E: контроль, фиг. 4F: обработанный) после реперфузии. Почки подвергали перфузии раствором биотин-ПЭГ-фосфолипид и подтверждение покрытия эндотелия почки ПЭГ-фосфолипидом осуществляли путем контрастного окрашивания стрептавидином-488. Срезы анализировали с помощью конфокальной микроскопии.In fig. 4A - 4F illustrate biopsies extracted from control and treated kidneys at time points of 5 minutes (Figure 4A: control, Figure 4B: treated), 60 minutes (Figure 4C: control, Figure 4D: treated) and 360 minutes ( Fig. 4E: control, Fig. 4F: treated) after reperfusion. The kidneys were perfused with a biotin-PEG-phospholipid solution, and confirmation of coverage of the renal endothelium with PEG-phospholipid was achieved by counterstaining with streptavidin-488. Sections were analyzed using confocal microscopy.
На фиг. 5A - 5E проиллюстрирована активация комплемента в модели кратковременной аллогенной трансплантации почки свиньи. Депонирование фиг. 5A C3a, фиг. 5B sC5b-9, фиг. 5C C4d, фиг. 5D C3b и фиг. 5E MAC из плазмы в биоптатах из почки. Квадраты и столбики со стрелками обозначают обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки и круги и столбики без стрелок обозначают необработанный контроль. * p<0,05; ** p<0,01; *** p<0,001; **** p<0,0001.In fig. 5A - 5E illustrate complement activation in a short-term porcine allogeneic kidney transplantation model. Deposition of Fig. 5A C3a, fig. 5B sC5b-9, fig. 5C C4d, fig. 5D C3b and FIG. 5E MAC from plasma in kidney biopsies. Squares and bars with arrows indicate PEG-phospholipid-treated buds and circles and bars without arrows indicate untreated control. * p<0.05; **p<0.01; *** p<0.001; ****p<0.0001.
На фиг. 6A - 6D проиллюстрирована активация свертывания в модели кратковременной аллогенной трансплантации почки. Фиг. 6A TAT, фиг. 6B TF, фиг. 6C FXII/AT и фиг. 6D FXII/C1INH в плазме. Квадраты обозначают обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки и круги обозначают необработанный контроль. * p<0,05; ** p<0,01; *** p<0,001.In fig. 6A - 6D illustrate coagulation activation in a short-term allogeneic kidney transplantation model. Fig. 6A TAT, fig. 6B TF, fig. 6C FXII/AT and FIG. 6D FXII/C1INH in plasma. Squares indicate PEG-phospholipid-treated buds and circles indicate untreated control. * p<0.05; **p<0.01; *** p<0.001.
На фиг. 7A - 7C проиллюстрирована концентрация провоспалительных цитокинов в модели кратковременной аллогенной трансплантации почки. Фиг. 7A IL-1β, фиг. 7B IL-6 и фиг. 7C TNF в плазме. Квадраты обозначают обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки и круги обозначают необработанный контроль. * p<0,05; ** p<0,01.In fig. 7A - 7C illustrate the concentration of pro-inflammatory cytokines in a short-term allogeneic kidney transplantation model. Fig. 7A IL-1β, FIG. 7B IL-6 and FIG. 7C TNF in plasma. Squares indicate PEG-phospholipid-treated buds and circles indicate untreated control. * p<0.05; **p<0.01.
На фиг. 8A - 8C проиллюстрирована активация комплемента и свертывания в модели долговременной аллогенной трансплантации почки. Фиг. 8A C3a, фиг. 8B sC5b-9 и фиг. 8C TAT в плазме. Квадраты обозначают обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки и круги обозначают необработанный контроль. * p<0,05; ** p<0,01.In fig. 8A - 8C illustrate complement activation and coagulation in a long-term allogeneic kidney transplantation model. Fig. 8A C3a, fig. 8B sC5b-9 and FIG. 8C TAT in plasma. Squares indicate PEG-phospholipid-treated buds and circles indicate untreated control. * p<0.05; **p<0.01.
На фиг. 9A - 9L проиллюстрирована концентрация цитокинов/хемокинов в модели долговременной аллогенной трансплантации почки. Фиг. 9A INFγ, фиг. 9B IL-1β, фиг. 9C IL-1α, фиг. 9D IL-1R, фиг. 9E IL-2, фиг. 9F IL-4, фиг. 9G IL-6, фиг. 9H, IL-10, фиг. 9I IL-8, фиг. 9J IL-12, фиг. 9K IL-18 и фиг. 9L TNF в плазме. Квадраты обозначают обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки и круги обозначают необработанный контроль.In fig. 9A - 9L illustrate the concentration of cytokines/chemokines in a long-term allogeneic kidney transplantation model. Fig. 9A INFγ, FIG. 9B IL-1β, FIG. 9C IL-1α, FIG. 9D IL-1R, FIG. 9E IL-2, FIG. 9F IL-4, FIG. 9G IL-6, FIG. 9H, IL-10, Fig. 9I IL-8, FIG. 9J IL-12, Fig. 9K IL-18 and Fig. 9L TNF in plasma. Squares indicate PEG-phospholipid-treated buds and circles indicate untreated control.
На фиг. 10A и 10B проиллюстрирована функциональная оценка обработанной ПЭГ-фосфолипидом почки в модели кратковременной (фиг. 10A) и долговременной (фиг. 10B) аллогенной трансплантации почки. На фиг. 10A оценивали диурез и на фиг. 10B измеряли уровни креатинина. Квадраты обозначают обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки и круги обозначают необработанный контроль. * p<0,05.In fig. 10A and 10B illustrate functional evaluation of a PEG-phospholipid-treated kidney in a short-term (FIG. 10A) and long-term (FIG. 10B) allogeneic kidney transplantation model. In fig. 10A assessed diuresis and FIG. 10B measured creatinine levels. Squares indicate PEG-phospholipid-treated buds and circles indicate untreated control. *p<0.05.
На фиг. 11 показана функциональная оценка в отношении компенсаторного повышения частоты пульса сразу после реперфузии у свиней, которым трансплантировали обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки, по сравнению с животными, которым трансплантировали контрольные почки, в моделях долговременной аллогенной трансплантации почки. * p<0,05.In fig. 11 shows a functional assessment of the compensatory increase in heart rate immediately after reperfusion in pigs transplanted with PEG-phospholipid-treated kidneys compared with animals transplanted with control kidneys in long-term allogeneic kidney transplantation models. *p<0.05.
На фиг. 12 показано макроскопическое патоморфологическое исследование почек свиньи после (1) сбора, (2) статической гипотермической перфузии и (3) перфузии ПЭГ-фосфолипидом.In fig. Figure 12 shows gross pathological examination of porcine kidneys after (1) collection, (2) static hypothermic perfusion, and (3) PEG-phospholipid perfusion.
На фиг. 13 показано сохранение молекул ПЭГ-фосфолипида с различными длинами субъединицы ПЭГ (1 кДа - круги, 5 кДа - квадраты и 40 кДа - треугольники) при использовании клеток CCRF-CEM.In fig. 13 shows the retention of PEG phospholipid molecules with different PEG subunit lengths (1 kDa circles, 5 kDa squares and 40 kDa triangles) using CCRF-CEM cells.
На фиг. 14 показан синтез [68Ga]NO2A-пропилазида.In fig. 14 shows the synthesis of [ 68 Ga]NO2A-propyl azide.
На фиг. 15 показан синтез 68Ga-NO2A-ПЭГ-липида.In fig. 15 shows the synthesis of 68 Ga-NO2A-PEG lipid.
На фиг. 16A и 16B проиллюстрированы значения TAT и значения креатинина в плазме после инкубации почек свиньи в течение 24 часов в дополненном ПЭГ-фосфолипидом растворе HTK (обработанные) или только в растворе HTK (контроль) при 4°C.In fig. 16A and 16B illustrate TAT values and plasma creatinine values after incubating porcine kidneys for 24 hours in PEG-phospholipid-supplemented HTK solution (treated) or HTK solution alone (control) at 4°C.
На фиг. 17A - 17D проиллюстрирована активация комплемента и свертывания и уровни креатинина в модели долговременной аллогенной трансплантации почки: TAT (фиг. 17A), C3a (фиг. 17B), sC5b-9 (фиг. 17C) и креатинин (фиг. 17D) в плазме. Линии с квадратами обозначают обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки и линии с кругами обозначают необработанный контроль. * p<0,05.In fig. 17A - 17D illustrate complement and coagulation activation and creatinine levels in a long-term allogeneic kidney transplant model: TAT (FIG. 17A), C3a (FIG. 17B), sC5b-9 (FIG. 17C) and creatinine (FIG. 17D) in plasma. Lines with squares indicate PEG-phospholipid-treated buds and lines with circles indicate untreated control. *p<0.05.
На фиг. 18A - 18G проиллюстрирована концентрация цитокинов/хемокинов в модели долговременной аллогенной трансплантации почки: IL-1β (фиг. 18A), IL-2 (фиг. 18B), IL-4 (фиг. 18C), IL-6 (фиг. 18D), IL-8 (фиг. 18E), IL-10 (фиг. 18F) и TNF (фиг. 18G) в плазме. Квадраты обозначают обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки и круги обозначают необработанный контроль. * p<0,05.In fig. 18A - 18G illustrate the concentration of cytokines/chemokines in a long-term allogeneic kidney transplant model: IL-1β (Fig. 18A), IL-2 (Fig. 18B), IL-4 (Fig. 18C), IL-6 (Fig. 18D) , IL-8 (Fig. 18E), IL-10 (Fig. 18F) and TNF (Fig. 18G) in plasma. Squares indicate PEG-phospholipid-treated buds and circles indicate untreated control. *p<0.05.
На фиг. 19 показано поглощение 5 кДа ПЭГ-липида и 40 кДа ПЭГ-липида после инфузии молекул ПЭГ-липида в почки из четырех различных свиней, причем одну почку использовали для 5 кДа ПЭГ-липида, а другую - для 40 кДа ПЭГ-липида. Почки подвергали перфузии раствором FITC-ПЭГ-фосфолипид и визуализировали подтверждение покрытия эндотелия и паренхимы почки ПЭГ-фосфолипидом. Срезы анализировали с помощью конфокальной микроскопии.In fig. 19 shows the uptake of 5 kDa PEG-lipid and 40 kDa PEG-lipid after infusion of PEG-lipid molecules into kidneys from four different pigs, one kidney being used for 5 kDa PEG-lipid and the other for 40 kDa PEG-lipid. Kidneys were perfused with FITC-PEG-phospholipid solution, and confirmation of PEG-phospholipid coverage of the renal endothelium and parenchyma was visualized. Sections were analyzed using confocal microscopy.
На фиг. 20 показана возможность смешивать молекулы ПЭГ-липид с тремя широко применяемыми жидкостями для перфузии (HTK, IGL-1 и UW). Не наблюдали преципитацию в любой из данных смесей при концентрации ПЭГ-липида 2 мг/мл.In fig. 20 shows the ability to mix PEG-lipid molecules with three commonly used perfusion fluids (HTK, IGL-1 and UW). No precipitation was observed in any of these mixtures at a PEG-lipid concentration of 2 mg/ml.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
В настоящем изобретении в целом предложена обработка органов ex vivo и, в частности, такая обработка органов ex vivo, которая способна лечить, ингибировать или предотвращать тромбовоспаление, которое предшествует активации адаптивной иммунной системы и гипотонии, вызванной реперфузией органов.The present invention generally provides ex vivo organ treatments and, in particular, ex vivo organ treatments that are capable of treating, inhibiting or preventing thromboinflammation that precedes activation of the adaptive immune system and hypotension caused by organ reperfusion.
Способ ex vivo согласно настоящему изобретению приводит к существенным улучшениям в трансплантации органов и обработке органов, обеспечивая защитное экранирование или покрытие эндотелиальной выстилки или эндотелия сосудистой системы и паренхимы таких органов или частей таких органов. Данное защитное покрытие формирует эффективную защиту от тромбовоспаления и вредного воздействия ишемически-реперфузионного (И/Р) повреждения (ИРП).The ex vivo method of the present invention results in significant improvements in organ transplantation and organ processing by providing protective shielding or coating of the endothelial lining or endothelium of the vascular system and the parenchyma of such organs or portions of such organs. This protective coating provides effective protection against thrombus inflammation and the harmful effects of ischemia-reperfusion (I/R) injury (IRI).
Гликокаликс необходим для обеспечения микрососудистого гемостаза и предотвращения тромбовоспаления. Этот гликокаликс, тем не менее, очень чувствителен к окислительному стрессу и вызванному ишемией повреждению. Следовательно, защитное покрытие гликокаликсом быстро утрачивается во время ишемии, которая возникает в связи со сбором органов и консервацией органов in vitro. После того, как трансплантат органа был трансплантирован и подвергнут реперфузии, запускается процесс восстановления, который начинает губительное повреждение трансплантата органа вследствие отсутствия или повреждения гликокаликса. Следовательно, активируется система комплемента и контактов. Тромбоциты поглощаются и лейкоциты становятся активированными и инфильтрируют трансплантат органа. Вследствие активации данных систем продуцируются цитокины, в конечном счете приводящие к гибели клеток и утрате трансплантата или отсроченной функции трансплантата. Такое губительное повреждение трансплантата органа представляет собой тромбовоспаление, которое, главным образом, запускается гуморальной врожденной иммунной системой, которая преимущественно состоит из каскадных систем крови, т.е., системы комплемента, контакта/свертывания крови и фибринoлитической системы. Активация данных систем впоследствии вызывает активацию эндотелиальных клеток, лейкоцитов и тромбоцитов, в конечном итоге приводящую к тромботическим и воспалительным реакциям.Glycocalyx is necessary to ensure microvascular hemostasis and prevent thromboinflammation. This glycocalyx is, however, very sensitive to oxidative stress and ischemia-induced damage. Consequently, the protective coating of the glycocalyx is rapidly lost during ischemia that occurs in association with organ harvesting and in vitro organ preservation. Once an organ graft has been transplanted and reperfused, a repair process is initiated that begins detrimental damage to the organ graft due to missing or damaged glycocalyx. Consequently, the complement and contact systems are activated. The platelets are taken up and the white blood cells become activated and infiltrate the organ graft. Due to activation of these systems, cytokines are produced, ultimately leading to cell death and graft loss or delayed graft function. This detrimental injury to an organ transplant is thromboinflammation, which is primarily triggered by the humoral innate immune system, which primarily consists of the blood cascade systems, i.e., the complement, contact/coagulation, and fibrinolytic systems. Activation of these systems subsequently causes activation of endothelial cells, leukocytes and platelets, ultimately leading to thrombotic and inflammatory reactions.
Как показано в данной заявке, путем обработки ex vivo органа или части органа молекулами полиэтиленгликоля-фосфолипида (ПЭГ-фосфолипида), орган или часть органа можно защитить от тромбовоспаления. Следовательно, молекулы ПЭГ-фосфоpлипида способны связываться с мембранами клеток эндотелиальной выстилки сосудистой системы органа или части органа и посредством этого компенсировать утрату гликокаликса. Следовательно, молекулы ПЭГ-фосфолипида образуют защитное покрытие эндотелия, которое ингибирует или по меньшей мере значительно уменьшает вредное воздействие тромбовоспаления, включая более низкие уровни свертывания крови и активации комплемента, подавление экспрессии цитокинов и общее улучшение функции трансплантата.As shown herein, by ex vivo treatment of an organ or part of an organ with polyethylene glycol phospholipid (PEG-phospholipid) molecules, the organ or part of an organ can be protected from thromboinflammation. Consequently, PEG phospholipid molecules are able to bind to the membranes of the cells of the endothelial lining of the vascular system of an organ or part of an organ and thereby compensate for the loss of the glycocalyx. Consequently, the PEG phospholipid molecules form a protective coating on the endothelium that inhibits or at least significantly reduces the deleterious effects of thromboinflammation, including lower levels of coagulation and complement activation, suppression of cytokine expression, and overall improvement in graft function.
В частности, обработка ex vivo органа молекулами ПЭГ-фосфолипида приводила к значительному снижению количества цитокинов, например, специфических для T-клеток цитокинов, включая интерлейкин 4 (IL-4) и IL-12. В необработанных контрольных органах наблюдался высокий уровень таких цитокинов в течение нескольких дней после трансплантации, который оказывал отрицательное влияние на продолжение иммунизации и будущее подавление иммунитета. Следовательно, покрытие эндотелия молекулами ПЭГ-фосфолипида ингибирует вызванные цитокинами эффекты и повреждения органа или части органа после трансплантации, а также улучшает результат подавления иммунитета после трансплантации.In particular, ex vivo treatment of the organ with PEG-phospholipid molecules resulted in a significant reduction in cytokines, such as T cell-specific cytokines including interleukin 4 (IL-4) and IL-12. Untreated control organs exhibited high levels of such cytokines for several days after transplantation, which had a negative impact on continued immunization and future immune suppression. Therefore, coating the endothelium with PEG-phospholipid molecules inhibits cytokine-induced effects and damage to an organ or part of an organ after transplantation, and also improves the outcome of immune suppression after transplantation.
Другим весьма неожиданным эффектом, достигнутым путем обработки ex vivo органов или частей органов молекулами ПЭГ-фосфолипида, было лечение, ингибирование или предотвращение гемодинамической нестабильности с повышенной частотой пульса и гипотонией, связанной с реперфузией, развившейся после реперфузии трансплантата органа. Такая гипотония, связанная с трансплантацией, может привести к плохой перфузии, органной недостаточности и даже привести к смерти пациента. Гипотония вызывается, когда трансплантат органа соединяют с сосудистой системой пациента и тем самым подвергают реперфузии. Лечение такой гипотонии на сегодняшний день является важной задачей при трансплантации органов, поскольку если гипотония не может быть вылечена, то существует значительный риск смерти пациента во время трансплантации. Тем не менее, путем обработки ex vivo трансплантата органа перед трансплантацией молекулами ПЭГ-фосфолипида гипотонию можно предотвратить или по меньшей мере значительно ингибировать или уменьшить. Следовательно, риск вызванных гипотонией повреждений, связанных с трансплантацией органов, снижается при применении молекул ПЭГ-фосфолипида согласно настоящему изобретению. Молекулы ПЭГ-фосфолипида согласно настоящему изобретению, следовательно, пригодны для лечения, предотвращения и/или ингибирования постреперфузионного синдрома (ПРС).Another very unexpected effect achieved by ex vivo treatment of organs or parts of organs with PEG phospholipid molecules was the treatment, inhibition or prevention of hemodynamic instability with increased heart rate and reperfusion-associated hypotension that developed after organ transplant reperfusion. This transplant-associated hypotension can lead to poor perfusion, organ failure, and even lead to patient death. Hypotension is caused when an organ graft is connected to the patient's vascular system and thereby subjected to reperfusion. Treatment of such hypotension is currently an important task in organ transplantation, since if hypotension cannot be treated, then there is a significant risk of death of the patient during transplantation. However, by ex vivo treatment of the organ graft prior to transplantation with PEG phospholipid molecules, hypotension can be prevented or at least significantly inhibited or reduced. Therefore, the risk of hypotension-induced injury associated with organ transplantation is reduced with the use of the PEG phospholipid molecules of the present invention. The PEG phospholipid molecules of the present invention are therefore useful for the treatment, prevention and/or inhibition of post-reperfusion syndrome (PRS).
В конкретном аспекте настоящего изобретения, следовательно, предложен способ обработки ex vivo органа или части органа. Указанный способ включает инфузию ex vivo раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, в сосудистую систему, и необязательно в паренхиму, органа или части органа. Указанный способ также включает инкубацию ex vivo раствора, содержащего молекулу ПЭГ-фосфолипида, в сосудистой системе, и необязательно в паренхиме, чтобы обеспечить покрытие по меньшей мере части эндотелиальной выстилки сосудистой системы, и предпочтительно паренхимы, молекулами ПЭГ-фосфолипида, при этом выдерживая орган или часть органа погруженными в раствор для консервации органов, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида.In a particular aspect of the present invention, therefore, a method is provided for treating an organ or part of an organ ex vivo . The method involves ex vivo infusion of a solution containing PEG phospholipid molecules into the vascular system, and optionally into the parenchyma, organ or part of an organ. The method also includes incubating an ex vivo solution containing a PEG phospholipid molecule in the vascular system, and optionally in the parenchyma, to ensure that at least a portion of the endothelial lining of the vascular system, and preferably the parenchyma, is coated with the PEG phospholipid molecules while exposing the organ or part of an organ immersed in an organ preservation solution containing PEG-phospholipid molecules.
Таким образом, способ ex vivo включает введение молекул ПЭГ-фосфолипида в сосудистую систему органа или части органа и обеспечение возможности молекулам ПЭГ-фосфолипида там взаимодействовать и связываться с мембранами клеток эндотелия и паренхимы. На фиг. 1 схематически показан данный принцип с молекулами ПЭГ-фосфолипида, гидрофобно взаимодействующими с мембраной липидного бислоя эндотелия, чтобы тем самым заякорить или прикрепить молекулы ПЭГ-фосфолипида к клеточной мембране через фосфолипидную группу.Thus, the ex vivo method involves introducing PEG phospholipid molecules into the vascular system of an organ or part of an organ and allowing the PEG phospholipid molecules there to interact and bind to the membranes of endothelial and parenchyma cells. In fig. 1 schematically illustrates this principle with PEG phospholipid molecules hydrophobically interacting with the membrane of the endothelial lipid bilayer to thereby anchor or attach the PEG phospholipid molecules to the cell membrane through the phospholipid group.
Взаимодействие между молекулами ПЭГ-фосфолипида и липидным бислоем мембраны эндотелия и необязательно паренхимы, такой как паренхима почки в случае почки, происходит ex vivo в то время как орган или часть органа погружена или залита раствором для консервации органов, содержащим молекулы ПЭГ-фосфолипида. Экспериментальные данные, представленные в данной заявке, свидетельствуют о том, что выдерживание органа погруженным в раствор для консервации органов, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида, приводит к значительно меньшей активации системы каскада и экспрессии цитокинов по сравнению с выдерживанием органа или части органа погруженным только в раствор для консервации органов, в котором отсутствуют молекулы ПЭГ-фосфолипида, даже если сосудистая система, и необязательно паренхима, органа или части органа покрыта молекулами ПЭГ-фосфолипида.The interaction between the PEG-phospholipid molecules and the lipid bilayer of the membrane of the endothelium and optionally the parenchyma, such as the renal parenchyma in the case of the kidney, occurs ex vivo while the organ or part of an organ is immersed or bathed in an organ preservation solution containing the PEG-phospholipid molecules. The experimental data presented in this application indicate that keeping an organ immersed in an organ preservation solution containing PEG-phospholipid molecules leads to significantly less activation of the cascade system and cytokine expression compared to keeping the organ or part of an organ immersed in the solution alone for organ preservation in which there are no PEG-phospholipid molecules, even if the vascular system, and optionally the parenchyma, of an organ or part of an organ is coated with PEG-phospholipid molecules.
Следовательно, для того чтобы добиться эффективной обработки ex vivo органов или частей органов, сосудистую систему, и необязательно паренхиму, органа или части органа нужно привести в контакт с молекулами ПЭГ-фосфолипида и орган или часть органа нужно погрузить в раствор для консервации органов, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида. Антитромбовоспалительный эффект такой обработки ex vivo значительно улучшен по сравнению с инфузией ex vivo только раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, в сосудистую систему, и необязательно в паренхиму, органа или части органа. В действительности, антитромбовоспалительные эффекты обработки ex vivo согласно настоящему изобретению уже были вызваны во время периода холодовой ишемии, когда орган или часть органа держали погруженной в раствор для консервации органов, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида, т.е., еще до реперфузии органа или части органа.Therefore, in order to achieve efficient processingex vivo organs or parts of organs, the vascular system, and optionally the parenchyma of an organ or part of an organ must be brought into contact with PEG phospholipid molecules and the organ or part of an organ must be immersed in an organ preservation solution containing PEG phospholipid molecules. Antithromboinflammatory effect of such treatmentex vivo significantly improved compared to infusionex vivo only a solution containing PEG-phospholipid molecules into the vascular system, and optionally into the parenchyma, organ or part of an organ. In fact, the antithromboinflammatory effects of the treatmentex vivo according to the present invention have already been induced during a period of cold ischemia when the organ or organ part is kept immersed in an organ preservation solution containing PEG phospholipid molecules, i.e., even before reperfusion of the organ or organ part.
В конкретном варианте реализации сначала осуществляют инфузию ex vivo в орган или часть органа раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, в сосудистую систему, и необязательно в паренхиму, органа или части органа. Такая инфузия ex vivo предпочтительно происходит как можно раньше после эксплантации и удаления органа или части органа из организма донора. Подвергнутый перфузии орган или часть органа затем погружают в раствор для консервации органов, содержащий ПЭГ-фосфолипид, и выдерживают в нем, предпочтительно при пониженной температуре, такой как приблизительно 4°C, что обсуждается далее в данной заявке.In a specific embodiment, a solution containing PEG phospholipid molecules is first infused ex vivo into an organ or organ portion into the vascular system, and optionally into the parenchyma, organ, or organ portion. Such ex vivo infusion preferably occurs as soon as possible after explantation and removal of the organ or part of an organ from the donor's body. The perfused organ or portion of an organ is then immersed in and maintained in an organ preservation solution containing PEG phospholipid, preferably at a reduced temperature, such as approximately 4° C., as discussed later in this application.
В другом конкретном варианте реализации орган или часть органа сначала погружают в раствор для консервации органов, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида, а затем раствор, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида, вводят путем инфузии ex vivo в сосудистую систему, и необязательно в паренхиму, органа или части органа. Такую инфузию ex vivo можно осуществить при выдерживании органа или части органа погруженными в раствор для консервации органов, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида. В качестве альтернативы, орган или часть органа временно удаляют из раствора для консервации органов для осуществления инфузии ex vivo, а затем помещают обратно в раствор для консервации органов, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида.In another specific embodiment, the organ or part of an organ is first immersed in an organ preservation solution containing PEG-phospholipid molecules, and then the solution containing PEG-phospholipid molecules is infused ex vivo into the vascular system, and optionally into the parenchyma, organ or part organ. Such ex vivo infusion can be accomplished by keeping the organ or part of an organ immersed in an organ preservation solution containing PEG phospholipid molecules. Alternatively, the organ or part of an organ is temporarily removed from the organ preservation solution for ex vivo infusion and then placed back into the organ preservation solution containing the PEG phospholipid molecules.
В одном варианте реализации указанный способ также включает инфузию ex vivo раствора для консервации органов в сосудистую систему, чтобы вымыть несвязавшиеся молекулы ПЭГ-фосфолипида из сосудистой системы. Следовательно, несвязавшиеся молекулы ПЭГ-фосфолипида предпочтительно вымывают на одном или множестве, т.е., на по меньшей мере двух, этапах промывки, применяя раствор для консервации органов.In one embodiment, the method also includes infusing an ex vivo organ preservation solution into the vascular system to flush unbound PEG phospholipid molecules from the vascular system. Therefore, unbound PEG phospholipid molecules are preferably washed away in one or multiple, ie at least two, washing steps using the organ preservation solution.
Такой раствор для консервации органов также можно применять для промывки сосудистой системы органа или части органа перед инфузией раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, на одном или множестве этапах промывки. В таком варианте реализации указанный способ также включает инфузию ex vivo раствора для консервации органов в сосудистую систему перед инфузией ex vivo раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, в сосудистую систему. Предварительная инфузия раствора для консервации органов перед добавлением молекул ПЭГ-фосфолипида промоет сосудистую систему органа или части органа, чтобы тем самым облегчить эффективное покрытие эндотелия молекулами ПЭГ-фосфолипида.Such an organ preservation solution may also be used to flush the vasculature of an organ or part of an organ prior to infusion of a solution containing PEG phospholipid molecules in one or multiple flushing steps. In such an embodiment, the method also includes infusion of an ex vivo organ preservation solution into the vascular system prior to infusion of an ex vivo solution containing PEG phospholipid molecules into the vascular system. Pre-infusion of an organ preservation solution prior to the addition of PEG-phospholipid molecules will flush the vasculature of the organ or part of an organ to thereby facilitate effective coating of the endothelium with PEG-phospholipid molecules.
В одном варианте реализации инфузия ex vivo раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, включает установку ex vivo зажима на одну из артерии и вены сосудистой системы. В данный вариант реализации также входит инфузия ex vivo раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, в другую из артерии и вены и установка зажима ex vivo на другую из артерии и вены.In one embodiment, the infusionex vivo solution containing PEG-phospholipid molecules includes the installationex vivo clamp on one of the arteries and veins of the vascular system. This embodiment also includes infusionex vivo solution containing PEG-phospholipid molecules into the other from the artery and vein and installing a clampex vivoon the other from an artery and a vein.
Следовательно, в одном варианте реализации на вену (или артерию) сосудистой системы органа или части органа сначала устанавливают зажим, чтобы предотвратить вытекание раствора, который нужно добавить, из сосудистой системы. Раствор с молекулами ПЭГ-фосфолипида добавляют в артерию (или вену) сосудистой системы и на данную артерию (или вену) затем устанавливают зажим, чтобы предотвратить вытекание раствора, который нужно добавить, из сосудистой системы. Следовательно, входящие и выходящие кровеносные сосуды сосудистой системы органа или части органа закрывают путем установки зажима, чтобы тем самым сохранить раствор, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида, внутри сосудистой системы и посредством этого обеспечить связь молекул ПЭГ-фосфолипида с эндотелием сосудистой системы.Therefore, in one embodiment, a clamp is first placed on a vein (or artery) of the vascular system of an organ or part of an organ to prevent the solution to be added from flowing out of the vascular system. A solution containing PEG phospholipid molecules is added to an artery (or vein) of the vascular system and a clamp is then placed on the artery (or vein) to prevent the solution to be added from leaking out of the vascular system. Consequently, the incoming and outgoing blood vessels of the vascular system of an organ or part of an organ are closed by installing a clamp to thereby retain the solution containing the PEG phospholipid molecules within the vascular system and thereby ensure the communication of the PEG phospholipid molecules with the endothelium of the vascular system.
В другом варианте реализации раствор с молекулами ПЭГ-фосфолипида вводят путем инфузии в артерию (или вену) сосудистой системы органа или части органа до тех пор, пока указанный раствор не появится в вене (или артерии) органа или части органа. Это подтверждает, что раствор с молекулами ПЭГ-фосфолипида заполнил сосудистую систему. В этот момент на артерию и вену устанавливают зажим.In another embodiment, a solution containing PEG phospholipid molecules is infused into an artery (or vein) of the vascular system of an organ or part of an organ until the solution appears in a vein (or artery) of the organ or part of an organ. This confirms that the solution with PEG-phospholipid molecules filled the vascular system. At this point, a clamp is placed on the artery and vein.
Раствор, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида, можно добавить либо через вену, либо через артерию. В конкретном варианте реализации раствор вводят путем инфузии в артерию. В таком конкретном варианте реализации затем предпочтительно осуществляют необязательную исходную установку зажима на вену сосудистой системы.A solution containing PEG phospholipid molecules can be added either through a vein or an artery. In a specific embodiment, the solution is administered by infusion into an artery. In such a particular embodiment, the optional initial installation of the clamp onto the vein of the vascular system is then preferably performed.
Варианты реализации с установкой зажима, описанные выше, в частности, пригодны, когда раствор, который вводят путем инфузии ex vivo в сосудистую систему, отличен от раствора для консервации органов, в который погружен орган или часть органа, и/или молекулы ПЭГ-фосфолипида, содержащиеся в растворе, отличны от молекул ПЭГ-фосфолипида, содержащихся в растворе для консервации органов. В других случаях не требуется установка зажима, поскольку затем будут вводить путем инфузии ex vivo тот же содержащий ПЭГ-фосфолипид раствор для консервации органов, что и раствор, в который погружен орган или часть органа.The clamp embodiments described above are particularly useful when the solution to be infused ex vivo into the vascular system is different from the organ preservation solution in which the organ or part of an organ and/or the PEG phospholipid molecule is immersed. contained in the solution are different from the PEG-phospholipid molecules contained in the organ preservation solution. In other cases, the clamp will not be required because the same PEG-phospholipid containing organ preservation solution will then be infused ex vivo as the solution in which the organ or part of the organ is immersed.
Раствор, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида, предпочтительно инкубируют ex vivo в сосудистой системе в течение периода времени от 10 минут до 48 часов, чтобы обеспечить гидрофобное взаимодействие молекул ПЭГ-фосфолипида с мембранами клеток эндотелия и, тем самым, покрыть по меньшей мере часть сосудистой системы органа или части органа. Инкубацию ex vivo предпочтительно осуществляют в течение от 20 минут до 36 часов и более предпочтительно от 30 минут до 24 часов, например, от 30 минут до 12 часов, до 8 часов, до 4 часов или до 1 часа.The solution containing the PEG phospholipid molecules is preferably incubated ex vivo in the vascular system for a period of time from 10 minutes to 48 hours to ensure hydrophobic interaction of the PEG phospholipid molecules with the endothelial cell membranes and thereby coat at least a portion of the vascular system organ or part of an organ. Ex vivo incubation is preferably carried out for from 20 minutes to 36 hours and more preferably from 30 minutes to 24 hours, for example from 30 minutes to 12 hours, up to 8 hours, up to 4 hours or up to 1 hour.
Количество раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, которое вводят путем инфузии в сосудистую систему, зависит от типа органа и размера органа (взрослого/ребенка). Как правило, объем раствора должен быть достаточным, чтобы заполнить сосудистую систему органа. В большинстве практических применений в сосудистую систему вводят путем инфузии ex vivo от 5 мл до 250 мл раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида. В предпочтительном варианте реализации от 5 мл до 100 мл и предпочтительно от 5 мл до 50 мл раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, вводят путем инфузии ex vivo в сосудистую систему.The amount of solution containing PEG-phospholipid molecules that is administered by infusion into the vascular system depends on the type of organ and the size of the organ (adult/child). As a rule, the volume of solution should be sufficient to fill the vascular system of the organ. In most practical applications, 5 ml to 250 ml of a solution containing PEG phospholipid molecules is administered into the vascular system by ex vivo infusion. In a preferred embodiment, from 5 ml to 100 ml and preferably from 5 ml to 50 ml of the solution containing the PEG phospholipid molecules is administered by ex vivo infusion into the vascular system.
В одном варианте реализации раствор содержит от 0,25 мг/мл до 25 мг/мл молекул ПЭГ-фосфолипида. В предпочтительном варианте реализации раствор содержит от 0,25 мг/мл до 10 мг/мл, предпочтительно от 0,25 мг/мл до 5 мг/мл, например, 2 мг/мл молекул ПЭГ-фосфолипида.In one embodiment, the solution contains from 0.25 mg/ml to 25 mg/ml PEG phospholipid molecules. In a preferred embodiment, the solution contains from 0.25 mg/ml to 10 mg/ml, preferably from 0.25 mg/ml to 5 mg/ml, for example 2 mg/ml PEG phospholipid molecules.
Описанные выше концентрации молекул ПЭГ-фосфолипида также можно использовать для раствора для консервации органов, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида.The concentrations of PEG phospholipid molecules described above can also be used for an organ preservation solution containing PEG phospholipid molecules.
Согласно настоящему изобретению, раствор, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида, инкубируют ex vivo в сосудистой системе, при этом выдерживая орган или часть органа погруженными или залитыми раствором для консервации органов, содержащим молекулы ПЭГ-фосфолипида. Кроме того, орган или часть органа предпочтительно также держат при температуре выше 0°C, но ниже 8°C, предпочтительно выше 0°C, но равной или ниже 6°C, и более предпочтительно выше 0°C, но равной или ниже 4°C.According to the present invention, a solution containing PEG-phospholipid molecules is incubated ex vivo in the vascular system while keeping the organ or part of an organ submerged or flooded with an organ preservation solution containing PEG-phospholipid molecules. In addition, the organ or part of an organ is also preferably kept at a temperature above 0°C but below 8°C, preferably above 0°C but equal to or below 6°C, and more preferably above 0°C but equal to or below 4 °C.
В данном варианте реализации орган или часть органа погружают в раствор для консервации органов, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида, во время инкубации, когда молекулам ПЭГ-фосфолипида позволяют взаимодействовать и связываться с мембранами клеток эндотелия в сосудистой системе. Орган или часть органа предпочтительно также держат в холоде, т.е., при температуре, близкой, но выше 0°C.In this embodiment, the organ or part of an organ is immersed in an organ preservation solution containing PEG phospholipid molecules during incubation where the PEG phospholipid molecules are allowed to interact and bind to the membranes of endothelial cells in the vascular system. The organ or part of the organ is preferably also kept cold, i.e. at a temperature close to but above 0°C.
Согласно настоящему изобретению, орган или часть органа держат погруженными в раствор для консервации органов, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида.According to the present invention, an organ or part of an organ is kept immersed in an organ preservation solution containing PEG phospholipid molecules.
Было показано, что теоретическая идеальная температура для консервации органов составляет 4°C - 8°C. Тогда как более высокие температуры приводят к гипоксическому повреждению органа вследствие не достаточно эффективного снижения метаболизма, более низкие температуры, чем 4°C, повышают риск холодового повреждения с денатурацией белка.The theoretical ideal temperature for organ preservation has been shown to be 4°C - 8°C. While higher temperatures lead to hypoxic organ damage due to insufficient metabolic reduction, temperatures lower than 4°C increase the risk of cold injury with protein denaturation.
На сегодняшний день в золотом стандарте консервации донорских органов при трансплантации органов в клинике применяется три пластиковых пакета и холодильная камера. Первый пластиковый пакет содержит сам орган, погруженный в раствор для консервации органов. Данный первый пластиковый пакет помещают во второй пластиковый пакет, заполненный солевым раствором, а затем данные два пластиковых пакета помещают в третий пластиковый пакет, заполненный солевым раствором, который затем помещают в холодильную камеру. Доступны и могут применяться более совершенные устройства для консервации органов для хранения органов в среде с контролируемой температурой, такие как системы для транспортировки Sherpa Pak™ от Paragonix Technologies, Inc., Waves от Waters Medical Systems, системы для транспортировки LifePort от Organ Recovery Systems, и т.д.Today, the gold standard for preserving donor organs during organ transplantation in the clinic uses three plastic bags and a refrigerator. The first plastic bag contains the organ itself, immersed in an organ preservation solution. This first plastic bag is placed in a second plastic bag filled with saline solution, and then these two plastic bags are placed in a third plastic bag filled with saline solution, which is then placed in a refrigerator. More advanced organ preservation devices are available and can be used to store organs in a temperature-controlled environment, such as Sherpa Pak™ transport systems from Paragonix Technologies, Inc., Waves from Waters Medical Systems, LifePort transport systems from Organ Recovery Systems, and etc.
Раствор, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида, может представлять собой солевой раствор, водный буферный раствор или раствор для консервации органов.The solution containing the PEG phospholipid molecules may be a saline solution, an aqueous buffer solution, or an organ preservation solution.
Типичные, но неограничивающие примеры водных буферных растворов, которые можно применять, включают фосфатно-солевой буферный раствор (ФБР) и цитратный раствор.Typical but non-limiting examples of aqueous buffer solutions that can be used include phosphate buffered saline (PBS) and citrate solution.
Раствор для консервации органов, который можно применять для инфузии молекул ПЭГ-фосфолипида и/или промывки сосудистой системы органа или части органа до или после инфузии ex vivo молекул ПЭГ-фосфолипида и/или в который орган или часть органа можно погрузить, можно выбрать из известных растворов для консервации органов. Типичные, но неограничивающие примеры таких растворов для консервации органов включают раствор гистидин-триптофан-кетоглутарат (HTK), цитратный раствор, раствор университета Висконсина (UW), раствор Коллинза, раствор Цельсиор, раствор университета Киото и раствор института Джордж-Лопез-1 (IGL-1).An organ preservation solution that can be used to infuse PEG-phospholipid molecules and/or flush the vascular system of an organ or part of an organ before or after ex vivo infusion of PEG-phospholipid molecules and/or into which an organ or part of an organ can be immersed can be selected from known solutions for organ preservation. Typical but non-limiting examples of such organ preservation solutions include histidine tryptophan ketoglutarate (HTK) solution, citrate solution, University of Wisconsin (UW) solution, Collins solution, Celsior solution, Kyoto University solution, and Institute George Lopez-1 (IGL) solution. -1).
Экспериментальные данные, представленные в данной заявке, показали, что молекулы ПЭГ-фосфолипида легко поддаются смешиванию с растворами для консервации органов без какой-либо преципитации (фиг. 20).Experimental data presented in this application showed that PEG-phospholipid molecules are easily mixed with organ preservation solutions without any precipitation (Fig. 20).
В одном варианте реализации молекулы ПЭГ-фосфолипида представляют собой нефункционализированные молекулы ПЭГ-фосфолипида, состоящие из ПЭГ-фосфолипидов. Следовательно, в данном варианте реализации молекулы ПЭГ-фосфолипида не содержат никаких функциональных групп. Это соответствует наличию R, соответствующего CH2 или H на фиг. 1.In one embodiment, the PEG phospholipid molecules are non-functionalized PEG phospholipid molecules composed of PEG phospholipids. Therefore, in this embodiment, the PEG phospholipid molecules do not contain any functional groups. This corresponds to the presence of R corresponding to CH 2 or H in FIG. 1.
В другом варианте реализации молекулы ПЭГ-фосфолипида представляют собой функционализованные молекулы ПЭГ-фосфолипида, содержащие соответствующую функционализированную молекулу, присоединенную к ПЭГ молекул ПЭГ-фосфолипида.In another embodiment, the PEG phospholipid molecules are functionalized PEG phospholipid molecules comprising a corresponding functionalized molecule attached to a PEG of the PEG phospholipid molecules.
В дополнительном варианте реализации раствор содержит смесь нефункционализированных молекул ПЭГ-фосфолипида, состоящих из ПЭГ-фосфолипидов, и функционализированных молекул ПЭГ-фосфолипида, содержащих соответствующую функционализированную молекулу, присоединенную к ПЭГ молекул ПЭГ-фосфолипида.In a further embodiment, the solution contains a mixture of non-functionalized PEG phospholipid molecules consisting of PEG phospholipids and functionalized PEG phospholipid molecules containing a corresponding functionalized molecule attached to the PEG of the PEG phospholipid molecules.
В конкретных вариантах реализации, включающих только функционализованные молекулы ПЭГ-фосфолипида или смесь функционализированных и нефункционализированных молекул ПЭГ-фосфолипида, функционализированную молекулу предпочтительно выбирают из группы, состоящей из ингибитора комплемента, ингибитора свертывания крови, ингибитора тромбоцитов, молекулы, способной связывать ингибитор комплемента, молекулы, способной связывать ингибитор свертывания крови, молекулы, способной связывать ингибитор тромбоцитов, и их смеси.In particular embodiments comprising only functionalized PEG phospholipid molecules or a mixture of functionalized and non-functionalized PEG phospholipid molecules, the functionalized molecule is preferably selected from the group consisting of a complement inhibitor, a blood clotting inhibitor, a platelet inhibitor, a molecule capable of binding a complement inhibitor, a molecule, a molecule capable of binding a blood clotting inhibitor, a molecule capable of binding a platelet inhibitor, and mixtures thereof.
Типичные, но неограничивающие примеры ингибиторов комплемента включают Фактор H; C4b-связывающий белок (C4BP); от 4 до 6 N-концевых коротких консенсусных повторов (SCR) рецептора комплемента 1 (CR1), также известного как рецептор C3b/C4b или кластер дифференцировки 35 (CD35); регуляторный белок комплемента CD46 (CD46), также известный как мембранный кофакторный белок (MCP); и ускоряющий распад комплемента фактор (DAF), также известный как CD55.Exemplary but non-limiting examples of complement inhibitors include Factor H; C4b-binding protein (C4BP); 4 to 6 N-terminal short consensus repeats (SCRs) of complement receptor 1 (CR1), also known as C3b/C4b receptor or cluster of differentiation 35 (CD35); complement regulatory protein CD46 (CD46), also known as membrane cofactor protein (MCP); and complement decay accelerating factor (DAF), also known as CD55.
Типичный, но неограничивающий пример ингибиторов свертывания крови включает гепарин.A typical but non-limiting example of blood clotting inhibitors includes heparin.
Типичный, но неограничивающий пример ингибитора тромбоцитов представляет собой расщепляющий аденозиндифосфат (АДФ) фермент, такой как апираза и эктонуклеозидтрифосфатдифосфогидролаза-1 (НТФДаза 1), также известная как CD39.A typical but non-limiting example of a platelet inhibitor is an adenosine diphosphate (ADP) cleaving enzyme such as apyrase and ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase 1 (NTPDase 1), also known as CD39.
Типичные, но неограничивающие примеры молекулы, способной связывать ингибитор комплемента, представляют собой связывающий Фактор H пептид, такой как 5C6, описанный в [4]; и связывающий C4BP пептид, такой как происходящий из белка M Streptococcus пептид M2-N, M4-N или M22-N, описанный в [5]Representative but non-limiting examples of a molecule capable of binding a complement inhibitor are Factor H binding peptide such as 5C6 described in [4]; and a C4BP binding peptide such as the Streptococcus M protein-derived peptide M2-N, M4-N or M22-N described in [5]
Типичный, но неограничивающий пример молекулы, способной связывать ингибитор свертывания крови, представляет собой связывающий гепарин пептид, такой как описанный в [7].A typical but non-limiting example of a molecule capable of binding a coagulation inhibitor is a heparin binding peptide such as described in [7].
Следовательно, в одном варианте реализации функционализированная молекула выбрана из группы, состоящей из связывающего гепарин пептида, от 4 до 6 N-концевых SCR CR1, CD46, DAF, связывающей Фактор H молекулы, расщепляющего АДФ фермента и их смеси.Therefore, in one embodiment, the functionalized molecule is selected from the group consisting of a heparin binding peptide, 4 to 6 N-terminal SCRs CR1, CD46, DAF, a Factor H binding molecule, an ADP-cleaving enzyme, and mixtures thereof.
В конкретном варианте реализации функционализированная молекула выбрана из группы, состоящей из пептида 5C6, апиразы, CD39, C4B и их смеси.In a specific embodiment, the functionalized molecule is selected from the group consisting of 5C6 peptide, apyrase, CD39, C4B, and a mixture thereof.
В одном варианте реализации молекулы ПЭГ-фосфолипида имеют формулу (I) или формулу (II):In one embodiment, the PEG phospholipid molecules have formula (I) or formula (II):
В одном варианте реализации n, m представляют собой целые числа, независимо выбранные в диапазоне от 10 до 16. Параметры n, m предпочтительно независимо представляют собой 10, 12, 14 или 16, и более предпочтительно n = m = 14.In one embodiment, n, m are integers independently selected from 10 to 16. The parameters n, m are preferably independently selected as 10, 12, 14, or 16, and more preferably n = m = 14.
В одном варианте реализации p выбирают таким образом, что цепь ПЭГ имеет среднюю молекулярную массу, выбранную в диапазоне от 1 000 Да до 40 000 Да. Параметр p предпочтительно выбирают таким образом, что цепь ПЭГ имеет среднюю молекулярную массу от 3 000 до 10 000 Да и более предпочтительно 5 000 Да.In one embodiment, p is selected such that the PEG chain has an average molecular weight selected in the range of 1,000 Da to 40,000 Da. The parameter p is preferably chosen such that the PEG chain has an average molecular weight of from 3,000 to 10,000 Da, and more preferably 5,000 Da.
Средняя молекулярная масса, согласно определению в данной заявке, указывает на то, что отдельные молекулы ПЭГ-фосфолипида могут иметь молекулярную массу, отличную от данной средней молекулярной массы, но что средняя молекулярная масса представляет собой среднее значение молекулярных масс молекул ПЭГ-фосфолипида. Это дополнительно подразумевает, что будет естественное распределение молекулярных масс около данной средней молекулярной массы у образца ПЭГ-фосфолипида.Average molecular weight, as defined herein, indicates that individual PEG phospholipid molecules may have a molecular weight different from this average molecular weight, but that the average molecular weight represents the average of the molecular weights of the PEG phospholipid molecules. This further implies that there will be a natural distribution of molecular weights around a given average molecular weight of the PEG phospholipid sample.
Концевая группа R представляет собой, в конкретном варианте реализации, H, CH2, NH2, малеимидную группу, биотиновую группу, стрептавидиновую группу, авидиновую группу или функционализированную молекулу. В случае функционализированной молекулы, ее предпочтительно выбирают из группы, состоящей из ингибитора комплемента, ингибитора свертывания крови, ингибитора тромбоцитов, молекулы, способной связывать ингибитор комплемента, молекулы, способной связывать ингибитор свертывания крови, молекулы, способной связывать ингибитор тромбоцитов, и их смеси.The terminal group R is, in a particular embodiment, H, CH 2 , NH 2 , a maleimide group, a biotin group, a streptavidin group, an avidin group, or a functionalized molecule. In the case of a functionalized molecule, it is preferably selected from the group consisting of a complement inhibitor, a blood clotting inhibitor, a platelet inhibitor, a molecule capable of binding a complement inhibitor, a molecule capable of binding a blood clotting inhibitor, a molecule capable of binding a platelet inhibitor, and mixtures thereof.
Цепи жирных кислот молекулы ПЭГ-фосфолипида могут быть насыщенными. По меньшей мере одна или обе цепи жирных кислот, в качестве альтернативы, могут быть ненасыщенными, т.е., содержать по меньшей мере одну группу -CH=CH-, по меньшей мере одну группу -C≡C- или их комбинацию. Каждая цепь жирной кислоты может быть прямой или разветвленной.The fatty acid chains of the PEG phospholipid molecule can be saturated. At least one or both fatty acid chains may alternatively be unsaturated, ie, contain at least one -CH=CH- group, at least one -C≡C- group, or a combination thereof. Each fatty acid chain can be straight or branched.
Молекулы ПЭГ-фосфолипида, которые вводят ex vivo путем инфузии в сосудистую систему, и необязательно паренхиму, органа или части органа, могут быть того же типа, что и молекулы ПЭГ-фосфолипида, содержащиеся в растворе для консервации органов, погруженными в который держат орган или часть органа. В другом варианте реализации можно применять различные типы молекул ПЭГ-фосфолипида в растворе, который вводят ex vivo путем инфузии в сосудистую систему, и необязательно в паренхиму, органа или части органа, по сравнению с раствором для консервации органов, погруженными в который держат орган или часть органа. Например, размер цепи ПЭГ может быть различным у молекул ПЭГ-фосфолипида, причем размер цепи ПЭГ молекул ПЭГ-фосфолипида выбирают таким образом, чтобы он достиг целевого размера для сосудистой системы, и необязательно паренхимы, органа или части органа. На фиг. 19 показано, что размер цепи ПЭГ ограничивает части сосудистой системы и паренхимы, которых могут достигнуть молекулы ПЭГ-фосфолипида. В частности, молекулы ПЭГ-фосфолипида размером 5 кДа могут достигнуть более обширных частей сосудистой системы и паренхимы по сравнению с более крупными молекулами ПЭГ-фосфолипида размером 40 кДа.The PEG phospholipid molecules that are administered ex vivo by infusion into the vascular system, and optionally the parenchyma, organ or part of an organ, may be of the same type as the PEG phospholipid molecules contained in the organ preservation solution, immersed in which the organ is held or part of an organ. In another embodiment, different types of PEG phospholipid molecules can be used in a solution that is administered ex vivo by infusion into the vascular system, and optionally into the parenchyma, organ or organ part, as compared to an organ preservation solution immersed in which the organ or part is kept organ. For example, the PEG chain size may vary among PEG phospholipid molecules, with the PEG chain size of the PEG phospholipid molecules being selected to achieve the target size for the vascular system, and optionally parenchyma, organ, or portion of an organ. In fig. 19 shows that the size of the PEG chain limits the portions of the vasculature and parenchyma that PEG phospholipid molecules can reach. In particular, 5 kDa PEG phospholipid molecules can reach larger parts of the vasculature and parenchyma compared to larger 40 kDa PEG phospholipid molecules.
Следовательно, в конкретном варианте реализации молекулы ПЭГ-фосфолипида, содержащиеся в растворе, который вводят путем инфузии ex vivo в сосудистую систему, и необязательно паренхиму, органа или части органа, могут иметь отличный средний размер цепи ПЭГ по сравнению молекулами ПЭГ-фосфолипида, содержащимися в растворе для консервации органов, в который погружен орган или часть органа.Therefore, in a particular embodiment, the PEG phospholipid molecules contained in a solution that is administered by ex vivo infusion into the vascular system, and optionally the parenchyma, organ, or portion of an organ, may have a different average PEG chain size compared to the PEG phospholipid molecules contained in organ preservation solution in which an organ or part of an organ is immersed.
В качестве альтернативы или дополнения, молекулы ПЭГ-фосфолипида в растворе для инфузии ex vivo и молекулы ПЭГ-фосфолипида в растворе для консервации органов могут содержать различные функциональные группы, т.е., концевые группы R в формуле (I) и (II).Alternatively or in addition, the PEG phospholipid molecules in the ex vivo infusion solution and the PEG phospholipid molecules in the organ preservation solution may contain different functional groups, ie, R terminal groups in formula (I) and (II).
Способ ex vivo согласно настоящему изобретению можно применять по отношению к любому органу, или части органа, содержащему сосудистую систему, и который можно применять в качестве трансплантируемого органа, т.е., трансплантировать реципиенту. Типичные, но неограничивающие примеры таких органов включают почку, печень, поджелудочную железу, сердце, легкое, матку, мочевой пузырь, тимус и кишечник.The ex vivo method of the present invention can be applied to any organ, or part of an organ, containing a vascular system and which can be used as a transplantable organ, ie, transplanted into a recipient. Typical but non-limiting examples of such organs include the kidney, liver, pancreas, heart, lung, uterus, bladder, thymus and intestines.
В конкретном варианте реализации орган представляет собой почку. В данном конкретном варианте реализации инкубация ex vivo раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, в сосудистой системе позволяет покрытие не только эндотелия почки сосудистой системы почки, но и предпочтительно также канальцев паренхимы почки молекулами ПЭГ-фосфолипида. Таким образом, экспериментальные данные представленные в данной заявке, показывают, что молекулы ПЭГ-фосфолипида равномерно распределялись в околоканальцевых сосудах, клубочках и канальцах почки при инъекции ex vivo раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, через остаток аорты.In a specific embodiment, the organ is a kidney. In this particular embodiment, ex vivo incubation of a solution containing PEG-phospholipid molecules in the vasculature allows coating of not only the renal endothelium of the renal vasculature, but preferably also the tubules of the renal parenchyma with PEG-phospholipid molecules. Thus, the experimental data presented in this application show that PEG-phospholipid molecules were evenly distributed in the peritubular vessels, glomeruli and tubules of the kidney upon ex vivo injection of a solution containing PEG-phospholipid molecules through the aortic remnant.
Экспериментальные данные, представленные в данной заявке, показали, что у обработанных ПЭГ-фосфолипидом трансплантатов органов было значительно меньше тромбовоспаления по сравнению с необработанными контрольными трансплантатами органов, судя по уровням в плазме маркеров свертывания, таких как TAT, и маркеров комплемента, таких как C3a и sC5b-9. Также экспрессия цитокинов, в частности, IL-6 и IL-1β, значительно подавлялась в обработанных ПЭГ-фосфолипидом трансплантатах органов. Функционирование органа улучшалось в обработанных ПЭГ-фосфолипидом трансплантатах органов. В обработанных ПЭГ-фосфолипидом трансплантатах органов также выявили сниженное депонирование маркеров комплемента, таких как C3b и мембраноатакующие комплексы, и экспрессию C5aR.Experimental data presented herein showed that PEG-phospholipid-treated organ transplants had significantly less thromboinflammation compared with untreated control organ transplants, as measured by plasma levels of coagulation markers such as TAT and complement markers such as C3a and sC5b-9. Also, the expression of cytokines, particularly IL-6 and IL-1β, was significantly suppressed in PEG-phospholipid-treated organ transplants. Organ function was improved in PEG-phospholipid-treated organ transplants. PEG-phospholipid-treated organ transplants also showed reduced deposition of complement markers, such as C3b and membrane attack complexes, and expression of C5aR.
Таким образом, покрытие ex vivo трансплантатов органов молекулами ПЭГ-фосфолипида защищает от вызванного И/Р тромбовоспаления, что свидетельствует о том, что оно эффективно против повреждения И/Р при трансплантации в клинике.In summary, ex vivo coating of organ transplants with PEG phospholipid molecules protects against I/R-induced thromboinflammation, suggesting that it is effective against I/R injury during transplantation in the clinic.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения предложен ПЭГ-фосфолипид для применения для лечения, ингибирования или предотвращения гипотонии, связанной с реперфузией, развившейся после реперфузии трансплантата органа.In a further aspect of the present invention, a PEG phospholipid is provided for use in treating, inhibiting or preventing reperfusion-associated hypotension following organ transplant reperfusion.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен ПЭГ-фосфолипид для применения для лечения, ингибирования или предотвращения ПРС.In another aspect of the present invention, a PEG phospholipid is provided for use in treating, inhibiting or preventing PRS.
Осложнением во время и незамедлительно, обычно до 24 часов, после трансплантации органов является значительное падение артериального давления после реперфузии трансплантата органа в реципиенте. Такое гемодинамическое изменение у реципиента может в тяжелых случаях приводить к ишемии в органах реципиента и в пересаженном трансплантате, вызывающей повреждение любого из данных органов и даже гибель пациента, если лечение не успешно.A complication during and immediately, usually up to 24 hours, after organ transplantation is a significant drop in blood pressure after reperfusion of the organ graft into the recipient. This hemodynamic change in the recipient can, in severe cases, lead to ischemia in the recipient's organs and in the transplanted graft, causing damage to any of these organs and even death of the patient if treatment is not successful.
Наблюдаемая защита ПЭГ-фосфолипидом от сосудистой нестабильности может быть следствием ингибирования системы контакта/калликреина. Неожиданно обнаружили, что система контакта/калликреина активировалась после реперфузии. Система контакта/калликреина генерировала брадикинин - высоковазоактивный пептид, который вызывает вазодилатацию и повышенную проницаемость, приводящую к гипотонии, которая вызывает компенсаторную тахикардию. При оперативном вмешательстве снижение артериального давления лечат фармацевтическими веществами и жидкостями, тем не менее, может возникнуть опасная для жизни ситуация. Таким образом, способность предотвращать гипотонию имеет огромное клиническое значение.The observed protection by PEG-phospholipid against vascular instability may be a consequence of inhibition of the contact/kallikrein system. Unexpectedly, it was found that the contact/kallikrein system was activated after reperfusion. The contact/kallikrein system generated bradykinin, a highly vasoactive peptide that causes vasodilation and increased permeability leading to hypotension, which causes compensatory tachycardia. During surgery, lowering blood pressure is treated with pharmaceutical substances and fluids, however, a life-threatening situation may occur. Thus, the ability to prevent hypotension is of great clinical importance.
Таким образом, предотвращение, лечение или по меньшей мере уменьшение такой гипотонии и падения артериального давления, связанного с реперфузией трансплантата органа, является существенным улучшением при трансплантации органов. Экспериментальные данные, представленные в данной заявке, показали, что обработка ex vivo трансплантата органа перед трансплантацией раствором, содержащим молекулы ПЭГ-фосфолипида, защищала реципиента от такой гипотонии или падения артериального давления, когда трансплантат органа подвергали реперфузии.Thus, preventing, treating, or at least reducing such hypotension and the fall in blood pressure associated with organ transplant reperfusion is a significant improvement in organ transplantation. The experimental data presented herein demonstrated that ex vivo treatment of an organ graft prior to transplantation with a solution containing PEG-phospholipid molecules protected the recipient from such hypotension or a drop in blood pressure when the organ graft was reperfused.
В одном варианте реализации ПЭГ-фосфолипид находится в форме раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, и предназначен для инфузии ex vivo в сосудистую систему трансплантата органа, чтобы обеспечить покрытие эндотелиальной выстилки сосудистой системы и паренхимы молекулами ПЭГ-фосфолипида.In one embodiment, the PEG phospholipid is in the form of a solution containing PEG phospholipid molecules and is intended for ex vivo infusion into the vasculature of an organ graft to provide coverage of the endothelial lining of the vasculature and parenchyma with PEG phospholipid molecules.
В сходном аспекте настоящего изобретения предложено применение ПЭГ-фосфолипида для производства лекарственного средства для лечения, ингибирования или предотвращения гипотонии, связанной с реперфузией, развившейся после реперфузии трансплантата органа. В аспекте также предложен способ лечения, ингибирования или предотвращения гипотонии, связанной с реперфузией, развившейся после реперфузии трансплантата органа. Данный способ включает ранее описанные этапы способа - инфузию ex vivo раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, в сосудистую систему трансплантата органа и инкубацию ex vivo раствора, содержащего молекулы ПЭГ-фосфолипида, в сосудистой системе, чтобы обеспечить покрытие по меньшей мере части эндотелиальной выстилки сосудистой системы молекулами ПЭГ-фосфолипида, необязательно, но предпочтительно, при этом выдерживая трансплантат органа погруженным в раствор для консервации органов, содержащий молекулы ПЭГ-фосфолипида.In a similar aspect, the present invention provides the use of a PEG phospholipid for the manufacture of a medicament for treating, inhibiting or preventing reperfusion-associated hypotension occurring after organ transplant reperfusion. The aspect also provides a method for treating, inhibiting, or preventing reperfusion-associated hypotension that develops following organ transplant reperfusion. This method includes the previously described method steps of ex vivo infusion of a solution containing PEG-phospholipid molecules into the vascular system of an organ transplant and incubation of an ex vivo solution containing PEG-phospholipid molecules in the vascular system to provide coverage of at least a portion of the endothelial lining of the vascular system. system with PEG-phospholipid molecules, optionally, but preferably, while keeping the organ transplant immersed in an organ preservation solution containing PEG-phospholipid molecules.
экспериментЫexperiments
ЭКСПЕРИМЕНТ 1EXPERIMENT 1
МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ НА ЖИВОТНЫХMATERIALS, METHODS AND ANIMAL EXPERIMENTS
Синтез производных ПЭГ-фосфолипидаSynthesis of PEG-phospholipid derivatives
a. FITC-ПЭГ-фосфолипидa. FITC-PEG-phospholipid
Синтез ПЭГ-фосфолипидов осуществляли с помощью способов, описанных ранее [1]. Вкратце, 1,2-дипальмитоил-sn-глицеро-3-фосфатидилэтаноламин (NOF Corporation, Токио, Япония, DPPE, 21 мг) растворяли в 3 мл дихлорметана (Sigma-Aldrich Chemical Co. (Сент-Луис, Миссури, США)). α-N-гидроксисукцинимидил-ω-трет-бутоксикарбонилполиэтиленгликоль (NHS-ПЭГ-Boc, Mw: 5000, от NOF, 185 мг) и триэтиламин (3 мкл, Nacalai Tesque (Киото, Япония)) добавляли в реакционный раствор, а затем перемешивали в течение 4 суток при комнатной температуре (КТ ~20°C). Группа NHS NHS-ПЭГ-Boc легко реагировала с аминогруппой фосфолипидов. Защитную группу Boc аминогруппы снимали путем добавления 2 мл 99 % трифторуксусной кислоты (Wako Pure Chemical (Осака, Япония)) и дополнительной инкубации при 4°C в течение 30 мин. Неочищенный продукт очищали путем переосаждения в диэтиловом эфире (Nacalai Tesque). После экстрагирования хлороформом (Nacalai Tesque) и выпаривания ПЭГ-фосфолипиды получали в виде белого твердого вещества. Выход составлял 85 %. Для флуоресцентного мечения флуоресцеинизотиоцианатом (FITC) (Dojindo Laboratories (Kumamoto, Япония)) ПЭГ-фосфолипидам (200 мг) позволяли прореагировать с FITC (31 мг) в ацетоне в течение 12 ч. FITC-ПЭГ-фосфолипид очищали с помощью гель-проникающей хроматографии (Sephadex G-25, GE Healthcare (Бакингемшир, Великобритания)).The synthesis of PEG phospholipids was carried out using methods described previously [1]. Briefly, 1,2-dipalmitoyl- sn -glycero-3-phosphatidylethanolamine (NOF Corporation, Tokyo, Japan, DPPE, 21 mg) was dissolved in 3 mL dichloromethane (Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, MO, USA)) . α- N -Hydroxysuccinimidyl-ω-tert-butoxycarbonylpolyethylene glycol (NHS-PEG-Boc, Mw: 5000, from NOF, 185 mg) and triethylamine (3 μL, Nacalai Tesque (Kyoto, Japan)) were added to the reaction solution, and then stirred for 4 days at room temperature (RT ~20°C). The NHS group NHS-PEG-Boc readily reacted with the amino group of phospholipids. The Boc amino group was deprotected by adding 2 mL of 99% trifluoroacetic acid (Wako Pure Chemical (Osaka, Japan)) and further incubation at 4°C for 30 min. The crude product was purified by reprecipitation in diethyl ether (Nacalai Tesque). After extraction with chloroform (Nacalai Tesque) and evaporation, PEG phospholipids were obtained as a white solid. The yield was 85%. For fluorescent labeling with fluorescein isothiocyanate (FITC) (Dojindo Laboratories (Kumamoto, Japan)), PEG phospholipids (200 mg) were allowed to react with FITC (31 mg) in acetone for 12 h. FITC PEG phospholipid was purified by gel permeation chromatography (Sephadex G-25, GE Healthcare (Buckinghamshire, UK)).
Синтез FITC-ПЭГ-фосфолипида (40 кДа) осуществляли в соответствии с описанным далее способом. α-N-гидроксисукцинимидил-ω-малеимидилполиэтиленгликоль (NHS-ПЭГ(40к)-Mal, Mw: 40000) и DPPE (9,6 мг) растворяли в 3 мл дихлорметана и добавляли в реакционный раствор триэтиламин (3 мкл, Nacalai Tesque), а затем перемешивали в течение 4 суток при комнатной температуре (КТ, ~20°C). Неочищенный продукт очищали путем переосаждения в диэтиловом эфире. После экстрагирования хлороформом и выпаривания получали Mal-ПЭГ-фосфолипиды (40 кДа) в виде белого твердого вещества. Выход составлял 80 %. Для флуоресцентного мечения флуоресцеинизотиоцианатом (FITC) Mal-ПЭГ-фосфолипиды (40 кДа) (1200 мг) растворяли в ДМСО (Nacalai Tesque, 20 мл), а затем добавляли FITC-глицин-цистеин (FITC-GC, BEX Co., Ltd., Токио, Япония, 12 мг) и инкубировали в течение 24 ч при 37°C. Неочищенный продукт очищали путем переосаждения в диэтиловом эфире. После экстрагирования хлороформом и выпаривания получали FITC-ПЭГ-фосфолипиды (40 кДа) в виде желтого твердого вещества.The synthesis of FITC-PEG phospholipid (40 kDa) was carried out according to the method described below. α-N-Hydroxysuccinimidyl-ω-maleimidylpolyethylene glycol (NHS-PEG(40k)-Mal, Mw: 40000) and DPPE (9.6 mg) were dissolved in 3 ml of dichloromethane and triethylamine (3 μl, Nacalai Tesque) was added to the reaction solution. and then stirred for 4 days at room temperature (RT, ~20°C). The crude product was purified by reprecipitation in diethyl ether. After extraction with chloroform and evaporation, Mal-PEG phospholipids (40 kDa) were obtained as a white solid. The yield was 80%. For fluorescent labeling with fluorescein isothiocyanate (FITC), Mal-PEG phospholipids (40 kDa) (1200 mg) were dissolved in DMSO (Nacalai Tesque, 20 ml), and then FITC-glycine cysteine (FITC-GC, BEX Co., Ltd.) was added. , Tokyo, Japan, 12 mg) and incubated for 24 h at 37°C. The crude product was purified by reprecipitation in diethyl ether. After extraction with chloroform and evaporation, FITC-PEG phospholipids (40 kDa) were obtained as a yellow solid.
b. Биотин-ПЭГ-фосфолипидb. Biotin-PEG-phospholipid
Биотин-ПЭГ-фосфолипид синтезировали путем объединения полиэтиленгликоля- эфира (N-гидроксисукцинимид-5-пентаноата)-2-(биотиниламино)этана (биотин-ПЭГ-NHS, Mw: 5000 от NOF, 180 мг) и 1,2-дипальмитоил-sn-глицеро-3-фосфатидилэтаноламина (DPPE) (20 мг) с триэтиламином (50 мкл) и дихлорметаном (4 мл) и перемешивания в течение 48 ч при КТ. Преципитация диэтиловым эфиром позволила получить биотин-ПЭГ-фосфолипид в виде белого порошка (165 мг; выход 80 %). Биотин-ПЭГ-фосфолипид применяли для визуализации без дополнительной очистки.Biotin-PEG phospholipid was synthesized by combining polyethylene glycol ether ( N -hydroxysuccinimide-5-pentanoate)-2-(biotinylamino)ethane (biotin-PEG-NHS, Mw: 5000 from NOF, 180 mg) and 1,2-dipalmitoyl- sn -glycero-3-phosphatidylethanolamine (DPPE) (20 mg) with triethylamine (50 µl) and dichloromethane (4 ml) and stirring for 48 h at RT. Precipitation with diethyl ether produced biotin-PEG phospholipid as a white powder (165 mg; 80% yield). Biotin-PEG phospholipid was used for imaging without further purification.
c. ПЭГ-фосфолипидc. PEG phospholipid
ПЭГ-фосфолипид синтезировали путем объединения α-сукцинимидилоксисукцинил-ω-метоксиполиоксиэтилена (MeO-ПЭГ-NHS, Mw: 5000 от NOF, 171 мг) и DPPE (22 мг) с триэтиламином (25 мкл) и дихлорметаном (5 мл) и перемешивания в течение 72 ч при КТ. Преципитация диэтиловым эфиром позволила получить ПЭГ-фосфолипид в виде белого порошка (160 мг; выход 80 %). ПЭГ-фосфолипид применяли для обработки почки без дополнительной очистки.PEG phospholipid was synthesized by combining α-succinimidyloxysuccinyl-ω-methoxypolyoxyethylene (MeO-PEG-NHS, Mw: 5000 from NOF, 171 mg) and DPPE (22 mg) with triethylamine (25 μl) and dichloromethane (5 ml) and stirring in within 72 hours with CT. Precipitation with diethyl ether produced PEG phospholipid as a white powder (160 mg; 80% yield). PEG phospholipid was used to treat the kidney without further purification.
Функциональная оценка различных типов ПЭГ-фосфолипидовFunctional evaluation of different types of PEG phospholipids
Для того чтобы оценить, оказывала ли функциональная группа какое-либо влияние на защитные свойства, проводили серию экспериментов на первичных мезенхимальных стволовых клетках человека (hMSC). hMSC покрывали ПЭГ-фосфолипидом, FITC-ПЭГ-фосфолипидом и биотин-ПЭГ-фосфолипидом. После модификации поверхности анализировали жизнеспособность покрытых клеток с помощью анализа с аламаровым синим (Life technologies, Стокгольм; Швеция), в соответствии с инструкциями производителя. Вкратце, покрытые клетки культивировали в культуральной среде МСК в 96-луночном микропланшете для культивирования клеток. После 6 часов культивирования добавляли 10 мкл реагента аламарового синего в 100 мкл культуральной среды, а затем инкубировали 4 часа при 37°C. Затем измеряли флуоресцентное излучение на 580 - 610 нм.In order to evaluate whether the functional group had any effect on the protective properties, a series of experiments were carried out on primary human mesenchymal stem cells (hMSC). hMSCs were coated with PEG-phospholipid, FITC-PEG-phospholipid, and biotin-PEG-phospholipid. After surface modification, the viability of the coated cells was analyzed using the Alamar Blue assay (Life technologies, Stockholm; Sweden), according to the manufacturer's instructions. Briefly, coated cells were cultured in MSC culture medium in a 96-well microcell culture plate. After 6 hours of culture, 10 μl of alamar blue reagent was added to 100 μl of culture medium, and then incubated for 4 hours at 37°C. Then fluorescent emission was measured at 580 - 610 nm.
Для того чтобы определить гемосовместимость hMSC, МСК с модифицированной поверхностью приводили в контакт с цельной кровью в модели петли, описанной ранее [7]. Вкратце, цельную кровь брали у здоровых добровольцев в покрытые гепарином пробирки (Corline AB, Уппсала; Швеция). Использовали гепаринизированные трубки периферического внутривенного катетера (30 см). Каждую трубку заполняли 3 мл крови, в которую добавляли 10000 МСК/мл. Трубки вращали при скорости 30 об/мин при 37°C в течение 60 мин. После инкубации 1,2 мл крови собирали в пробирки емкостью 2 мл (Eppendorf, Германия), содержащие ЭДТА в конечной концентрации 10 мМ. Затем кровь центрифугировали при 4200×g в течение 15 мин при 4°C с получением плазмы. Плазму разделяли на аликвоты и хранили при -80°C до проведения дальнейшего анализа.To determine the hemocompatibility of hMSCs, surface-modified MSCs were contacted with whole blood in a loop model described previously [7]. Briefly, whole blood was collected from healthy volunteers into heparin-coated tubes (Corline AB, Uppsala; Sweden). Heparinized peripheral intravenous catheter tubing (30 cm) was used. Each tube was filled with 3 ml of blood, to which 10,000 MSC/ml was added. The tubes were rotated at 30 rpm at 37°C for 60 min. After incubation, 1.2 ml of blood was collected into 2 ml tubes (Eppendorf, Germany) containing EDTA at a final concentration of 10 mM. The blood was then centrifuged at 4200× g for 15 min at 4°C to obtain plasma. Plasma was aliquoted and stored at -80°C until further analysis.
Сохранение ПЭГ-фосфолипида с различной длиной субъединицы ПЭГConservation of PEG phospholipid with different PEG subunit lengths
Клетки (CCRF-CEM, суспензионная линия клеток; n=3) инкубировали с FITC-ПЭГ-фосфолипидом (2 мг/мл в ФБР) в течение 30 мин при КТ, а затем промывали культуральной средой. В данном случае использовали FITC-ПЭГ-фосфолипиды с различной молекулярной массой цепи ПЭГ - 1 кДа, 5 кДа и 40 кДа. Обработанные клетки культивировали в культуральной среде при 37°C и собирали для анализа методом проточной цитометрии через 0, 1, 3, 6, 24 и 48 ч.Cells (CCRF-CEM, suspension cell line; n=3) were incubated with FITC-PEG phospholipid (2 mg/ml in PBS) for 30 min at RT and then washed with culture medium. In this case, FITC-PEG phospholipids with different molecular weights of the PEG chain were used - 1 kDa, 5 kDa and 40 kDa. Treated cells were cultured in culture medium at 37°C and collected for flow cytometry analysis at 0, 1, 3, 6, 24, and 48 h.
Модель аллогенной трансплантации на свиньяхAllogeneic transplantation model in pigs
Свинью выбирали в качестве модели на большом животном по причине ее анатомии и физиологии, которые очень похожи на таковые у людей. В частности, структура и функция почки очень сходны с таковыми у указанного органа примата. Во всех исследованиях на свиньях использовали обычные породы с высоким стандартом здоровья. В долговременных экспериментах по выживаемости животным позволяли акклиматизироваться в течение двухнедельного периода и выполнить программу по подготовке и социализации. Клинические исследования, включая ультразвук мочевыводящих путей, гематологию и клиническую патологию, проводили часто, и типирование SLA для выявления несовпадения доноров и реципиентов осуществляли перед трансплантацией. Свиньи-реципиенты быстро восстанавливались после хирургического вмешательства, но их не лечили иммуносупрессивными лекарственными средствами. Введение таких лекарственных средств нарушает иммунный ответ и было исключено из экспериментов. Свиней, следовательно, подвергали эвтаназии через 96 ч, чтобы избежать острого отторжения трансплантата. Проводили полную некропсию после умерщвления. Все исследования были одобрены этическим комитетом по экспериментам над животными, Уппсала, Швеция.The pig was chosen as a large animal model because of its anatomy and physiology, which is very similar to that of humans. In particular, the structure and function of the kidney are very similar to those of the said primate organ. All pig studies used common breeds with a high standard of health. In long-term survival experiments, animals were allowed to acclimatize over a two-week period and undergo a training and socialization program. Clinical investigations, including urinary tract ultrasound, hematology, and clinical pathology, were performed frequently, and SLA typing to identify donor-recipient mismatches was performed before transplantation. Recipient pigs recovered quickly from surgery but were not treated with immunosuppressive drugs. Administration of such drugs disrupts the immune response and was excluded from the experiments. Pigs were therefore euthanized after 96 h to avoid acute graft rejection. A complete necropsy was performed after killing. All studies were approved by the Animal Experimentation Ethics Committee, Uppsala, Sweden.
A. Кратковременная модель (перфузия почки ПЭГ-фосфолипидом отдельно в течение 40 мин)A. Short-term model (kidney perfused with PEG-phospholipid alone for 40 min)
Ишемически-реперфузионное повреждение (И/Р-повреждение) вносит основной вклад в патологию некоторых состояний, включая трансплантацию, тромботические нарушения, сепсис и сердечно-легочное шунтирование. В настоящем эксперименте исследовали, защищает ли покрытие ex vivo поверхностей ишемических клеток трансплантатов почки свиньи ПЭГ-фосфолипидом от И/Р повреждения в модели аллогенной трансплантации почки единым блоком.Ischemia-reperfusion injury (I/R injury) is a major contributor to the pathology of several conditions, including transplantation, thrombotic disorders, sepsis, and cardiopulmonary bypass. The present experiment examined whether ex vivo coating of ischemic cell surfaces of porcine kidney grafts with PEG phospholipid protects against I/R injury in a model of en bloc allogeneic kidney transplantation.
Животные. Исследование проводили в экспериментальной лаборатории Hedenstierna, Больница университета Уппсала, Швеция. В исследование включили шесть свиней-доноров и шесть свиней-реципиентов обоих полов. Масса тела и возраст свиней варьировались в диапазоне 30 - 35 кг и 10 - 12 недель, соответственно. Использовали процедуры невыживания и животных умерщвляли по окончании периода наблюдения после трансплантации, составляющего 8 часов. Animals. The study was carried out at the Hedenstierna Experimental Laboratory, Uppsala University Hospital, Sweden. The study included six donor pigs and six recipient pigs of both sexes. The body weight and age of the pigs ranged from 30 - 35 kg and 10 - 12 weeks, respectively. Non-survival procedures were used and animals were sacrificed at the end of an 8-hour post-transplant observation period.
Анестезия. По прибытии в лабораторию для седации проводили внутримышечную инъекцию 2,2 мг/кг ксилазина (Rompun; Bayer, Леверкузен, Германия) в комбинации с золазепамом 6 мг/кг (Zoletil; Virbac, Карро, Франция). Затем животных фиксировали в положении лежа на животе. Периферические внутривенные катетеры вводили в обе ушные вены, чтобы индуцировать и поддерживать анестезию, и для введения жидкостей. Делали эпитрахеальный небольшой разрез для обнажения трахеи и транстрахеального интубирования для искусственной вентиляции легких с помощью механического аппарата ИВЛ Servo-I, MAQUET, Medical Systems, США. Животным проводили ИВЛ с 30% кислорода в воздухе с достижением 5,0 - 5,5 кПа CO2. Целью было среднее артериальное давление (САД) > 60 мм рт.ст., чтобы гарантировать достаточную перфузию органа. Anesthesia. Upon arrival at the sedation laboratory, an intramuscular injection of 2.2 mg/kg xylazine (Rompun; Bayer, Leverkusen, Germany) in combination with 6 mg/kg zolazepam (Zoletil; Virbac, Carreau, France) was administered. The animals were then fixed in a prone position. Peripheral intravenous catheters were inserted into both ear veins to induce and maintain anesthesia and to administer fluids. An epitracheal small incision was made to expose the trachea and transtracheal intubation for mechanical ventilation using a mechanical ventilator Servo-I, MAQUET, Medical Systems, USA. The animals were mechanically ventilated with 30% oxygen in the air reaching 5.0 - 5.5 kPa CO 2 . The goal was a mean arterial pressure (MAP) >60 mmHg to ensure adequate organ perfusion.
Модель трансплантации. Мы разработали модель трансплантации для свиней, позволяющую двойное извлечение единым блоком и имплантацию обеих почек из животного-донора животному-реципиенту. Благодаря изолированной инкубации ex vivo с ПЭГ-фосфолипидом лишь одной произвольно выбранной почки из комплекта единого блока, данная методика позволила нам котрансплантировать обработанный орган с идеально совместимой контрольной тканью в одну свинью-реципиента, что не только уменьшило количество экспериментальных животных, но также минимизировало экспериментальные искажающие переменные. Transplantation model . We have developed a porcine transplant model that allows double en bloc retrieval and implantation of both kidneys from a donor animal into a recipient animal. By isolated ex vivo incubation with PEG phospholipid of just one randomly selected kidney from a single block set, this technique allowed us to cotransplant the treated organ with perfectly matched control tissue into a single recipient pig, which not only reduced the number of experimental animals, but also minimized experimental confounding. variables.
Ствол супра- и инфраренальной аорты, а также нижнюю полую вену мобилизовали, так что создавался комплект единого блока, состоящий из двух почек, мочеточников и всей сосудистой сети почки. Комплект единого блока незамедлительно удаляли и промывали холодным раствором HTK (Custodiol; Chemie GmbH, Германия). После этого комплект единого блока хранили на холоде в растворе HTK при 4°C в течение 24 часов.The trunk of the supra- and infrarenal aorta, as well as the inferior vena cava, were mobilized, so that a single block set was created, consisting of two kidneys, ureters and the entire renal vasculature. The single block set was immediately removed and washed with cold HTK solution (Custodiol; Chemie GmbH, Germany). The single block set was then cold stored in HTK solution at 4°C for 24 hours.
После хранения одну почку из каждого комплекта единого блока произвольно выбирали для инкубации с ПЭГ-фосфолипидом. На вену и артерию контралатеральной почки (контроль), а также на вену выбранной почки устанавливали зажим. Всего 10 - 15 мл раствора ПЭГ-фосфолипида при концентрации 2 мг/мл медленно вводили путем инфузии в выбранную почку. На артерию обработанной почки затем устанавливали зажим и комплект единого блока хранили на холоде в течение дополнительных 40 мин при 4°C в HTK. После инкубации и перед имплантацией лишний ПЭГ-фосфолипид вымывали из обработанной почки с помощью HTK, не удаляя зажимы с контроля.After storage, one kidney from each single block set was randomly selected for incubation with PEG phospholipid. A clamp was placed on the vein and artery of the contralateral kidney (control), as well as on the vein of the selected kidney. A total of 10 - 15 ml of PEG-phospholipid solution at a concentration of 2 mg/ml was slowly infused into the selected kidney. A clamp was then placed on the artery of the treated kidney and the single block set was cold stored for an additional 40 min at 4°C in HTK. After incubation and before implantation, excess PEG phospholipid was washed out from the treated kidney using HTK without removing the clamps from the control.
С свиньями-реципиентами обращались и анестизировали их, как описано ранее. Комплект единого блока помещали горизонтально внутрь брюшины. Дистальный конец полой вены и аорты трансплантата соединяли терминолатеральным анастомозом с полой веной и аортой реципиента, соответственно. После снятия зажима обработанную и контрольную почку последовательно подвергали реперфузии с отсроченным снятием зажима с контрольной почки с интервалом в несколько секунд, за которые вымывали элюат из обработанной почки. Это делали, чтобы предотвратить контаминирование контрольной почки оставшимся раствором ПЭГ-фосфолипида внутри кондуита аорты. Оба трансплантированных мочеточника катетеризировали отдельно для документирования количества выделяемой мочи.Recipient pigs were handled and anesthetized as previously described. The single block set was placed horizontally inside the peritoneum. The distal end of the vena cava and aorta of the graft was connected by a terminolateral anastomosis to the vena cava and aorta of the recipient, respectively. After removal of the clamp, the treated and control kidneys were sequentially reperfused with delayed release of the clamp from the control kidney at intervals of several seconds, during which time the eluate was washed out from the treated kidney. This was done to prevent contamination of the control kidney with remaining PEG phospholipid solution within the aortic conduit. Both transplanted ureters were catheterized separately to document the amount of urine produced.
B. Долговременная модель (перфузия почки ПЭГ-фосфолипидом отдельно в течение 40 мин)B. Long-term model (kidney perfused with PEG-phospholipid alone for 40 min)
Животные. На основании результатов типирования SLA выбирали кроссбредных свиней доноров (n=12) и реципиентов (n=21) для несовместимой трансплантации. Животных поселяли в отдельные загоны размером 3 м2 в пределах видимости и слышимости друг друга. Солому и древесные опилки использовали в качестве подстилки. Использовали 14:10 ч цикл света/темноты (свет включали в 06:00 ч) и в каждом загоне была инфракрасная лампа (24 ч). Температура составляла 16 - 18°C. Животным давали коммерчески доступный корм заключительного периода откорма без стимуляторов роста (SOLO 330, Швеция) дважды в день, количество зависело от массы тела и соответствовало диете для выращивания свиней Шведского университета сельскохозяйственных наук. Воду давали без ограничения. Донорных свиней обезболивали комбинацией медетомидина (Домитор® вет, 1 мг/мл; Orion Pharma Animal Health, Соллентуна, Швеция) в дозе 0,1 мг/кг массы тела, буторфанола (Бутомидор вет, 10 мг/мл; Salfarm Scandinavia, Хельсингборг, Швеция) в дозе 0,2 мг/кг массы тела и кетамина (Кетаминол® вет, 100 мг/мл; Intervet International BV, Боксмеер, Нидерланды) в дозе 5 мг/кг массы тела внутримышечно (в/м) и почки исследовали с помощью ультразвука (Logiq e R6, GE Healthcare, Уоууотоса, США), используя линейные (10 МГц) и криволинейные (4 МГц) зонды, чтобы исключить свиней с кистами в почках. Оценивали длину, эхогенность и кортико-медуллярную дифференциацию, брюшную область около почки оценивали для выявления признаков пиелэктазии и цветовой доплер использовали для оценки присутствия кровотока в почках. Во время двухнедельного периода акклиматизации за свиньями ухаживали ежедневно и позволяли привыкнуть к различным обследованиям, чтобы проводить их без фиксации после трансплантации. Animals. Based on the SLA typing results, crossbred donor (n=12) and recipient (n=21) pigs were selected for incompatible transplantation. Animals were housed in separate pens measuring 3 m2 within sight and hearing of each other. Straw and sawdust were used as bedding. A 14:10 h light/dark cycle was used (lights on at 06:00 h) and an infrared lamp was provided in each pen (24 h). The temperature was 16 - 18°C. Animals were given commercially available finishing feed without growth stimulants (SOLO 330, Sweden) twice a day, the amount was dependent on body weight and was consistent with the Swedish University of Agricultural Sciences swine diet. Water was provided without restriction. Donor pigs were anesthetized with a combination of medetomidine (Domitor® vet, 1 mg/ml; Orion Pharma Animal Health, Sollentuna, Sweden) at a dose of 0.1 mg/kg body weight, butorphanol (Butomidor vet, 10 mg/ml; Salfarm Scandinavia, Helsingborg, Sweden) at a dose of 0.2 mg/kg body weight and ketamine (Ketaminol® vet, 100 mg/ml; Intervet International BV, Boxmeer, the Netherlands) at a dose of 5 mg/kg body weight intramuscularly (IM) and the kidneys were studied with ultrasound (Logiq e R6, GE Healthcare, Wawatosa, USA) using linear (10 MHz) and curved (4 MHz) probes to exclude pigs with renal cysts. Length, echogenicity, and corticomedullary differentiation were assessed, the peritoneal abdominal region was assessed for signs of pyelectasia, and color Doppler was used to assess the presence of renal blood flow. During the two-week acclimation period, pigs were cared for daily and allowed to become accustomed to the various examinations to be performed without restraint after transplantation.
Модель трансплантации. Анестезию вызывали комбинацией медетомидина (Домитор® вет, 1 мг/мл; Orion Pharma Animal Health, Соллентуна, Швеция) в дозе 0,05 мг/кг массы тела и тилетамина и золазепама (Золетил®, 50 мг + 50 мг/мл; Virbac, Reading, Карро, Франция) в дозе 5 мг/кг массы тела в/м. Бупренорфин (Ветергестик (Vetergesic)® вет, 0,3 мг/мл; Orion Pharma Animal Health, Соллентуна, Швеция) в дозе 0,01 мг/кг массы тела внутримышечно и эпидуральный морфин (Morfin Epidural Meda, 2 мг/мл; Meda, Сольна, Швеция) в дозе 0,1 мг/кг давали перед операцией для дополнительного обезболивания. Прокаин-бензилпенициллин (Пеновет® вет, 300 мг/мл; Boehringer Ingelheim Vetmedica, Ингельхайм-ам-Райн, Германия) давали перед операцией в дозе 20 мг/кг массы тела в/м. После индукции анестезии вставляли венозные катетеры для длительного применения (Careflow™, 3Fr, 200 мм, BD, Франклин Лейкс, Нью-Джерси, США) в ушную вену (vena auricularis) по методике Сельдингера. После операции данные катетеры облегчали взятие крови без стресса. Катетеры промывали раз в день гепаринизированным солевым раствором 100 МЕ/мл (Гепарин LEO, 5000 МЕ/мл; Leo Pharma, Баллеруп, Дания). Анестезию поддерживали с помощью изофлурана (IsoFlo® вет; Orion Pharma Animal Health, Соллентуна, Швеция), испаренного в кислороде. Свиньи непрерывно получали терапию жидкостями с кристаллоидами (ацетат Рингера; Fresenius-Kabi, Бад-Хомбург, Германия). Коллоиды (Гелофузин® 40 мг/мл; Braun, Мельзунген, Германия) и добутамин (Dobutamin Carino, 250 мг/мл; Carinopharm, Эльце, Германия) давали при необходимости для поддержания артериального давления в пределах эталонных значений. Во время анестезии отслеживали дыхательные и сердечно-сосудистые параметры. Transplantation model. Anesthesia was induced with a combination of medetomidine (Domitor® vet, 1 mg/ml; Orion Pharma Animal Health, Sollentuna, Sweden) at a dose of 0.05 mg/kg body weight and tiletamine and zolazepam (Zoletil®, 50 mg + 50 mg/ml; Virbac , Reading, Carreau, France) at a dose of 5 mg/kg body weight IM. Buprenorphine (Vetergesic® vet, 0.3 mg/ml; Orion Pharma Animal Health, Sollentuna, Sweden) at a dose of 0.01 mg/kg body weight intramuscularly and epidural morphine (Morfin Epidural Meda, 2 mg/ml; Meda , Solna, Sweden) at a dose of 0.1 mg/kg was given preoperatively for additional analgesia. Procaine-benzylpenicillin (Penovet® vet, 300 mg/ml; Boehringer Ingelheim Vetmedica, Ingelheim am Rhein, Germany) was given preoperatively at a dose of 20 mg/kg body weight IM. After induction of anesthesia, long-term venous catheters (Careflow™, 3Fr, 200 mm, BD, Franklin Lakes, NJ, USA) were inserted into the ear vein. (vena auricularis) according to the Seldinger method. After surgery, these catheters made it easier to draw blood without stress. Catheters were flushed once daily with 100 IU/mL heparinized saline (LEO Heparin, 5000 IU/mL; Leo Pharma, Ballerup, Denmark). Anesthesia was maintained with isoflurane (IsoFlo® vet; Orion Pharma Animal Health, Sollentuna, Sweden) vaporized in oxygen. Pigs were continuously treated with crystalloid fluids (Ringer acetate; Fresenius-Kabi, Bad Homburg, Germany). Colloids (Gelofusin® 40 mg/ml; Braun, Melsungen, Germany) and dobutamine (Dobutamin Carino, 250 mg/ml; Carinopharm, Elze, Germany) were given as needed to maintain blood pressure within reference values. Respiratory and cardiovascular parameters were monitored during anesthesia.
Процедура донорства. В первой серии экспериментов (3 + 3 донора и 6 + 5 реципиентов) извлекали обе почки, сходным образом обрабатывали перфузией HTK (n=11), хранили на льду в течение ночи, а затем одну из почек произвольно обрабатывали ПЭГ-фосфолипидом 60 мин перед имплантацией, тогда как другую почку оставляли необработанной. Альтернативное применение ПЭГ-фосфолипида осуществляли с другими десятью почками (5 доноров и 10 реципиентов), которые обрабатывали либо перфузией HTK, содержащей ПЭГ-фосфолипид, либо обычным раствором для перфузии HTK. После процедуры свиней-доноров подвергали эвтаназии путем в/в инъекции пентобарбитала натрия (Allfatal vet, 100 мг/мл; Omnidea AB, Стокгольм, Швеция) под общей анестезией. Donation procedure. In the first set of experiments (3 + 3 donors and 6 + 5 recipients), both kidneys were removed, similarly perfused with HTK (n=11), kept on ice overnight, and then one kidney was randomly treated with PEG-phospholipid 60 min before implantation, while the other kidney was left untreated. An alternative application of PEG-phospholipid was performed with another ten kidneys (5 donors and 10 recipients) that were treated with either HTK perfusion containing PEG-phospholipid or conventional HTK perfusion solution. After the procedure, donor pigs were euthanized by intravenous injection of sodium pentobarbital (Allfatal vet, 100 mg/ml; Omnidea AB, Stockholm, Sweden) under general anesthesia.
Операция трансплантации. Свиньям-реципиентам проводили аллогенную трансплантацию одной почки. Все процедуры проводили внутрибрюшинно через 15 - 20 см срединный разрез, и подвздошные сосуды в правой подвздошной впадине идентифицировали и аккуратно мобилизовали. Дистальный фрагмент полой вены, а также подвздошную артерию (от ее выхода из аорты) мобилизовали, лигируя окружающую лимфоидную ткань. После этого трансплантат почки помещали в правую подвздошную впадину рядом с подвздошными сосудами. Вену и артерию почки обрезали и впоследствии соединяли анастомозом терминолатеральным способом с правой подвздошной артерией и дистальной полой веной реципиента с помощью непрерывного шва с использованием полипропиленовой нити 7/0 (PROLENE®, Ethicon, США). Мочеточники имплантировали путем внепузырной уретероцистонеостомии в верхушку мочевого пузыря с помощью полидиоксаноновой нити 6-0 (PDS®, Ethicon, США). После этого проводили билатеральную нефрэктомию собственных почек. Срединный разрез зашивали с помощью непрерывного фасциального шва с использованием полиглактиновой нити 2/0 (Викрил® Ethicon, США) и кожных скобок. Средняя продолжительность хирургического вмешательства составляла 3 ч (2,5 - 5,5 ч). Transplant operation. Recipient pigs underwent allogeneic transplantation of one kidney. All procedures were performed intraperitoneally through a 15 to 20 cm midline incision, and the iliac vessels in the right iliac fossa were identified and carefully mobilized. The distal fragment of the vena cava, as well as the iliac artery (from its exit from the aorta) was mobilized by ligating the surrounding lymphoid tissue. The kidney graft was then placed in the right iliac fossa near the iliac vessels. The renal vein and artery were trimmed and subsequently anastomosed in a terminolateral manner to the right iliac artery and distal vena cava of the recipient using a running suture using 7/0 polypropylene suture (PROLENE®, Ethicon, USA). The ureters were implanted by extravesical ureterocystoneostomy at the bladder apex using 6-0 polydioxanone suture (PDS®, Ethicon, USA). After this, bilateral nephrectomy of the patient's own kidneys was performed. The midline incision was closed using a continuous fascial suture using 2/0 polyglactin suture (Vicryl® Ethicon, USA) and skin staples. The average duration of surgical intervention was 3 hours (2.5 - 5.5 hours).
К окончанию хирургического вмешательства введение изофлурана прекращали, фракцию вдыхаемого кислорода повышали (FiO2 1,0) и свиней снимали с механического аппарата ИВЛ, и самостоятельное дыхание восстанавливалось. Свиней помещали в клетку интенсивной терапии, где персонал мог легко непрерывно следить за их состоянием. Свиньям давали дополнительный кислород и контролировали частоту пульса, частоту дыхательных движений, насыщение кислородом и температуру тела до того, как свиньи пришли в сознание. В течение первых суток свиней кормили вручную фруктами и помогали пить воду при необходимости. Им также помогали стоять и ходить и несколько раз делали массаж средней ягодичной мышцы, двуглавой мышцы бедра и большой ягодичной мышцы. Для послеоперационного обезболивания вводили в/в бупренорфин в течение двух суток.At the end of surgery, isoflurane was stopped, the fraction of inspired oxygen was increased (FiO 2 1.0) and the pigs were removed from the mechanical ventilator, and spontaneous breathing was restored. The pigs were placed in an intensive care cage where staff could easily monitor their condition continuously. The pigs were given supplemental oxygen and pulse rate, respiratory rate, oxygen saturation, and body temperature were monitored until the pigs regained consciousness. During the first 24 hours, the pigs were hand-fed fruit and helped to drink water when needed. They were also assisted in standing and walking and were given several massages of the gluteus medius, biceps femoris and gluteus maximus muscles. For postoperative pain relief, buprenorphine was administered intravenously for two days.
Умерщвление и некропсия. Реципиентов подвергали эвтаназии с помощью передозировки пентобарбиталом натрия (Allfatal vet, 100 мг/мл; Omnidea AB, Стокгольм, Швеция) через 96 ч. Биоптаты почки для гистологического исследования собирали незамедлительно после смерти и проводили патологоанатомическое исследование всех свиней на Кафедре медико-биологических наук и ветеринарного здравоохранения, в Отделении патологии, SLU. Killing and necropsy. Recipients were euthanized with an overdose of sodium pentobarbital (Allfatal vet, 100 mg/ml; Omnidea AB, Stockholm, Sweden) after 96 hours. Kidney biopsies for histological examination were collected immediately after death and post-mortem examination of all pigs was carried out at the Department of Biomedical Sciences and of Veterinary Public Health, in the Department of Pathology, SLU.
Предварительная обработка раствором HTK. В другой серии экспериментов четырем свиньям трансплантировали обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки и пяти свиньям - контрольные почки. В данной серии экспериментов после извлечения почки подвергали перфузии с помощью раствора HTK (Кустодиол; Chemie GmbH, Германия) с 2 мг/мл ПЭГ-фосфолипида (обработанные почки) или без ПЭГ-фосфолипида (контрольные почки). Почки также хранили погруженными в раствор HTK с 2 мг/мл ПЭГ-фосфолипида (обработанные почки) или в раствор HTK без добавления ПЭГ-фосфолипида (контрольные почки) при 4°C в течение 24 часов. Pre-treatment with HTK solution. In another series of experiments, four pigs were transplanted with PEG-phospholipid-treated kidneys and five pigs with control kidneys. In this series of experiments, after removal, the kidneys were perfused with a solution of HTK (Custodiol; Chemie GmbH, Germany) with 2 mg/ml PEG phospholipid (treated kidneys) or without PEG phospholipid (control kidneys). Kidneys were also stored immersed in HTK solution with 2 mg/ml PEG-phospholipid (treated kidneys) or in HTK solution without added PEG-phospholipid (control kidneys) at 4°C for 24 hours.
C. Долговременная модель для оценки отделения ПЭГ-фосфолипида от эндотелия почки.C. Long-term model to assess PEG-phospholipid shedding from renal endothelium.
Почки извлекали из свиней-доноров и трансплантировали свиньям-реципиентам после двух недель акклиматизации и подготовки, описанной выше. Почки обрабатывали, применяя ту же процедуру, что и для трансплантатов, в которые вводили ПЭГ-фосфолипид за 60 мин до имплантации. Для измерения отделения от эндотелия ПЭГ-фосфолипид флуоресцентно метили. Использовали те же анестезирующее средство и хирургический протокол, но собственные почки оставили у реципиентов (n = 4). Свиней подвергали эвтаназии через 12, 24, 48 и 72 часа, соответственно. Всем свиньям проводили некропсию и собирали биоптаты для гистолгического анализа и отслеживания флуоресценции.Kidneys were removed from donor pigs and transplanted into recipient pigs after two weeks of acclimation and preparation as described above. The kidneys were processed using the same procedure as for the grafts, which were injected with PEG phospholipid 60 min before implantation. To measure release from the endothelium, PEG phospholipid was fluorescently labeled. The same anesthetic and surgical protocol were used, but the recipients retained their own kidneys (n = 4). Pigs were euthanized after 12, 24, 48, and 72 h, respectively. All pigs underwent necropsy and biopsies were collected for histological analysis and fluorescence monitoring.
Взятие проб кровиTaking blood samples
В кратковременной модели образцы крови получали из вен левого и правого трансплантата почки через 5, 15, 30, 60, 120, 240 и 360 минут после начала реперфузии. В долговременной модели кровь получали через 1, 24, 48, 72 и 96 часов. Образцы брали в пробирки с ЭДТА Vacutainer (Becton Dickinson AB, Швеция) и незамедлительно центрифугировали при КТ в течение 15 минут. Собранную плазму хранили при -80°C для дальнейшего анализа.In the short-term model, blood samples were obtained from the veins of the left and right kidney grafts at 5, 15, 30, 60, 120, 240, and 360 minutes after the start of reperfusion. In the long-term model, blood was obtained at 1, 24, 48, 72, and 96 hours. Samples were collected in EDTA Vacutainer tubes (Becton Dickinson AB, Sweden) and immediately centrifuged at RT for 15 minutes. Collected plasma was stored at -80°C for further analysis.
ИФА TAT, C3a и sC5b-9ELISA TAT, C3a and sC5b-9
TAT, C3a и sC5b-9 в плазме измеряли с помощью сэндвич ИФА, как описано ранее [7]. Вкратце, для оценки TAT образцы плазмы разбавляли 1/100 в нормальной плазме с цитратом-фосфатом-декстрозой (CPD). Моноклональное антитело против тромбина человека применяли для захвата и конъюгированное с HRP антитело против антитромбина человека (AT) применяли для детектирования (Enzyme Research Laboratories, Саут-Бенд, Индиана, США). Стандарт получали путем разбавления объединенной сыворотки человека в нормальной плазме CPD. Значения выражали в единицах мкг/л. Для оценки C3a плазму разбавляли 1/1000 в рабочем буфере (ФБР, содержащем 0,05% твин 20, 10 мг/мл БСА и 10 мМ ЭДТА). МАТ против C3a человека 4SD17.1 применяли для захвата C3a и биотинилированное поликлональное антитело кролика против C3a, а затем конъюгированный с HRP стрептавидин - для детектирования C3a в плазме. Активированная зимозаном сыворотка, откалиброванная по очищенному C3a, служила в качестве стандарта. Значения выражали в единицах нг/мл. Для sC5b-9 плазму разбавляли 1/50 в рабочем буфере (как описано выше). sC5b-9 захватывали МАТ против C5b-9 человека (a9e) и детектировали с помощью поликлонального антитела кролика против C5 человека (Dako) и конъюгированного с HRP IgG против кролика (Dako). Активированную зимозаном сыворотку, содержащую 6x104 у.е./мл, использовали в качестве стандарта. Значения выражали в единицах у.е./мл.Plasma TAT, C3a, and sC5b-9 were measured by sandwich ELISA as previously described [7]. Briefly, to assess TAT, plasma samples were diluted 1/100 in normal plasma with citrate-phosphate-dextrose (CPD). Monoclonal anti-human thrombin antibody was used for capture and HRP-conjugated anti-human antithrombin (AT) antibody was used for detection (Enzyme Research Laboratories, South Bend, IN, USA). The standard was prepared by diluting pooled human serum into normal CPD plasma. Values were expressed in units of μg/L. To assess C3a, plasma was diluted 1/1000 in running buffer (PBS containing 0.05% Tween 20, 10 mg/ml BSA, and 10 mM EDTA). Anti-human C3a mAb 4SD17.1 was used to capture C3a and a biotinylated rabbit polyclonal anti-C3a antibody followed by HRP-conjugated streptavidin to detect C3a in plasma. Zymosan-activated serum, calibrated against purified C3a, served as a standard. Values were expressed in units of ng/ml. For sC5b-9, plasma was diluted 1/50 in running buffer (as described above). sC5b-9 was captured by the anti-human C5b-9 mAb (a9e) and detected with rabbit polyclonal anti-human C5 antibody (Dako) and HRP-conjugated anti-rabbit IgG (Dako). Zymosan-activated serum containing 6x104 u/ml was used as a standard. Values were expressed in units of a.u./ml.
Гистологический анализHistological analysis
Биоптаты ткани почки брали из контрольной и обработанной биотином-ПЭГ-фосфолипидом почки через 5, 60 и 360 минут после реперфузии. Для обнаружения ПЭГ-фосфолипида биоптаты незамедлительно замораживали в жидком азоте и хранили при -80°C до проведения дальнейшего анализа. Замороженные срезы почки (толщиной 4 мкм), обработанной биотином-ПЭГ-фосфолипидом, инкубировали в Alexa488-стрептавидине (GE Healthcare, 1:500) при КТ в течение 10 мин. Срезы анализировали с помощью лазерной сканирующей конфокальной микроскопии (LSM510, META, Carl Zeiss, Германия). Оценивали как биотин-ПЭГ-фосфолипид, так и FITC-ПЭГ-фосфолипид (5 кДа, 40 кДа).Kidney tissue biopsies were taken from control and biotin-PEG-phospholipid-treated kidneys at 5, 60, and 360 minutes after reperfusion. To detect PEG phospholipid, biopsies were immediately frozen in liquid nitrogen and stored at -80°C until further analysis. Frozen kidney sections (4 μm thick) treated with biotin-PEG phospholipid were incubated in Alexa488-streptavidin (GE Healthcare, 1:500) at RT for 10 min. Sections were analyzed using laser scanning confocal microscopy (LSM510, META, Carl Zeiss, Germany). Both biotin-PEG-phospholipid and FITC-PEG-phospholipid (5 kDa, 40 kDa) were evaluated.
Образцы ткани также фиксировали в 4% растворе параформальдегида в течение ночи и хранили в 70% этаноле до заключения в парафин. Парафиновые срезы (толщиной 5 мкм) депарафинизировали ксилолом и регидратировали в этаноле. Вызванное нагреванием извлечение антигена осуществляли путем двукратного кипячения срезов в натрий-цитратном буфере. Блокировали сывороткой козы перед инкубацией с первичным антителом. Полученные срезы окрашивали гематоксилином и эозином (окрашивание HE) и антителами к маркерам комплемента, такими как C5aR (Acris Antibodies, Херфорд, Германия), C3b (Bioss Antibodies, Уоберн, Массачусетс, США), C4d (Abcam, Кембридж, Великобритания) и C5b-9 (MAC; Abcam). В качестве контрольного эксперимента использовали IgG кролика (Dako, Glostrup, Дания) и IgG мыши (Abcam). Детектирование первичного антитела осуществляли с помощью системы детектирования Dako real щелочная фосфатаза/красный (Dako), а затем контрастного окрашивания гематоксилином. Стекла визуализировали, применяя микроскоп Zeiss Axio Imager A1. Объектив представлял собой 10X объектив и оцениваемые области были площадью 800000 мкм2. Проводили количественный анализ квадратных областей для определения интенсивности и площади иммунореактивных областей, применяя программное обеспечение Axio Visio (изд. 4.8) (Zeiss, Йена, Германия). Результаты представлены в виде считанной средней денситометрической суммы. Гистологический анализ проводил патолог с соблюдением двойной анонимности образцов для детектирования расширения канальцев и некроза, повреждения клубочков и вакуолизации.Tissue samples were also fixed in 4% paraformaldehyde overnight and stored in 70% ethanol until embedded in paraffin. Paraffin sections (5 μm thick) were deparaffinized with xylene and rehydrated in ethanol. Heat-induced antigen retrieval was performed by boiling sections twice in sodium citrate buffer. Blocked with goat serum before incubation with primary antibody. The resulting sections were stained with hematoxylin and eosin (HE stain) and antibodies to complement markers such as C5aR (Acris Antibodies, Herford, Germany), C3b (Bioss Antibodies, Woburn, MA, USA), C4d (Abcam, Cambridge, UK) and C5b -9 (MAC; Abcam). Rabbit IgG (Dako, Glostrup, Denmark) and mouse IgG (Abcam) were used as controls. Primary antibody detection was performed using a Dako real alkaline phosphatase/red detection system (Dako) followed by hematoxylin counterstaining. Slides were imaged using a Zeiss Axio Imager A1 microscope. The objective was a 10X objective and the areas assessed were 800,000 μm 2 in area. Quantitative analysis of square areas was performed to determine the intensity and area of immunoreactive areas using Axio Visio software (ed. 4.8) (Zeiss, Jena, Germany). The results are presented as mean densitometric sum readings. Histological analysis was performed by a pathologist under double anonymity of the samples to detect tubular dilation and necrosis, glomerular damage and vacuolization.
Статистический анализStatistical analysis
Результаты представлены в виде средних значений ± стандартная ошибка среднего значения. Построение графика данных и статистический анализ проводили, применяя программное обеспечение Prism, версия 6, для Macintosh (Graphpad, Сан-Диего, Калифорния, США). Различия между средними значениями для двух групп оценивали статистически, применяя парный критерий Уилкоксона, тогда как статистическую значимость между более чем двумя группами анализировали с помощью двухфакторного дисперсионного анализа повторных измерений, а затем апостериорной оценки Бонферрони. Сравнение между группами считают значимыми, когда p < 0,05, тогда как значения выше считают незначимыми (н/з).Results are presented as means ± standard error of the mean. Data plotting and statistical analysis were performed using Prism software, version 6, for Macintosh (Graphpad, San Diego, CA, USA). Differences between means for two groups were assessed statistically using the paired Wilcoxon test, whereas statistical significance between more than two groups was analyzed using two-way repeated measures ANOVA followed by Bonferroni post hoc estimation. Comparisons between groups are considered significant when p < 0.05, while values above are considered not significant (n/s).
Результатыresults
Сравнение функциональных свойств различных препаратов ПЭГ-фосфолипидаComparison of the functional properties of various PEG-phospholipid preparations
hMSC обрабатывали различными типами препаратов ПЭГ-фосфолипида. Жизнеспособность hMSC не изменялась после модификации поверхности ПЭГ-фосфолипидами отдельно (97,3%), FITC-мечеными ПЭГ-фосфолипидами (98,3%), а также меченными биотином ПЭГ-фосфолипидами (97%), указывая на то, что ПЭГ-фосфолипиды не влияют на жизнеспособность.hMSCs were treated with different types of PEG-phospholipid preparations. The viability of hMSCs was not affected by surface modification with PEG phospholipids alone (97.3%), FITC-labeled PEG phospholipids (98.3%), and biotin-labeled PEG phospholipids (97%), indicating that PEG- phospholipids do not affect viability.
Сохранение ПЭГ-фосфолипида с различными длинами субъединицы ПЭГ исследовали, используя суспензионные клетки CCRF-CEM. Клетки покрывали ПЭГ-фосфолипидом с субъединицами ПЭГ 1 кДа, 5 кДа и 40 кДа, конъюгированными с FITC. Клетки инкубировали при 37°C и связывание отслеживали с помощью проточной цитометрии. Показали, что связывание всех препаратов утрачивалось на 90% через 24 часа, но препарат 5 кДа сохранялся наиболее долгое время (фиг. 13).PEG phospholipid retention with different PEG subunit lengths was examined using CCRF-CEM suspension cells. Cells were coated with PEG phospholipid with 1 kDa, 5 kDa, and 40 kDa PEG subunits conjugated to FITC. Cells were incubated at 37°C and binding was monitored by flow cytometry. They showed that the binding of all drugs was lost by 90% after 24 hours, but the 5 kDa drug persisted for the longest time (Fig. 13).
Уровни TAT значительно снижались, когда покрытые ПЭГ-фосфолипидом клетки приводили в контакт с цельной кровью, по сравнению с непокрытыми клетками. Такое снижение образования TAT было сходным для клеток, покрытых либо ПЭГ-фосфолипидом отдельно (61,5 ± 2,9 по сравнению с 110 ± 7,6), либо меченым FITC ПЭГ-фосфолипидом (60,1 ± 2,7), либо меченым биотином ПЭГ-фосфолипидом (61,4 ± 5,1), по сравнению с контролями без покрытия ПЭГ-фосфолипидом (110 ± 7,6) (фиг. 2A).TAT levels were significantly reduced when PEG-phospholipid-coated cells were brought into contact with whole blood compared with uncoated cells. This reduction in TAT formation was similar for cells coated with either PEG phospholipid alone (61.5 ± 2.9 versus 110 ± 7.6), FITC-labeled PEG phospholipid (60.1 ± 2.7), or biotin-labeled PEG-phospholipid (61.4 ± 5.1), compared with uncoated PEG-phospholipid controls (110 ± 7.6) (Figure 2A).
Сходную тенденцию наблюдали для маркеров активации комплемента, когда покрытые и непокрытые клетки приводили в контакт с цельной кровью. Через 60 мин после контакта с кровью уровни в плазме C3a и sC5b-9 значительно снижались, если клетки были покрыты ПЭГ-фосфолипидом (50,8 ± 3,2, 37,7 ± 1,5), меченым FITC ПЭГ-фосфолипидом (51,3 ± 3,8, 35,0 ± 2,1) и меченым биотином ПЭГ-фосфолипидом (49,8 ± 4,1, 38,3 ± 2,0) по сравнению с непокрытыми клетками (104 ± 7,7, 104 ± 6,2) (фиг. 2A и 2B).A similar trend was observed for markers of complement activation when coated and uncoated cells were brought into contact with whole blood. At 60 min post-blood exposure, plasma levels of C3a and sC5b-9 were significantly reduced when cells were coated with FITC-labeled PEG phospholipid (50.8 ± 3.2, 37.7 ± 1.5) (51 .3 ± 3.8, 35.0 ± 2.1) and biotin-labeled PEG-phospholipid (49.8 ± 4.1, 38.3 ± 2.0) compared to uncoated cells (104 ± 7.7, 104 ± 6.2) (Figs. 2A and 2B).
Распределение меченого FITC фосфолипида в почках свиньи, обработанных ПЭГ-фосфолипидамиDistribution of FITC-labeled phospholipid in porcine kidneys treated with PEG phospholipids
Аллогенные почки трансплантировали единым блоком реципиентам (n = 6), как описано в материалах и методах. Распределение ПЭГ-фосфолипида в ткани почки после реперфузии в реципиенте анализировали в биоптатах, взятых через 5, 60 и 360 мин. На фиг. 4 показано, что флуоресценция перед реперфузией от меченого FITC ПЭГ-фосфолипида равномерно распределялась в околоканальцевых сосудах, клубочках и канальцах всей почки, отражая, что ткань почки равномерно модифицировали ПЭГ-фосфолипидом путем инъекции раствора ПЭГ-фосфолипида через остаток аорты. В отличие от этого, не наблюдали флуоресценции в тканях контрольных почек, что свидетельствовало о том, что нет значительного перетекания между тестируемой и контрольной почками.Allogeneic kidneys were transplanted en bloc into recipients (n = 6) as described in Materials and Methods. The distribution of PEG phospholipid in the kidney tissue after reperfusion in the recipient was analyzed in biopsies taken after 5, 60 and 360 min. In fig. Figure 4 shows that pre-reperfusion fluorescence from FITC-labeled PEG-phospholipid was uniformly distributed in the peritubular vessels, glomeruli, and tubules of the entire kidney, reflecting that the kidney tissue was uniformly modified with PEG-phospholipid by injecting the PEG-phospholipid solution through the aortic remnant. In contrast, no fluorescence was observed in the tissues of the control kidneys, indicating that there is no significant flow between the test and control kidneys.
Когда сравнивали ткани почки через 5, 60 и 360 мин, флуоресценция, в частности, в клубочках, но также в околоканальцевых сосудах и канальцах, в обработанных меченым FITC ПЭГ-фосфолипидом тканях почки постепенно уменьшалась со временем, что свидетельствовало о том, что ПЭГ-фосфолипид отделялся от клеток, хотя все еще оставалось некоторое количество ПЭГ-фосфолипида, связанного с канальцами, через 360 мин.When kidney tissues were compared at 5, 60, and 360 min, fluorescence, particularly in the glomeruli, but also in the peritubular vessels and tubules, in FITC-PEG-phospholipid-treated kidney tissues gradually decreased over time, indicating that PEG- The phospholipid was released from the cells, although some PEG phospholipid still remained associated with the tubules after 360 min.
В долговременном исследовании для оценки отделения (C. Долговременная модель для оценки отделения ПЭГ-фосфолипида от эндотелия почки) была видна только незначительная флуоресценция через 24 ч, и через 48 ч не наблюдалась флуоресценция, что показывает, что весь ПЭГ-фосфолипид отделился. Ex vivo меченый FITC ПЭГ-фосфолипид также присоединялся к эндотелию сосудов сердца.In the long-term study to assess detachment (C. Long-term model to assess the detachment of PEG-phospholipid from the kidney endothelium), only minor fluorescence was visible after 24 hours, and no fluorescence was observed after 48 hours, indicating that all PEG-phospholipid had detached. Ex vivo, FITC-labeled PEG phospholipid also adhered to cardiac vascular endothelium.
A. Кратковременная модель аллогенной трансплантацииA. Short-term allogeneic transplantation model
Иммуногистохимический анализ трансплантированных почекImmunohistochemical analysis of transplanted kidneys
Трансплантированные почки анализировали с помощью иммуногистохимии на наличие утечки альбумина, депонирования комплемента и экспрессию рецептора (C3a, sC5b-9, C4d, C3b; фиг. 5A - 5D). Гистологическая оценка выявила более низкие уровни депонирования маркеров активации комплемента, таких как C3b/iC3b и C5b-9, и экспрессии рецептора комплемента C5aR в обработанных ПЭГ-фосфолипидом трансплантатах почки по сравнению с контрольными почками. Наблюдалось значимое снижение депонирования C3b/iC3b через 5 мин в обработанной ПЭГ-фосфолипидом почке после перфузии. Для альбумина или маркеров окислительного стресса HO-1, iNOS и нитротирозина наблюдали тенденцию (н/з), что данные маркеры были ниже в обработанных ПЭГ-фосфолипидом почках по сравнению с контрольными почками. Таким образом, результаты гистологического ранжирования подтверждают, что обработка поверхности трансплантата почки ПЭГ-фосфолипидом защищает от активации комплемента, и что наблюдается тенденция к подавлению окислительного стресса.Transplanted kidneys were analyzed by immunohistochemistry for albumin leakage, complement deposition, and receptor expression (C3a, sC5b-9, C4d, C3b; Figures 5A to 5D). Histological evaluation revealed lower levels of complement activation markers such as C3b/iC3b and C5b-9 and complement receptor C5aR expression in PEG-phospholipid-treated kidney grafts compared with control kidneys. There was a significant decrease in C3b/iC3b deposition after 5 min in the PEG-phospholipid-treated kidney after perfusion. For albumin or the oxidative stress markers HO-1, iNOS, and nitrotyrosine, there was a trend (n/d) that these markers were lower in PEG-phospholipid-treated kidneys compared to control kidneys. Thus, the results of histological ranking confirm that treatment of the kidney graft surface with PEG-phospholipid protects against complement activation and that there is a tendency to suppress oxidative stress.
Активация свертывания крови и комплементаActivation of blood coagulation and complement
Для того чтобы оценить влияние обработки ПЭГ-фосфолипидом на врожденную иммунную систему сосудов после реперфузии почек в модели кратковременный аллогенной трансплантации единым блоком свиньям, анализировали маркеры активации свертывания крови (TAT, фиг. 6A) и активации комплемента (C3a, sC5b-9, фиг. 5A и 5B) в крови. Уровни TAT были ниже в крови реципиентов с обработанными ПЭГ-фосфолипидом почками по сравнению с контрольными реципиентами. Наблюдали значимое снижение уровней TAT в обработанных ПЭГ-фосфолипидом почках по сравнению с непокрытыми контролями через 5 мин (46,1 ± 5,2 по сравнению с 73 ± 12,3, p: 0,01), 15 мин (48 ± 8,4 по сравнению с 73 ± 9, p: 0,02), 30 мин (41 ± 9,1 по сравнению с 57 ± 4,9, н/з), 60 мин (32 ± 4,8 по сравнению с 58 ± 3,7, p: 0,02), и 120 мин (28,6 ± 5,1 по сравнению с 53 ± 4, p: 0,02), но не через 240 мин (32 ± 4 по сравнению с 49 ± 6,1, н/з) и 360 мин (29 ± 9 по сравнению с 41 ± 14, н/з) после реперфузии. Данные результаты свидетельствовали о том, что активация свертывания крови значительно подавлялась с помощью модификации поверхности после трансплантации почки.To evaluate the effect of PEG-phospholipid treatment on the vascular innate immune system after renal reperfusion in a short-term allogeneic en bloc transplantation model in pigs, markers of coagulation activation (TAT, Fig. 6A) and complement activation (C3a, sC5b-9, Fig. 6A) were analyzed. 5A and 5B) in the blood. TAT levels were lower in the blood of recipients with PEG-phospholipid-treated kidneys compared with control recipients. There was a significant decrease in TAT levels in PEG-phospholipid-treated kidneys compared to uncoated controls at 5 min (46.1 ± 5.2 vs. 73 ± 12.3, p: 0.01), 15 min (48 ± 8. 4 vs. 73 ± 9, p: 0.02), 30 min (41 ± 9.1 vs. 57 ± 4.9, n/s), 60 min (32 ± 4.8 vs. 58 ± 3.7, p: 0.02), and 120 min (28.6 ± 5.1 vs. 53 ± 4, p: 0.02), but not at 240 min (32 ± 4 vs. 49 ± 6.1, n/s) and 360 min (29 ± 9 compared with 41 ± 14, n/s) after reperfusion. These results indicated that the activation of blood coagulation was significantly suppressed by surface modification after kidney transplantation.
Сходные результаты наблюдали для маркеров комплемента (C3a и sC5b-9). Наблюдалось значимое снижение уровней C3a в крови реципиентов, которым трансплантировали обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки, по сравнению с контрольными реципиентами через 5 мин (40 ± 2,8 по сравнению с 63,6 ± 5,4, p: 0,03), 15 мин (39 ± 4 по сравнению с 61 ± 7,2, p: 0,04), 60 мин (41 ± 5,2 по сравнению с 68 ± 5,1, p: 0,01), 120 мин (44 ± 6,1 по сравнению с 67 ± 3,1, p: 0,03), 240 мин (45 ± 12 по сравнению с 93 ± 3, p<0,0001) и 360 мин (45 ± 12 по сравнению с 80 ± 16, p<0,001), но не через 30 мин (39 ± 5,8 по сравнению с 54 ± 5,9, н/з) после реперфузии. Кроме того, также наблюдали значимое снижение уровня sC5b-9 по сравнению с контрольными реципиентами. Образование sC5b-9 в образцах из обработанных почек снижалось во все моменты времени, за исключением момента через 5 мин, по сравнению с контролями. Уровни sC5b-9 в плазме через 5 мин после реперфузии обработанных и контрольных почек составляли (16 ± 6 по сравнению с 31 ± 5, p: 0,2), через 15 мин (15 ± 3 по сравнению с 45 ± 11, p: 0,01), через 30 мин (16 ± 4 по сравнению с 45 ± 3, p: 0,01), через 60 мин (25 ± 7 по сравнению с 54 ± 4, p: 0,01), через 120 мин (36 ± 12 по сравнению с 64 ± 9, p: 0,01), через 240 мин (45 ± 11 по сравнению с 75 ± 11, p: 0,01) и через 360 мин (44 ± 14 по сравнению с 79 ± 11, p=0,008). Таким образом, данные результаты показали, что активация комплемента значительно подавлялась при покрытии эндотелия ПЭГ-фосфолипидом.Similar results were observed for complement markers (C3a and sC5b-9). There was a significant decrease in blood C3a levels in recipients receiving PEG-phospholipid-treated kidneys compared to control recipients at 5 min (40 ± 2.8 versus 63.6 ± 5.4, p: 0.03), 15 min (39 ± 4 vs. 61 ± 7.2, p: 0.04), 60 min (41 ± 5.2 vs. 68 ± 5.1, p: 0.01), 120 min (44 ± 6.1 vs. 67 ± 3.1, p: 0.03), 240 min (45 ± 12 vs. 93 ± 3, p < 0.0001) and 360 min (45 ± 12 vs. 80 ± 16, p<0.001), but not 30 min (39 ± 5.8 vs. 54 ± 5.9, n/s) after reperfusion. In addition, a significant decrease in sC5b-9 levels was also observed compared to control recipients. The formation of sC5b-9 in samples from treated kidneys was reduced at all time points, except at 5 min, compared with controls. Plasma sC5b-9 levels 5 min after reperfusion of treated and control kidneys were (16 ± 6 vs. 31 ± 5, p: 0.2), after 15 min (15 ± 3 vs. 45 ± 11, p: 0.01), after 30 min (16 ± 4 vs. 45 ± 3, p: 0.01), after 60 min (25 ± 7 vs. 54 ± 4, p: 0.01), after 120 min (36 ± 12 vs. 64 ± 9, p: 0.01), at 240 min (45 ± 11 vs. 75 ± 11, p: 0.01) and at 360 min (44 ± 14 vs. 79 ± 11, p=0.008). Thus, these results showed that complement activation was significantly suppressed when endothelium was coated with PEG phospholipid.
Функция почекKidney function
Функцию почек анализировали путем оценки диуреза после трансплантации почки с обработкой и без обработки ПЭГ-фосфолипидом (фиг. 10A). Наблюдалось значимое повышение общего количества выработанной мочи у реципиентов с обработанными ПЭГ-фосфолипидом почками по сравнению с контрольными реципиентами через 360 мин после реперфузии (48,3 ± 22,2 мл по сравнению с 33,5 ± 18,2 мл, p<0,05). Тем не менее, не наблюдали значимых различий между группами в отношении времени диуреза или уровней креатинина в сыворотке, поскольку почки реципиентов не удаляли.Renal function was analyzed by assessing urine output after kidney transplantation with and without PEG-phospholipid treatment (Fig. 10A). There was a significant increase in the total amount of urine produced in recipients with PEG-phospholipid-treated kidneys compared with control recipients 360 min after reperfusion (48.3 ± 22.2 ml versus 33.5 ± 18.2 ml, p < 0. 05). However, no significant differences were observed between groups regarding urine output time or serum creatinine levels because the recipients' kidneys were not removed.
B. Модель долговременной аллогенной трансплантацииB. Model of long-term allogeneic transplantation
Активация свертывания крови и комплементаActivation of blood coagulation and complement
Для того чтобы оценить влияние обработки ПЭГ-фосфолипидом на врожденную иммунную систему после реперфузии почек в модели долговременной аллогенной трансплантации на свиньях, анализировали маркеры активации комплемента (C3a, sC5b-9, фиг. 8A и 8B) и активации свертывания (TAT, фиг. 8C) в крови. Уровни TAT были ниже в крови реципиентов с обработанными ПЭГ-фосфолипидом почками по сравнению с контрольными реципиентами. Значимое снижение уровней TAT в обработанных ПЭГ-фосфолипидом почках по сравнению с непокрытыми контролями наблюдали через 24 часа (372 ± 123 по сравнению с 137 ± 21, p<0,05), 48 часов (365 ± 82 по сравнению с 152 ± 17, p<0,05), 72 часа (467 ± 96 по сравнению с 135 ± 18, p<0,001) и 96 часов (428,6 ± 111 по сравнению с 168 ± 23, p<0,01), но не через 1 час (378 ± 82 по сравнению с 176 ± 24, н/з) после реперфузии. Данные результаты свидетельствовали о том, что активация свертывания крови значительно подавлялась с помощью модификации поверхности после трансплантации почки.To evaluate the effect of PEG-phospholipid treatment on the innate immune system after renal reperfusion in a porcine model of long-term allogeneic transplantation, markers of complement activation (C3a, sC5b-9, Fig. 8A and 8B) and activation of coagulation (TAT, Fig. 8C) were analyzed. ) in blood. TAT levels were lower in the blood of recipients with PEG-phospholipid-treated kidneys compared with control recipients. Significant reductions in TAT levels in PEG-phospholipid-treated kidneys compared to uncoated controls were observed at 24 hours (372 ± 123 vs. 137 ± 21, p < 0.05), 48 hours (365 ± 82 vs. 152 ± 17, p<0.05), 72 hours (467 ± 96 versus 135 ± 18, p<0.001) and 96 hours (428.6 ± 111 versus 168 ± 23, p<0.01), but not after 1 hour (378 ± 82 vs. 176 ± 24, n/s) after reperfusion. These results indicated that the activation of blood coagulation was significantly suppressed by surface modification after kidney transplantation.
Сходные результаты наблюдали для маркеров комплемента (C3a и sC5b-9). Наблюдалось значимое снижение уровней C3a в крови реципиентов, которым трансплантировали обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки, по сравнению с контрольными реципиентами через 48 часов (119 ± 40 по сравнению с 67 ± 9, p<0,001), 72 часа (95 ± 13 по сравнению с 63 ± 10, p<0,01), но не через 1 час (68 ± 11 по сравнению с 54 ± 4, н/з), 24 часа мин (128 ± 54 по сравнению с 63 ± 18, н/з) или 96 часов (103 ± 21 по сравнению с 74 ± 8, н/з) после реперфузии. Кроме того, также наблюдали значимое снижение уровня sC5b-9 по сравнению с контрольными реципиентами. Образование sC5b-9 в образцах из обработанных почек снижалось во все моменты времени, кроме момента через 5 мин, по сравнению с контролями. Уровни sC5b-9 в плазме через 5 мин после реперфузии обработанных и контрольных почек составляли через 24 часа мин (73 ± 29 по сравнению с 33 ± 16, p<0,05), 48 час (94 ± 33 по сравнению с 33 ± 11, p<0,001), 72 часа (126 ± 46 по сравнению с 41 ± 18, p<0,0001) и 96 (108 ± 23 по сравнению с 51 ± 11, p<0,01), но не через 1 час (63 ± 11 по сравнению с 33 ± 16, н/з). Таким образом, данные результаты показали, что активация комплемента значительно подавлялась при покрытии эндотелия ПЭГ-фосфолипидом.Similar results were observed for complement markers (C3a and sC5b-9). There was a significant decrease in C3a levels in the blood of recipients transplanted with PEG-phospholipid-treated kidneys compared to control recipients at 48 hours (119 ± 40 versus 67 ± 9, p < 0.001), 72 hours (95 ± 13 versus 63 ± 10, p<0.01), but not after 1 hour (68 ± 11 compared with 54 ± 4, n/s), 24 h min (128 ± 54 compared with 63 ± 18, n/s) or 96 hours (103 ± 21 vs. 74 ± 8, n/s) after reperfusion. In addition, a significant decrease in sC5b-9 levels was also observed compared to control recipients. The formation of sC5b-9 in samples from treated kidneys was reduced at all time points except 5 min compared with controls. Plasma sC5b-9 levels 5 min after reperfusion of treated and control kidneys were 24 h min (73 ± 29 vs. 33 ± 16, p < 0.05), 48 h min (94 ± 33 vs. 33 ± 11 , p<0.001), 72 hours (126 ± 46 vs. 41 ± 18, p<0.0001) and 96 (108 ± 23 vs. 51 ± 11, p<0.01), but not after 1 hour (63 ± 11 vs. 33 ± 16, n/c). Thus, these results showed that complement activation was significantly suppressed when endothelium was coated with PEG-phospholipid.
Провоспалительные цитокиныPro-inflammatory cytokines
Оценивали концентрацию цитокинов/хемокинов при долговременной аллогенной трансплантации почки. Применяя мультиплексный анализ оценивали концентрацию в плазме INFγ, IL-1β, IL-2, IL-1α, IL-1R, IL-4, IL-6, IL-10, IL-18, IL-8, IL-12 и TNF, см. фиг. 9A - 9L. Уровни IL-1β, IL-1R, IL-4, IL-6, IL-12, IL-18 и TNF значительно снижались у животных, которым трансплантировали обработанные ПЭГ-липидом почки, через 4 суток.Cytokine/chemokine concentrations were assessed during long-term allogeneic kidney transplantation. Plasma concentrations of INFγ, IL-1β, IL-2, IL-1α, IL-1R, IL-4, IL-6, IL-10, IL-18, IL-8, IL-12 and TNF were assessed using a multiplex assay. , see fig. 9A - 9L. Levels of IL-1β, IL-1R, IL-4, IL-6, IL-12, IL-18, and TNF were significantly reduced in animals transplanted with PEG-lipid-treated kidneys after 4 days.
Функция почекKidney function
Все животные хорошо восстанавливались после трансплантации и начинали есть в течение 24 ч. Продукцию мочи подтверждали с помощью ультразвукового исследования и мочу обнаруживали в мочевом пузыре в течение 72 ч у всех свиней. Функцию почек анализировали путем оценки уровней креатина после трансплантации почки с обработкой и без обработки ПЭГ-фосфолипидом (фиг. 10B). Наблюдали значительно более низкий уровень у реципиентов с обработанными ПЭГ-фосфолипидом почками по сравнению с контрольными реципиентами за весь четырехсуточный период.All animals recovered well from transplantation and were eating within 24 hours. Urine production was confirmed by ultrasound and urine was detected in the bladder within 72 hours in all pigs. Kidney function was analyzed by assessing creatine levels after kidney transplantation with and without PEG-phospholipid treatment (Fig. 10B). Significantly lower levels were observed in recipients with PEG-phospholipid-treated kidneys compared to control recipients over the entire four-day period.
НекропсияNecropsy
Не наблюдали признаков заболеваний, за исключением изменений, связанных с трансплантацией почек. Патологоанатомическое исследование проводили в Отделе патологии, SLU, Уппсала.No signs of disease were observed, with the exception of changes associated with kidney transplantation. The pathological examination was carried out at the Department of Pathology, SLU, Uppsala.
Постперфузионный синдромPostperfusion syndrome
В наших исследованиях долговременной выживаемости на свиньях показали, что у животных, которым трансплантировали обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки, наблюдали минимальные изменения или не наблюдали изменений частоты пульса и артериального давления после реперфузии. Таким образом, продукт ПЭГ-фосфолипид также предотвращал активацию системы контакта и, в конечном счете, ПРС, см. фиг. 11.Our long-term survival studies in pigs showed that animals transplanted with PEG-phospholipid-treated kidneys had minimal or no changes in heart rate and blood pressure after reperfusion. Thus, the PEG-phospholipid product also prevented activation of the contact system and ultimately the ORS, see FIG. eleven.
Предварительная обработка раствором HTKPre-treatment with HTK solution
На фиг. 16A и 16B показаны результаты оценки инкубации почек свиней в течение 24 часов в дополненном ПЭГ-фосфолипидом растворе HTK при 4°C. Значения TAT представлены на фиг. 16A и значения креатинина в плазме представлены на фиг. 16B. Наблюдали значительные улучшения при выдерживании почек свиньи в растворе HTK, дополненном ПЭГ-фосфолипидом, по сравнению с контролем только с раствором HTK и без обработки ПЭГ-фосфолипидом. Низких уровней креатинина в плазме, наблюдаемых в обработанных почках свиньи, добивались даже без какой-либо дополнительной иммуносуппрессии.In fig. 16A and 16B show the results of an evaluation of porcine kidneys incubated for 24 hours in a PEG-phospholipid-supplemented HTK solution at 4°C. The TAT values are presented in Fig. 16A and plasma creatinine values are presented in FIG. 16B. Significant improvements were observed when porcine kidneys were incubated in HTK solution supplemented with PEG-phospholipid compared to the control with HTK solution alone and without PEG-phospholipid treatment. The low plasma creatinine levels observed in treated porcine kidneys were achieved even without any additional immunosuppression.
Хранение органаOrgan storage
Когда ПЭГ-липид растворяли в жидкости для перфузии в комбинации с длительным хранением трансплантата при +4°C, наблюдали значительно меньшую активацию системы каскада (фиг. 17A - 17D) и уровни экспрессии цитокинов (фиг. 18A - 18G) в обработанных ПЭГ-липидом почках после реперфузии.When PEG-lipid was dissolved in the perfusion fluid in combination with long-term graft storage at +4°C, significantly less activation of the cascade system (FIGS. 17A - 17D) and cytokine expression levels (FIGS. 18A - 18G) were observed in PEG-lipid-treated kidneys after reperfusion.
Гистологический анализ FITC-ПЭГ-фосфолипидаHistological analysis of FITC-PEG-phospholipid
На фиг. 19 показаны изображения конфокальной микроскопии биоптатов из почек, обработанных FITC-ПЭГ-фосфолипидом (5 кДа) и FITC-ПЭГ-фосфолипидом (40 кДа), вместе с контролем. На данных изображениях, таким образом, показано поглощение 5 кДа ПЭГ-липида и 40 кДа ПЭГ-липида после инфузии ex vivo ПЭГ-липидов в почки из четырех различных свиней, где одну почку использовали для 5 кДа ПЭГ-липида, а другую для 40 кДа ПЭГ-липида. На фиг. 19 показано, что 5 кДа ПЭГ-липид более эффективно проникал в паренхиму почки по сравнению с 40 кДа ПЭГ-липидом. Соответственно, 40 кДа молекулы ПЭГ-липида менее эффективно фильтровались через клубочки нефронов, чем 5 кДа молекулы ПЭГ-липида.In fig. 19 shows confocal microscopy images of kidney biopsies treated with FITC-PEG phospholipid (5 kDa) and FITC-PEG phospholipid (40 kDa) along with controls. These images therefore show the uptake of 5 kDa PEG-lipid and 40 kDa PEG-lipid after ex vivo infusion of PEG-lipids into kidneys from four different pigs, where one kidney was used for 5 kDa PEG-lipid and the other for 40 kDa. PEG lipid. In fig. 19 shows that the 5 kDa PEG lipid penetrated the kidney parenchyma more effectively compared to the 40 kDa PEG lipid. Accordingly, 40 kDa PEG lipid molecules were less efficiently filtered through the nephron glomeruli than 5 kDa PEG lipid molecules.
ОбсуждениеDiscussion
При множестве заболеваний и патологических состояний ишемия вызывает патологические изменения. В основном, четыре типа механизмов вызывают ишемию в ткани, а именно: тромбоз, трансплантация, установка зажима на артерию, ведущую к органу, и сепсис. ИРП является неизбежным событием при трансплантации органов, но оно также возникает при широком диапазоне других клинически значимых состояний, таких как смерть головного мозга, сепсис, операция на сердце, а также после реперфузии ишемической области при угрожающем инфаркте миокарда или инсульте. В данном эксперименте мы продемонстрировали, что покрытие эндотелиальной выстилки и системы канальцев конструкцией ПЭГ-фосфолипида перед трансплантацией в модели как кратковременной, так и долговременной аллогенной трансплантации свиньям, функционально заменяет GXC и сильно ослабляет первичный ответ И/Р на повреждение in vivo.In many diseases and pathological conditions, ischemia causes pathological changes. Basically, four types of mechanisms cause ischemia in tissue, namely thrombosis, transplantation, clamping of the artery leading to the organ, and sepsis. IRI is an inevitable event in organ transplantation, but it also occurs in a wide range of other clinically significant conditions, such as brain death, sepsis, cardiac surgery, and after reperfusion of the ischemic region for impending myocardial infarction or stroke. In this experiment, we demonstrate that coating the endothelial lining and tubular system with a PEG-phospholipid construct prior to transplantation in both short-term and long-term porcine allogeneic transplantation models functionally replaces GXC and strongly attenuates the primary I/R response to injury in vivo .
Трансплантируемая почка подвергается ишемическому повреждению на различных стадиях, начиная с периода времени в доноре до фактического события трансплантации. Поскольку трупные доноры служат основными источниками донорских органов, гемодинамическая нестабильность кровотока в трупных донорах является одной из главных причин ишемии. Теплая ишемия возникает во время сбора органа из трупных доноров и холодное ишемическое повреждение происходит в процессе консервации органов при более низкой температуре. Реперфузия органа у реципиента завершает И/Р повреждение.The transplanted kidney is subject to ischemic injury at various stages, ranging from the period of time in the donor to the actual transplantation event. Since cadaveric donors serve as the main sources of donor organs, hemodynamic instability of blood flow in cadaveric donors is one of the main causes of ischemia. Warm ischemia occurs during organ harvesting from cadaveric donors and cold ischemic injury occurs during organ preservation at lower temperatures. Reperfusion of the organ in the recipient completes the I/R injury.
Для того чтобы преодолеть данные проблемы, мы предложили новый способ местной защиты от атаки врожденной иммунной системы при трансплантации почки. Эндотелий почки и канальцы покрывали ПЭГ-фосфолипидами посредством гидрофобных взаимодействий с липидным бислоем мембраны клетки, тем самым заменяя слой GXC. Цепи ПЭГ инертны и обладают высокой биосовместимостью. Следовательно, ПЭГ-фосфолипид отдельно защищает от И/Р повреждения путем защиты мембран эндотелиальных клеток и клеток канальцев и препятствования достижению их белками и активированию последних на поверхностях эндотелиальных клеток почки.To overcome these problems, we proposed a new method for local protection against innate immune system attack in kidney transplantation. Kidney endothelium and tubules were coated with PEG phospholipids through hydrophobic interactions with the lipid bilayer of the cell membrane, thereby replacing the GXC layer. PEG chains are inert and highly biocompatible. Therefore, PEG phospholipid alone protects against I/R injury by protecting endothelial and tubular cell membranes and preventing proteins from reaching and activating them on the surfaces of renal endothelial cells.
Для обработанных ПЭГ-фосфолипидом почек у реципиентов выявили меньшую активацию иммунной системы, что отражали аттенуированные уровни в плазме TAT, FXIIa, TF, C3a и sC5b-9 и депонирование C3b на поверхности эндотелия трансплантатов почек. Это показало, что цепи ПЭГ, торчащие из липидного бислоя мембраны, могут ингибировать активацию комплемента и защищать мембраны клеток от депонирования компонентов комплемента после реперфузии свежей кровью реципиентов. Это также приводило к подавлению активации свертывания. Активация комплемента и свертывания является отличительным признаком И/Р, и пониженные уровни маркеров комплемента подтверждают концепцию защитного действия от И/Р повреждения, приводящего к отторжению.PEG-phospholipid-treated kidneys showed less immune system activation in recipients, as reflected by attenuated plasma levels of TAT, FXIIa, TF, C3a, and sC5b-9 and deposition of C3b on the endothelial surface of kidney grafts. This showed that PEG chains protruding from the lipid bilayer of the membrane can inhibit complement activation and protect cell membranes from the deposition of complement components after reperfusion with fresh blood from recipients. This also led to suppression of coagulation activation. Activation of complement and coagulation is a hallmark of I/R, and decreased levels of complement markers support the concept of a protective effect against I/R injury leading to rejection.
В кратковременном исследовании за трансплантатом наблюдали в течение до 6 часов для оценки функции почек и местной гемосовместимости. Когда суспензию ПЭГ-фосфолипида вводили путем инъекции через общий фрагмент аорты для двух трансплантатов почки, ткань всей тестируемой почки равномерно покрывалась ПЭГ-фосфолипидом, включая клубочки (фиг. 4B, 4D, 4F). Макроскопическое патоморфологическое исследование трансплантатов почки не изменялось, свидетельствуя о том, что обработка трансплантата почки ПЭГ-фосфолипидом не оказывает нежелательного влияния на жизнеспособность клеток. Также, когда сравнивали суммарное выделение мочи между контрольной почкой и обработанной ПЭГ-фосфолипидом почкой, наблюдали существенные улучшения диуреза в исследуемой почке. Данные результаты свидетельствуют не только о том, что эндотелий почки был защищен от атаки врожденной иммунной системой, но также что функция почек была хорошо сохранена, несмотря на то, что клубочки были покрыты ПЭГ-фосфолипидом. Учитывая установленную связь между морфологическими изменениями после ишемического повреждения и функцией почек как инструмент, чтобы отличить жизнеспособные и нежизнеспособные почки ex-vivo, наше исследование с кратковременным наблюдением продемонстрировало эффективность покрытия ПЭГ-фосфолипидом для ослабления атаки И/Р без каких-либо нежелательных явлений на функцию почек.In a short-term study, the graft was observed for up to 6 hours to assess renal function and local hemocompatibility. When the PEG phospholipid suspension was injected through a common aortic fragment for two kidney grafts, the tissue of the entire test kidney was uniformly coated with PEG phospholipid, including the glomeruli (Figures 4B, 4D, 4F). Macroscopic pathological examination of the kidney grafts was unchanged, indicating that treatment of the kidney graft with PEG-phospholipid did not have an undesirable effect on cell viability. Also, when the total urine output was compared between the control kidney and the PEG-phospholipid-treated kidney, significant improvements in urine output were observed in the test kidney. These results indicate not only that the renal endothelium was protected from attack by the innate immune system, but also that renal function was well preserved despite the glomeruli being coated with PEG phospholipid. Given the established relationship between morphological changes after ischemic injury and renal function as a tool to distinguish between viable and nonviable kidneys ex-vivo , our short-term follow-up study demonstrated the effectiveness of PEG-phospholipid coating in attenuating I/R attack without any adverse effects on function kidney
Эффект ПЭГ-фосфолипида ограничен поверхностью клетки, поскольку связывание опосредовано гидрофобным взаимодействием. По результатам отслеживания флуоресценции ПЭГ-фосфолипида, связавшегося в почках, как в кратковременной, так и в долговременной модели, показали, что наблюдалось снижение интенсивности в течение периода наблюдения, свидетельствующее о том, что ПЭГ-фосфолипид отсоединялся от эндотелия. Похоже, флуоресценция мигрировала из клубочков в систему канальцев, в конечном итоге достигая основания клеток канальцев через 6 часов после трансплантации. Флуоресценция была обнаружена в моче в течение периода наблюдения, что подтверждает, что молекулы ПЭГ-фосфолипида метаболизировались почкой. В долговременном исследовании значительную флуоресценцию детектировали до 12 - 24 часов после реперфузии, и она полностью исчезала через 48 часов. Возможно, что первоначально присутствует перенасыщение ПЭГ-фосфолипидом, который легко вымывают, и что фактическая защита эндотелиальных клеток осуществляется молекулами, дающими только слабую флуоресценцию. Это подкрепляется относительно низкой флуоресценцией ПЭГ-фосфолипида в кратковременном исследовании через 6 часов после трансплантации в комбинации с защитным действием от атаки врожденной иммунной системой, о чем свидетельствуют значительные различия в уровнях TAT, C3a и sC5b-9 в крови и в депонировании C3b в трансплантатах почки. Это также поддерживалось тем, что эффективность сохранялась в долговременном исследовании до 72 часов, несмотря на то, что наблюдали более низкую плотность ПЭГ-фосфолипида, встроенного в поверхность эндотелия. Следовательно, долговременная стабильность ПЭГ-фосфолипидов достаточна.The effect of PEG phospholipid is limited to the cell surface since binding is mediated by hydrophobic interaction. By monitoring the fluorescence of PEG phospholipid bound in the kidneys in both the short-term and long-term models, it was shown that there was a decrease in intensity during the observation period, indicating that the PEG phospholipid was detached from the endothelium. Fluorescence appeared to migrate from the glomeruli into the tubular system, eventually reaching the base of the tubular cells 6 hours after transplantation. Fluorescence was detected in urine during the observation period, confirming that PEG phospholipid molecules were metabolized by the kidney. In a long-term study, significant fluorescence was detected up to 12 to 24 hours after reperfusion and completely disappeared after 48 hours. It is possible that there is an initial oversaturation of PEG phospholipid, which is easily washed away, and that the actual protection of the endothelial cells is carried out by molecules that produce only weak fluorescence. This is supported by the relatively low fluorescence of PEG phospholipid in a short-term study at 6 hours post-transplant in combination with a protective effect against innate immune system attack, as evidenced by significant differences in TAT, C3a and sC5b-9 levels in the blood and in C3b deposition in kidney grafts . This was also supported by the fact that efficacy was maintained in a long-term study of up to 72 hours, although a lower density of PEG phospholipid embedded in the endothelial surface was observed. Therefore, the long-term stability of PEG phospholipids is sufficient.
Данное кратковременное исследование подтверждает концепцию эффективности покрытия только ПЭГ-фосфолипидом для ослабления событий И/Р повреждения путем непосредственного подавления тромбовоспаления. ПЭГ-фосфолипид был разработан, чтобы действовать как связь и спейсер для регуляторов врожденного иммунитета, связанных с клетками. Функционализованные молекулы ПЭГ-фосфолипида очень эффективно аттенуируют различные типы врожденных иммунных и тромботических реакций, таких как активация комплемента, активация системы контакта и активация тромбоцитов. Например, пептид с аффинностью к Фактору H ингибирует активацию комплемента, и апираза способна уменьшать тромботические реакции, связанные с активацией тромбоцитов. Вместе данные два регулятора могут полностью ингибировать тромбовоспаление, запускаемое в ксеногенной системе, когда эндотелиальный клетки аорты свиньи приводят в контакт с кровью человека в системе in vitro цельной крови. При рассмотрении эффекта погружения от ПЭГ-фосфолипида отдельно, добавление регуляторов в ПЭГ-фосфолипид дополнительно улучшает конструкцию в отношении ингибирования И/Р повреждения в аллогенных трансплантатах почки.This short-term study provides proof of concept for the effectiveness of PEG-phospholipid-only coating to attenuate I/R injury events by directly inhibiting thromboinflammation. PEG phospholipid was designed to act as a binder and spacer for cell-associated innate immune regulators. Functionalized PEG phospholipid molecules are very effective at attenuating various types of innate immune and thrombotic responses such as complement activation, junction system activation and platelet activation. For example, a peptide with affinity for Factor H inhibits complement activation, and apyrase is able to reduce thrombotic reactions associated with platelet activation. Together, these two regulators can completely inhibit the thromboinflammation triggered in the xenogeneic system when porcine aortic endothelial cells are brought into contact with human blood in an in vitro whole blood system. When considering the immersion effect of PEG-phospholipid alone, the addition of regulators to PEG-phospholipid further improves the design with respect to inhibition of I/R injury in allogeneic kidney grafts.
Активация системы контакта, которая является частью врожденного иммунитета, может вызывать серьезные осложнения во время операции, такие как сердечно-сосудистые нарушения и гемодинамическая нестабильность после реперфузии. Данный феномен, который ранее был описан как постреперфузионный синдром (ПРС), сначала наблюдали у реципиентов трансплантата печени, которые испытывали тяжелую гемодинамическую нестабильность после реперфузии трансплантата печени. Тем не менее, данный феномен также наблюдали у реципиентов трансплантата почки и поджелудочной железы, которые часто страдают от мгновенной гемодинамической нестабильности после реперфузии. Во время ПРС активируются белок плазмы фактор XII, пре-калликреин и высокомолекулярный кининоген, приводя к активации каскада свертывания крови и продукции брадикинина, который представляет собой очень эффективное сосудорасширяющее средство, вызывающее гемодинамическую нестабильность. Следовательно, быстрое снижение системного артериального давления приводит к нарушению перфузии трансплантата и продлению теплой ишемии трансплантата. Данные пациенты могут страдать от отсроченной функции трансплантата, повышенного риска отторжения и преждевременной утраты трансплантата. У здоровых индивидов повышенная частота пульса может частично компенсировать падение артериального давления.Activation of the contact system, which is part of the innate immune system, can cause serious complications during surgery, such as cardiovascular disorders and hemodynamic instability after reperfusion. This phenomenon, which was previously described as post-reperfusion syndrome (PRS), was first observed in liver transplant recipients who experienced severe hemodynamic instability after liver graft reperfusion. However, this phenomenon has also been observed in kidney and pancreas transplant recipients, who often suffer from immediate hemodynamic instability after reperfusion. During PRS, the plasma protein factor XII, pre-kallikrein and high molecular weight kininogen are activated, leading to activation of the coagulation cascade and production of bradykinin, which is a very effective vasodilator causing hemodynamic instability. Consequently, a rapid decrease in systemic blood pressure leads to impaired graft perfusion and prolongation of warm graft ischemia. These patients may suffer from delayed graft function, increased risk of rejection, and premature graft loss. In healthy individuals, an increased heart rate may partially compensate for a drop in blood pressure.
В наших долговременных исследованиях выживаемости свиней было показано, что у животных, которым трансплантировали обработанные ПЭГ-фосфолипидом почки, были минимальные изменения или не было изменений в частоте пульса и артериальном давлении после реперфузии. Таким образом, продукт ПЭГ-фосфолипид также предотвращал активацию системы контакта и, в конечном счете, ПРС.Our long-term survival studies in pigs showed that animals transplanted with PEG-phospholipid-treated kidneys had minimal or no changes in heart rate and blood pressure after reperfusion. Thus, the PEG-phospholipid product also prevented the activation of the contact system and, ultimately, the ORS.
Отличие между различными длительными экспериментами состояло в том, что трансплантат в более ранних экспериментах хранили в холодильной камере при +4°C в течение 24 ч без погружения в жидкость для перфузии и что ПЭГ-фосфолипид вводили путем перфузии в сосудистую систему за 40 мин до трансплантации почки. В более поздних экспериментах трансплантат подвергали перфузии ПЭГ-фосфолипидом незамедлительно после сбора и после этого погружали в ПЭГ-фосфолипид, растворенный в жидкости для перфузии, на 24 ч при +4°C до момента трансплантации и реперфузии. Уже в первом исследовании наблюдали значительно меньшую активацию системы каскада (фиг. 8A - 8C) и экспрессию цитокинов (фиг. 9A - 9L) у животных с обработкой ПЭГ-фосфолипидом. Тем не менее, во втором исследовании активация системы каскада (фиг. 17A - 17D) и экспрессия цитокинов (фиг. 18A - 18G) были гораздо ниже по сравнению с первым исследованием и, кроме того, обработка ПЭГ-фосфолипидом приводила к значительному уменьшению активации системы каскада (фиг. 17A - 17D) и экспрессии цитокинов (фиг. 18A - 18G). Следовательно, в настоящем эксперименте явно продемонстрировали, что комбинация жидкости для перфузии и ПЭГ-фосфолипида представляла собой лучшую комбинацию. В данном эксперименте также показали, что экспрессия цитокинов была явно ниже непосредственно после реперфузии обработанных ПЭГ-фосфолипидом трансплантатов (фиг. 18A - 18G), указывая на то, что противовоспалительный эффект вызывался уже во время периода холодовой ишемии перед реперфузией, возможно благодаря ингибиторному действию на CL-11 во время ишемии, как упоминали выше.The difference between the various long-term experiments was that the graft in the earlier experiments was stored in a refrigerator at +4°C for 24 hours without immersion in liquid for perfusion and that the PEG phospholipid was injected by perfusion into the vascular system 40 minutes before transplantation kidneys In later experiments, the graft was perfused with PEG-phospholipid immediately after harvest and then immersed in PEG-phospholipid dissolved in the perfusion fluid for 24 hours at +4°C until transplantation and reperfusion. Already in the first study, significantly less activation of the cascade system (Figs. 8A - 8C) and cytokine expression (Figs. 9A - 9L) was observed in animals treated with PEG-phospholipid. However, in the second study, activation of the cascade system (Figs. 17A - 17D) and cytokine expression (Figs. 18A - 18G) were much lower compared to the first study and, in addition, treatment with PEG-phospholipid resulted in a significant decrease in activation of the system cascade (Fig. 17A - 17D) and cytokine expression (Fig. 18A - 18G). Therefore, the present experiment clearly demonstrated that the combination of perfusion fluid and PEG-phospholipid was the best combination. This experiment also showed that cytokine expression was clearly lower immediately after reperfusion of PEG-phospholipid-treated grafts (Figs. 18A - 18G), indicating that the anti-inflammatory effect was already induced during the period of cold ischemia before reperfusion, possibly due to an inhibitory effect on CL-11 during ischemia, as mentioned above.
ЭКСПЕРИМЕНТ 2EXPERIMENT 2
Целью эксперимента была оценка безопасности ПЭГ, конъюгированного с фосфолипидом (1,2-дипальмитоил-sn-глицерин-3-фосфатидилэтаноламин, DPPE), на крысах. Разовую дозу соединения вводили внутривенно, а затем следовал период восстановления в течение 14 суток. В условиях клиники 2 г соединения ПЭГ (MW: 5,0 кДа)/фосфолипид будут разбавлять в 1000 мл раствора для перфузии, который обычно вводят в трансплантаты органов ex vivo перед имплантацией реципиенту. Крысам в группе низкой дозы давали такую же концентрацию, и крысам в группе высокой дозы давали в 10 раз большую концентрацию, соответственно.The aim of the experiment was to evaluate the safety of PEG conjugated to phospholipid (1,2-dipalmitoyl-sn-glycerol-3-phosphatidylethanolamine, DPPE) in rats. A single dose of the compound was administered intravenously, followed by a recovery period of 14 days. In a clinical setting, 2 g of PEG (MW: 5.0 kDa)/phospholipid compound will be diluted in 1000 ml of perfusion solution, which is typically injected into ex vivo organ grafts prior to implantation into the recipient. Rats in the low dose group were given the same concentration, and rats in the high dose group were given 10 times the concentration, respectively.
Дизайн исследованияStudy design
Тридцать крыс Sprague Dawley обоих полов приобретали в Charles River и перевозили в Уппсалу. Эксперимент продолжался всего четыре недели, начиная с периода акклиматизации в течение двух недель, после которого животным вводили путем инъекции в произвольном порядке либо NaCl, либо низкую дозу, либо высокую дозу ПЭГ-фосфолипида (день 1). Инъекции вводили в боковую хвостовую вену. Крыс затем неоднократно осматривали в их клетках в течение 6 часов, используя для наблюдения тест Ирвина, который включает расширенное клиническое исследование неврологических и двигательных функций для выявления признаков острой токсичности. Лечение было заслеплено от наблюдающего персонала. Клинические исследования пять дней в неделю затем продолжали в течение двух недель. По окончании исследования кровь собирали путем пункции сердца под терминальной анестезией. После умерщвления всех животных незамедлительно подвергали некропсии (день 15).Thirty Sprague Dawley rats of both sexes were purchased from Charles River and transported to Uppsala. The experiment lasted a total of four weeks, starting with an acclimation period of two weeks, after which the animals were randomly injected with either NaCl, a low dose, or a high dose of PEG phospholipid (day 1). Injections were given into the lateral tail vein. The rats were then observed repeatedly in their cages over a 6-hour period using the Irwin observation test, which involves extensive clinical examination of neurological and motor function to detect signs of acute toxicity. Treatment was blinded to the observing staff. Clinical studies five days a week then continued for two weeks. At the end of the study, blood was collected by cardiac puncture under terminal anesthesia. After sacrifice, all animals were immediately subjected to necropsy (day 15).
Группа 1: 10 контрольных животных (5 самок, 5 самцов) получили NaCl, 1 млGroup 1: 10 control animals (5 females, 5 males) received NaCl, 1 ml
Группа 2: 10 крыс (5 самок, 5 самцов) получили 2 мг/мл ПЭГ-фосфолипида, 1 млGroup 2: 10 rats (5 females, 5 males) received 2 mg/ml PEG phospholipid, 1 ml
Группа 3: 10 крыс (5 самок, 5 самцов) получили 20 мг/мл ПЭГ-фосфолипида, 1 млGroup 3: 10 rats (5 females, 5 males) received 20 mg/ml PEG phospholipid, 1 ml
Клинические наблюденияClinical observations
На всем протяжении исследования всех животных осматривали и проводили манипуляции 5 дней в неделю. Их вынимали из клетки и помещали на кусок синтетического флиса по одной или по двое за раз. Три раза в неделю всех крыс выпускали на большую игровую площадку, по 5 крыс за раз, чтобы они лазали, купались и исследовали. Использовали положительное подкрепление в виде кукурузных хлопьев сразу после проведения манипуляций. Им проводили полный клинический осмотр по прибытии в виварий и перед инъекцией вещества. Сразу после инъекции крыс осматривали для выявления признаков токсичности в течение шести часов с определенными интервалами. После этого их регулярно осматривал квалифицированный ветеринар. Не наблюдали клинических признаков заболевания или токсичности ни у одного животного во время акклиматизации и экспериментального периода.Throughout the study, all animals were examined and manipulated 5 days a week. They were removed from the cage and placed on a piece of synthetic fleece, one or two at a time. Three times a week, all rats were released into a large play area, 5 rats at a time, to climb, bathe, and explore. Positive reinforcement in the form of corn flakes was used immediately after the manipulations. They underwent a full clinical examination upon arrival at the vivarium and before injection of the substance. Immediately after injection, rats were monitored for signs of toxicity for six hours at specified intervals. Thereafter, they were examined regularly by a qualified veterinarian. No clinical signs of disease or toxicity were observed in any animal during the acclimation and experimental periods.
Масса телаBody mass
Массы тела всех животных регистрировали перед внутривенной инъекцией и после нее дважды в неделю на всем оставшемся протяжении исследования. Набор массы тела животными был сходной величины во всех трех группах.The body weights of all animals were recorded before and after intravenous injection twice a week for the remainder of the study. Animal weight gain was similar in all three groups.
Офтальмологический осмотрOphthalmological examination
Всем животным проводили офтальмологический осмотр с биомикроскопией (KOWA-SL17) и офтальмоскопией (Heine Omega 500) за одну неделю до и через одну неделю после введения путем инъекции ПЭГ-фосфолипида. Крысы получали глазные капли Мидриацил® (тропикамид), 0,5%, 5 мг/мл перед осмотром. Их удерживали путем аккуратной фиксации вручную на всем протяжении процедуры.All animals underwent an ophthalmological examination with biomicroscopy (KOWA-SL17) and ophthalmoscopy (Heine Omega 500) one week before and one week after administration by PEG-phospholipid injection. Rats received Mydriacyl® (tropicamide) eye drops, 0.5%, 5 mg/ml before examination. They were held in place by gentle manual fixation throughout the procedure.
Не наблюдали признаков токсичности на офтальмологическом осмотре. Перед введением вещества у одной самки крысы наблюдали непрозрачность роговицы правого глаза и у двух самок крыс наблюдали ядерную непрозрачность хрусталика: у одной в обоих глазах и у другой - только в правом глазу. Не наблюдали офтальмологических изменений после введения вещества, за исключением легкого раздражения эпителия у одной из самок. У двух самцов крыс перед инъекцией вещества наблюдали дегенерацию роговицы: у одной билатеральную, а у другой - только правой роговицы. У одного самца наблюдали ядерные дефекты хрусталика, а у другого - катаракту. Интравитреальное кровоизлияние в левом глазу можно было наблюдать у одного самца крысы. После введения вещества не наблюдали изменений у самцов крыс, и кровоизлияние рассосалось.No signs of toxicity were observed on ophthalmologic examination. Before administration of the substance, opacity of the cornea of the right eye was observed in one female rat, and nuclear opacity of the lens was observed in two female rats: in one in both eyes and in the other in only the right eye. No ophthalmological changes were observed after administration of the substance, with the exception of mild irritation of the epithelium in one of the females. In two male rats, corneal degeneration was observed before injection of the substance: in one, bilateral, and in the other, only the right cornea. Nuclear lens defects were observed in one male, and cataracts were observed in another. Intravitreal hemorrhage in the left eye could be observed in one male rat. After administration of the substance, no changes were observed in male rats, and the hemorrhage resolved.
Клиническая патологияClinical pathology
По окончании исследования кровь брали из всех животных путем пункции сердца, один мл крови разделяли по пробиркам с ЭДТА и Li-гепарином. После центрифугирования при 3000 об/мин в течение 10 мин собирали плазму и хранили при -20°C до анализа клинической биохимии. Кровь с ЭДТА незамедлительно анализировали на гематологию с помощью медицинского устройства Advia 2120 Siemens, а плазму - с помощью Architect c4000, Abbott Laboratories, согласно руководству для пользователя и стандартным операционным процедурам, в отделе клинической патологии, SLU, Уппсала. Данные анализы утверждены для грызунов. Проводили следующие гематологические исследования: кровь (B)-тромбоциты (B-TPK), B-эритроциты (B-EPK), B-гемоглобин (B-Hb), B-средний объем эритроцитов (B-MCV), B-средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах (B-MCHC), эритроциты-ретикулоциты, ширина распределения эритроцитов по объему (RDW), среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCH), средний объем тромбоцитов (MPV), эритроциты-морфология, B-лейкоциты (B-LPK), B-нейтрофилы, B-эозинофилы, B-базофилы, B-лимфоциты, B-моноциты, - и в качестве клинической биохимии проводили следующие измерения: натрий, калий, глюкоза, общий холестерин, мочевина, креатинин, общий белок и альбумин, аланинаминотрансфераза (АЛТ), аспартатаминотрансфераза (АСТ) и желчные кислоты. Когда возможно, проводили следующие анализы мочи: pH, белок, глюкоза и кровь.At the end of the study, blood was taken from all animals by cardiac puncture; one ml of blood was divided into tubes with EDTA and Li-heparin. After centrifugation at 3000 rpm for 10 min, plasma was collected and stored at -20°C until clinical chemistry analysis. EDTA blood was immediately analyzed for hematology using a Siemens Advia 2120 medical device and plasma using an Architect c4000, Abbott Laboratories, according to the user manual and standard operating procedures, at the Department of Clinical Pathology, SLU, Uppsala. These assays are validated for rodents. The following hematological studies were performed: blood (B)-platelet (B-TPK), B-erythrocyte (B-EPK), B-hemoglobin (B-Hb), B-mean erythrocyte volume (B-MCV), B-mean concentration erythrocyte hemoglobin (B-MCHC), erythrocyte-reticulocyte, erythrocyte volume distribution width (RDW), mean erythrocyte hemoglobin (MCH), mean platelet volume (MPV), erythrocyte-morphology, B-leukocyte (B-LPK) , B-neutrophils, B-eosinophils, B-basophils, B-lymphocytes, B-monocytes, - and the following measurements were performed as clinical biochemistry: sodium, potassium, glucose, total cholesterol, urea, creatinine, total protein and albumin, alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST) and bile acids. When possible, the following urine tests were performed: pH, protein, glucose, and blood.
Результаты всех анализов крови и плазмы находились в рамках нормальной области значений для крыс Sprague Dawley в возрасте 8 - 16 недель. В пяти образцах мочи была обнаружена кровь.All blood and plasma test results were within the normal range for Sprague Dawley rats 8 to 16 weeks of age. Blood was found in five urine samples.
ПатологияPathology
Всех животных подвергали эвтаназии в рамках запланированной некропсии в день 15 путем обескровливания под анестезией изофлураном и кислородом. Массы тела регистрировали после умерщвления и проводили макропатологию. Не было обнаружено макроскопических отклонений от нормы ни у одного из животных.All animals were euthanized as part of a scheduled necropsy on day 15 by exsanguination under isoflurane and oxygen anesthesia. Body weights were recorded after sacrifice and gross pathology was performed. No macroscopic abnormalities were found in any of the animals.
Выводыconclusions
Клинические исследования, включая офтальмологические исследования, не выявили каких-либо признаков токсичности ни в одной из групп животных с низкой дозой, высокой дозой и контрольной группе. Все гематологические и биохимические анализы находились в рамках нормальной области значений и не были обнаружены макроскопические отклонения от нормы при некропсии ни у одного из животных. Можно заключить, что внутривенное введение ПЭГ-фосфолипида хорошо переносится крысами при концентрации до 20 мг/мл.Clinical studies, including ophthalmic studies, did not reveal any signs of toxicity in any of the low dose, high dose and control groups of animals. All hematological and biochemical tests were within the normal range and no macroscopic abnormalities were detected at necropsy in any of the animals. It can be concluded that intravenous administration of PEG phospholipid is well tolerated in rats at concentrations up to 20 mg/ml.
ЭКСПЕРИМЕНТ 3EXPERIMENT 3
Галлий-68 (68Ga) представляет собой излучатель позитронов со временем полужизни 68 мин, который широко применяют в качестве диагностического радионуклида в позитрон-эмиссионной томографии (ПЭТ)/компьютерной томографии (КТ). Радиоактивно меченую молекулу ПЭГ-фосфолипида 68Ga-NO2A-ПЭГ-фосфолипид получали путем двухэтапного синтеза.Gallium-68 ( 68 Ga) is a positron emitter with a half-life of 68 min that is widely used as a diagnostic radionuclide in positron emission tomography (PET)/computed tomography (CT). The radiolabeled PEG phospholipid molecule 68 Ga-NO2A-PEG phospholipid was prepared by a two-step synthesis.
Получение буферов и исходных растворов.Preparation of buffers and stock solutions.
Соляная кислота (HCl) 0,1 М для элюирования 68 Ga. Концентрированную HCl (9,00 мл, d=1,17 г×мл-1, 11,23 М, 32-35% Ultrapure NORMATOM для анализа металлических микроэлементов) добавляли в воду (1000 мл, Thermo Fisher, Ultra Trace Analytical Grade) и смешивали и хранили при 4°C в темноте непосредственно во флаконе с водой. Аликвоту держали при КТ в пластиковом флаконе (Nalgene, полиэтилен высокой плотности с низким содержанием металлов в смоле, Thermo Fischer) перед элюированием из генератора. Hydrochloric acid (HCl) 0.1 M for elution 68 Ga. Concentrated HCl (9.00 ml, d=1.17 g×ml -1 , 11.23 M, 32-35% Ultrapure NORMATOM for trace metal analysis) was added to water (1000 ml, Thermo Fisher, Ultra Trace Analytical Grade) and mixed and stored at 4°C in the dark directly in the water vial. An aliquot was kept at RT in a plastic vial (Nalgene, low-metal high-density polyethylene resin, Thermo Fischer) before elution from the generator.
Вода без металлов. Получали деионизированную воду в стеклянном флаконе из очистителя воды (MillieQ). Аликвоту переносили в пластиковый контейнер и хранили над Chelex-100, чтобы удалить ионы металлов. Water without metals. Obtain deionized water in a glass vial from a water purifier (MillieQ). The aliquot was transferred to a plastic container and stored over Chelex-100 to remove metal ions.
NO2A-азид, 1,0 М раствор в ДМСО и воде. 1,4,7-триазациклононан-1,4-бис(уксусная кислота)-7-(3-азидопропилацетамид)тригидрохлорид (NO2A-азид, Macrocyclics, молекулярная масса по формуле соединения 494,8 г/моль) (1,0 мг, 2,0 мкмоль) добавляли в пробирку Eppendorf (2 мл). Твердое вещество сначала растворяли в диметилсульфоксиде (ДМСО, 50 мкл) и очень медленно разбавляли по каплям водой без металлов (1950 мкл) до получения гомогенного 1,0 М раствора. NO2A-azide, 1.0 M solution in DMSO and water. 1,4,7-triazacyclononane-1,4-bis(acetic acid)-7-(3-azidopropylacetamide)trihydrochloride (NO2A-azide, Macrocyclics, molecular weight 494.8 g/mol) (1.0 mg , 2.0 µmol) was added to an Eppendorf tube (2 ml). The solid was first dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO, 50 μL) and diluted very slowly dropwise with metal-free water (1950 μL) to obtain a homogeneous 1.0 M solution.
Ацетат натрия, 1,0 M, буфер pH 3,5. Воду без металлов использовали на всех этапах получения буфера. Ацетат натрия (8,203 г, 0,100 моль, 99,995% исходя из массы металлов, TraceSELECT) растворяли в воде (100 мл) в пластиковой бутыли (Nalgene, HDPE, низкое содержание металлов в смоле) и pH подводили до 4,5, 4,0 или 3,5 путем добавления концентрированной уксусной кислоты (≥99%, TraceSELECT для анализа на микроэлементы), используя пластиковую пипетку. Конечный объем составлял более 100 мл из-за добавления соли и кислоты, следовательно, молярность конечного раствора составляла менее 1,0 М. Последовательно отбирали аликвоты буфера приблизительно по 5 мл и измеряли pH с помощью откалиброванного pH-метра (Mettler Toledo). Аликвоты отбрасывали после измерения pH, чтобы избежать какого-либо контаминирования металлами от pH-зонда. Конечный буфер хранили над Chelex 100 и фильтровали через 0,5 мкм шприцевой фильтр перед дальнейшим использованием. Sodium acetate, 1.0 M, buffer pH 3.5. Metal-free water was used at all stages of buffer preparation. Sodium acetate (8.203 g, 0.100 mol, 99.995% by weight metals, TraceSELECT) was dissolved in water (100 ml) in a plastic bottle (Nalgene, HDPE, low metal resin) and pH adjusted to 4.5, 4.0 or 3.5 by adding concentrated acetic acid (≥99%, TraceSELECT for trace element analysis) using a plastic pipette. The final volume was greater than 100 mL due to the addition of salt and acid, hence the molarity of the final solution was less than 1.0 M. Approximately 5 mL aliquots of the buffer were removed sequentially and the pH was measured using a calibrated pH meter (Mettler Toledo). Aliquots were discarded after pH measurements to avoid any metal contamination from the pH probe. The final buffer was stored over Chelex 100 and filtered through a 0.5 μm syringe filter before further use.
Гидроксид натрия, 1,0 М раствор. Раствор гидроксида натрия (100 мкл, 10 М, биологической чистоты выше стандартной, Sigma Aldrich) разбавляли водой без металлов (900 мкл) в пробирке Eppendorf. Sodium hydroxide, 1.0 M solution. Sodium hydroxide solution (100 μl, 10 M, biological purity above standard, Sigma Aldrich) was diluted with metal-free water (900 μl) in an Eppendorf tube.
Элюирование из генератора 68GaElution from 68Ga generator
68Ga элюировали из генератора 68Ga/68Ge (генератор 50 мКи, Обнинск, Россия) с 0,1 М HCl (5,0 мл, прибл. 0,8 мл/мин), применяя пластиковый шприц емкостью 10 мл и моторизованный шприцевой инфузионный насос (Univentor 864, Мальта). Полученный в результате этого раствор фракционировали в пробирках Eppendorf с получением малого объема и высокой концентрации радиоактивности. 68Ga was eluted from generator68Ga/68Ge (50 mCi generator, Obninsk, Russia) with 0.1 M HCl (5.0 ml, approx. 0.8 ml/min), using a 10 ml plastic syringe and a motorized syringe infusion pump (Univentor 864, Malta). The resulting solution was fractionated in Eppendorf tubes to obtain a low volume and a high concentration of radioactivity.
Фракция 1: время 0 - 45 с, 600 мкл, 0 МБк - отбрасывалиFraction 1: time 0 - 45 s, 600 µl, 0 MBq - discarded
Фракция 2: время 45 - 1 мин, 15 с, 400 мкл, 212 МБк - сохраняли для меченияFraction 2: time 45 - 1 min, 15 s, 400 µl, 212 MBq - saved for labeling
Фракция 3: время 1 мин, 15 с - 6 мин, 15 с, 4000 мкл, 281 МБк - отбрасывалиFraction 3: time 1 min, 15 s - 6 min, 15 s, 4000 µl, 281 MBq - discarded
Способ ВЭЖХHPLC method
Система ВЭЖХ LaPrep Sigma (Hitachi), оборудованная ручным инжектором (Rehodyne 7225i, размер петли 20 мкл), УФ-детектором (4D LWL, Knauer) с внешней аналитической УФ-проточной кюветой (2 мкл), соединенной оптическими кабелями, и детектором радиоактивности (Flow Count, Bioscan), оборудованным модулем расширенного диапазона FC 6106 (Eckert и Ziegler) и луночным детектором PMT/NaI FC-3300 (Eckert и Ziegler), который был присоединен последовательно после УФ-детектора. Петля из нержавеющей стали была предпочтительна над пластиковой петлей внутри радиодетектора вследствие склонности к прилипанию анализируемых радиоактивных материалов. Устройство ВЭЖХ контролировалось программным обеспечением, в качестве которого использовали OpenLAB (Agilent), и результаты анализировали, применяя то же программное обеспечение.A LaPrep Sigma HPLC system (Hitachi) equipped with a manual injector (Rehodyne 7225i, 20 µL loop size), a UV detector (4D LWL, Knauer) with an external analytical UV flow cell (2 µL) connected by optical cables, and a radioactivity detector ( Flow Count, Bioscan) equipped with an FC 6106 extended range module (Eckert and Ziegler) and a PMT/NaI FC-3300 well detector (Eckert and Ziegler), which was connected in series after the UV detector. A stainless steel loop was preferred over a plastic loop inside the radio detector due to the tendency of the radioactive materials being analyzed to stick. The HPLC apparatus was controlled by OpenLAB software (Agilent) and the results were analyzed using the same software.
Ионизационная камера (VDC 202, Veenstra Istruments, используемый фактор калибровки для 68Ga составлял 751).Ionization chamber (VDC 202, Veenstra Instruments, calibration factor used for 68Ga was 751).
Способ A: обращенно-фазовый, колонка C18 YMC-Pack ODS-AL, AL12S05-1046WT, AL-301, (YMC Europe GmbH) 100×4,6 мм (внутр. диаметр), 5 мкм, 120A. Растворитель A: вода и 0,1 % ТФУ, растворитель B: ацетонитрил и 0,1% ТФУ. Градиент растворителя 5 - 70 % B в течение 5 мин, затем 70% B в течение 3 мин. Скорость потока 1,0 мл∙мин-1.Method A: reverse phase, column C18 YMC-Pack ODS-AL, AL12S05-1046WT, AL-301, (YMC Europe GmbH) 100x4.6 mm (id), 5 µm, 120A. Solvent A: water and 0.1% TFA, solvent B: acetonitrile and 0.1% TFA. Solvent gradient 5 - 70% B over 5 min, then 70% B over 3 min. Flow rate 1.0 ml∙min -1 .
Способ B: Эксклюзионная хроматография, колонка: Superdex™ Peptide 10/300 GL, GE Healthcare. Изократический элюент 30% B. Скорость потока 0,80 мл∙мин-1.Method B: Size Exclusion Chromatography, Column: Superdex™ Peptide 10/300 GL, GE Healthcare. Isocratic eluent 30% B. Flow rate 0.80 ml∙min -1 .
Синтез [68Ga]NO2A-азидаSynthesis of [68Ga]NO2A-azide
Гидроксид натрия 1,0 М (40 мкл, 40 мкмоль) и буфер ацетат натрия 0,10 М (25 мкл, pH 3,5) смешивали в пробирке Eppendorf (2 мл) и добавляли к 68Ga (179 МБк) в 0,1 М HCl (400 мкл). После этого добавляли раствор NO2A-азида (10 мкл, 1,0 М в смеси ДМСО/чистая вода (1/39) в объемном отношении) (общий объем реакции 250 мкл) и пробирку встряхивали на вортексе, центрифугировали и нагревали до 80°C в нагревательном устройстве в течение 15 мин с получением меченого 68Ga NO2A-азида, см. фиг. 14 Неочищенную реакционную смесь анализировали, используя способ A радио-ВЭЖХ, длина волны λ = 215 нм, tR: нет сигнала (УФ), 3,7 мин (радио), и применяли для последующих реакций без дополнительной очистки. Радио-ВЭЖХ, способ B, использовали для получения непрореагировавшего эталона 1 для клик-реакции, tR: нет сигнала (УФ), tR: 25,7 мин (радио).Sodium hydroxide 1.0 M (40 µL, 40 µmol) and sodium acetate buffer 0.10 M (25 µL, pH 3.5) were mixed in an Eppendorf tube (2 ml) and added to 68 Ga (179 MBq) at 0. 1 M HCl (400 µl). NO2A-azide solution (10 µl, 1.0 M in DMSO/pure water (1/39) v/v) was then added (total reaction volume 250 µl) and the tube was vortexed, centrifuged and heated to 80°C in a heating device for 15 minutes to obtain 68 Ga labeled NO2A azide, see FIG. 14 The crude reaction mixture was analyzed using radio-HPLC Method A, wavelength λ = 215 nm, t R : no signal (UV), 3.7 min (radio), and used for subsequent reactions without further purification. Radio-HPLC Method B was used to obtain unreacted Click Reaction Standard 1, t R : no signal (UV), t R : 25.7 min (radio).
Синтез дибензоциклооктина (ДБЦО)-ПЭГ-липидаSynthesis of dibenzocyclooctine (DBCO)-PEG-lipid
Mal-ПЭГ-липид (20 мг) приводили в реакцию с цистеином (2 мг) в ФБР (1 мл) в течение 1 ч при КТ и очищали с помощью центрифужной колонки (Protein Desalting Spin Column, Thermo Fisher Scientific) с получением Cys-ПЭГ-липида после лиофилизации. Затем Cys-ПЭГ-липид (10 мг в ФБР) приводили в реакцию с ДБЦО-C6-NHS эфиром (6 мг, Click Chemistry Tools LLC) в ДМСО (1 мл) в течение 1 ч при КТ. После добавления 10 мл чистой воды преципитат удаляли путем фильтрации (размер пор: 0,2 мкм, Millex®-GV, Merck Millipore Ltd.), с последующей сушкой под вакуумом с получением ДБЦО-ПЭГ-липида (5 мг). Эффективность мечения ДБЦО составляла 80 %, что рассчитывали по поглощению УФ ДБЦО.Mal-PEG lipid (20 mg) was reacted with cysteine (2 mg) in PBS (1 ml) for 1 h at RT and purified using a spin column (Protein Desalting Spin Column, Thermo Fisher Scientific) to obtain Cys- PEG lipid after lyophilization. Cys-PEG lipid (10 mg in PBS) was then reacted with DBCO-C6-NHS ester (6 mg, Click Chemistry Tools LLC) in DMSO (1 mL) for 1 h at RT. After adding 10 ml of pure water, the precipitate was removed by filtration (pore size: 0.2 μm, Millex®-GV, Merck Millipore Ltd.), followed by drying under vacuum to obtain DBCO-PEG lipid (5 mg). The labeling efficiency of DBCO was 80%, which was calculated from the UV absorbance of DBCO.
Синтез Synthesis 6868 Ga-NO2A-ПЭГ-липидаGa-NO2A-PEG-lipid
ДБЦО-ПЭГ-липид (2,0 мг, 333 нмоль липида, 75% функционализации ДБЦО, 250 нмоль ДБЦО) и ФБР (50 мкл) добавляли в пробирку Eppendorf (2 мл). Центрифугу использовали для осаждения всего материала на дно пробирки. Затем добавляли 450 мкл из полученного ранее раствора [68Ga]NO2A-азид (116 МБк, 9,0 нмоль). Конечное отношение ДБЦО/азида в реакционной смеси составляло 1/28 в молярном отношении. Реакционную смесь оставляли при КТ в течение 10 мин, а затем нагревали до 60°C в нагревательном устройстве в течение 10 мин.DBCO-PEG-lipid (2.0 mg, 333 nmol lipid, 75% DBCO functionalization, 250 nmol DBCO) and PBS (50 μl) were added to an Eppendorf tube (2 ml). A centrifuge was used to sediment all the material to the bottom of the tube. Then 450 μl of the previously obtained [ 68 Ga]NO2A-azide solution (116 MBq, 9.0 nmol) was added. The final DBCO/azide ratio in the reaction mixture was 1/28 molar. The reaction mixture was left at RT for 10 min and then heated to 60°C in a heating device for 10 min.
450 мкл реакционной смеси переносили в колонку NAP-5 (колонка с сефадексом ® G-25, степени чистоты для работы с ДНК, заранее уравновешенная 5 мл ФБР, порог 5 кДа, GE Healthcare), которую элюировали ФБР фракциями по 200 мкл. Желательный продукт 68Ga-NO2A-ПЭГ-липид, см. фиг. 15, элюировали фракциями 2 - 4 (35,0 МБк, радиохимический выход с поправкой на распад 32% в клик-реакции на основании добавленного количества [68Ga]NO2A-азида, радиохимический выход без поправки на распад 7% на основании общего количества элюированного 68Ga) и анализировали на радио-ВЭЖХ, оборудованном колонкой для эксклюзионной хроматографии (Superdex™ Peptide, 10/300 GL, GE), длина волны λ=254 нм, tR: 21,5 мин, радиохимическая чистота >92%. Основной примесью был непрореагировавший [68Ga]NO2A-азид (5%), tR: 25,7 мин.450 µl of the reaction mixture was transferred to a NAP-5 column (Sephadex ® G-25 column, DNA grade, pre-equilibrated with 5 ml PBS, 5 kDa threshold, GE Healthcare), which was eluted with PBS in 200 µl fractions. Desired product 68 Ga-NO2A-PEG-lipid, see FIG. 15, eluted in fractions 2 - 4 (35.0 MBq, decay-corrected radiochemical yield of 32% in the click reaction based on the amount of [ 68 Ga]NO2A-azide added, decay-corrected radiochemical yield of 7% based on the total amount eluted 68 Ga) and analyzed on a radio-HPLC equipped with a size exclusion chromatography column (Superdex™ Peptide, 10/300 GL, GE), wavelength λ=254 nm, t R : 21.5 min, radiochemical purity >92%. The main impurity was unreacted [ 68 Ga]NO2A-azide (5%), t R : 25.7 min.
ЭКСПЕРИМЕНТ 4EXPERIMENT 4
Исследования с помощью ПЭТ/магнитно-резонансной томографии (МРТ) проводили на основании результатов исследований in vitro, чтобы отследить распределение конструкции ПЭГ-фосфолипида в почках свиньи и оценить количество ПЭГ-фосфолипида, которое распределилось в почках.PET/magnetic resonance imaging (MRI) studies were performed based on in vitro studies to monitor the distribution of the PEG phospholipid construct in porcine kidneys and to estimate the amount of PEG phospholipid that was distributed into the kidneys.
68Ga-NO2A-ПЭГ-липид (в ФБР) смешивали с немеченым MeO-ПЭГ-липидом (в растворе HTK) непосредственно перед применением (68Ga-NO2A-ПЭГ-липид/MeO-ПЭГ-липид = 1/4 в молярном отношении, [ПЭГ-липид] = 2,0 мг/мл). 68 Ga-NO2A-PEG-lipid (in PBS) was mixed with unlabeled MeO-PEG-lipid (in HTK solution) immediately before use ( 68 Ga-NO2A-PEG-lipid/MeO-PEG-lipid = 1/4 molar ratio , [PEG-lipid] = 2.0 mg/ml).
Кровь вымывали из почки свиньи с помощью холодного ФБР, а затем почку промывали раствором HTK при 4°C и помещали в пластиковый пакет, заполненный раствором HTK, на ночь. Раствор 68Ga-NO2A-ПЭГ-липида (2 мг/мл, в HTK, 20 мл, по меньшей мере 10 МБк) аккуратно вводили путем инъекции в артерию почки свиньи с помощью шприца и инкубировали в течение 30 мин на льду. После промывки почки холодным раствором HTK (50 мл), обработанную почку помещали на платформу устройства ПЭТ/МРТ (nanoScan®, Mediso Medical Imaging Systems, Будапешт, Венгрия). Платформа была предназначенная для большой крысы от сканера ПЭТ/3T МРТ для доклинических исследований небольшого животного. Использовали поисковое сканирование МРТ (GRE Multi-FOV) для установки положения ложа для сканирования целой почки на ПЭТ. Статическое исследование ПЭТ, множество сканирований ложа, проводили в течение 40 минут. Измерения МРТ проводили при 3 T, используя катушку приемопередатчика для исследования всего тела почки свиньи. Последовательность градиентного эха (GRE MultiFOV) получали со следующими параметрами: количество возбуждений (NEX): 2; время повторения (TR): 396 мс; эхо-время (TE): 4,15 мс; переворот: 45; срезы: 180; толщина среза: 1 мм; поле зрения (FOV): 64×64 мм2; пространственное разрешение: 0,5×0,5 мм2; время захвата: 14 мин. Данные ПЭТ в режиме списка реконструировали, применяя алгоритм Tera tomo 3D (4 итерации, размер воксела: 0,40 мм, матрица: 212×212×582).Blood was washed out of the pig kidney using cold PBS, and then the kidney was washed with HTK solution at 4°C and placed in a plastic bag filled with HTK solution overnight. A solution of 68 Ga-NO2A-PEG lipid (2 mg/ml, in HTK, 20 ml, at least 10 MBq) was carefully injected into the porcine renal artery using a syringe and incubated for 30 min on ice. After flushing the kidney with cold HTK solution (50 mL), the treated kidney was placed on the PET/MRI device platform (nanoScan®, Mediso Medical Imaging Systems, Budapest, Hungary). The platform was designed for a large rat from a PET/3T MRI scanner for preclinical studies of a small animal. An MRI exploratory scan (GRE Multi-FOV) was used to establish bed position for whole kidney PET scanning. A static PET study, multiple bed scans, was performed over 40 minutes. MRI measurements were performed at 3 T using a transceiver coil to examine the whole body of the porcine kidney. A gradient echo sequence (GRE MultiFOV) was acquired with the following parameters: number of excitations (NEX): 2; repetition time (TR): 396 ms; echo time (TE): 4.15 ms; coup: 45; slices: 180; cut thickness: 1 mm; field of view (FOV): 64×64 mm 2 ; spatial resolution: 0.5×0.5 mm 2 ; capture time: 14 min. PET data in list mode were reconstructed using the Tera tomo 3D algorithm (4 iterations, voxel size: 0.40 mm, matrix: 212 × 212 × 582).
Изображения ПЭТ и МРТ анализировали, применяя PMOD (версии 3.510; PMOD Technologies Ltd.). Интересующие объемы очерчивали вручную на наложенных изображениях ПЭТ-МРТ, чтобы они содержали целую почку и область вокруг мозгового вещества. Распределение изотопного маркера в остальной части почки оценивали путем вычитания из значения для целой почки значения для области вокруг мозгового вещества.PET and MRI images were analyzed using PMOD (version 3.510; PMOD Technologies Ltd.). Volumes of interest were manually delineated on overlaid PET-MRI images to contain the entire kidney and the area around the medulla. The distribution of the isotopic marker in the rest of the kidney was estimated by subtracting the value for the area around the medulla from the value for the whole kidney.
Поглощение каждой тканью выражали в МБк, распад корректировали на время введения. Количество введенной радиоактивности и элюаты из вены со всех этапов промывки измеряли на дозкалибраторе (VDC-405, Veenstra Instrumenten, Нидерланды) и распад корректировали на время введения. Все измерения проводили при КТ. После первого измерения с помощью ПЭТ/МРТ и гамма-счетчика почку снова промывали холодным раствором HTK (50 мл), а затем почку помещали на платформу устройства ПЭТ/МРТ для второго измерения.Uptake into each tissue was expressed in MBq, and decay was corrected for the time of administration. The amount of administered radioactivity and venous eluates from all washing steps were measured on a dose calibrator (VDC-405, Veenstra Instrumenten, the Netherlands) and decay was corrected for the time of administration. All measurements were performed using CT. After the first PET/MRI and gamma counter measurement, the kidney was again flushed with cold HTK solution (50 mL), and then the kidney was placed on the PET/MRI device platform for the second measurement.
Результатыresults
Почку свиньи обрабатывали 68Ga-NO2A-ПЭГ-липидом таким же способом, как при трансплантации почки свиньям-реципиентам, а затем проводили визуализацию ПЭТ/МРТ. После обработки почки 68Ga-NO2A-ПЭГ-липидом путем инъекции и вымывания через артерию проводили визуализацию, чтобы оценить распределение 68Ga-NO2A-ПЭГ-липида. Сигнал 68Ga-NO2A-ПЭГ-липида был распределен по всей почке, и также более высокий сигнал был, в частности, обнаружен в области мозгового вещества (81 %) по сравнению с областью коркового вещества (19 %). Когда ту же почку визуализировали повторно через 90 мин после дополнительной промывки раствором HTK, результат визуализации был почти таким же. Сигнал 68Ga-NO2A-ПЭГ-липида был все еще распределен по всей почке, и более высокий сигнал был обнаружен в области мозгового вещества (93 %) по сравнению с областью коркового вещества (7 %). Данные результаты показали, что все ткани и сосуды в почке были покрыты 68Ga-NO2A-ПЭГ-липидом благодаря инъекции, и ткани и сосуды в области мозгового вещества были хорошо модифицированы 68Ga-NO2A-ПЭГ-липидом.The porcine kidney was treated with 68 Ga-NO2A-PEG-lipid in the same manner as for kidney transplantation into recipient pigs, and then PET/MRI imaging was performed. After treating the kidney with 68 Ga-NO2A-PEG-lipid by injection and arterial washout, imaging was performed to evaluate the distribution of 68 Ga-NO2A-PEG-lipid. The 68 Ga-NO2A-PEG-lipid signal was distributed throughout the kidney, and also a higher signal was particularly found in the medulla region (81%) compared to the cortex region (19%). When the same kidney was reimaged 90 min after additional HTK wash, the imaging result was almost the same. The 68 Ga-NO2A-PEG-lipid signal was still distributed throughout the kidney, and higher signal was found in the medulla region (93%) compared to the cortex region (7%). These results showed that all the tissues and vessels in the kidney were coated with 68 Ga-NO2A-PEG lipid due to the injection, and the tissues and vessels in the medulla region were well modified with 68 Ga-NO2A-PEG lipid.
Варианты реализации, описанные выше, следует понимать как несколько иллюстрирующих примеров настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники очевидно, что можно осуществить различные модификации, комбинации и изменения в вариантах реализации, не отклоняясь от объема настоящего изобретения. В частности, различные части решений в различных вариантах реализации можно комбинировать в других конфигурациях, когда это технически возможно. Объем настоящего изобретения, тем не менее, определяется прилагаемой формулой изобретения.The embodiments described above are to be understood as several illustrative examples of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, combinations and changes can be made to the embodiments without departing from the scope of the present invention. In particular, different parts of the solutions in different embodiments can be combined in other configurations when technically possible. The scope of the present invention is, however, defined by the appended claims.
ссылочные материалыreference materials
[1] Miura et al., Encapsulation of islets with ultra-thin polyion complex membrane through poly(ethylene glycol)-phospholipids anchored to cell membrane. Biomaterials, 2006, 27:5828-5835.[1] Miura et al., Encapsulation of islets with ultra-thin polyion complex membrane through poly(ethylene glycol)-phospholipids anchored to cell membrane. Biomaterials, 2006, 27:5828-5835.
[2] Teramura et al., Behavior of Synthetic Polymers Immobilized on Cell Membrane. Biomaterials, 2008, 29:1345-1355.[2] Teramura et al., Behavior of Synthetic Polymers Immobilized on Cell Membrane. Biomaterials , 2008, 29:1345-1355.
[3] Teramura and Iwata, Improvement of graft survival by surface modification with poly(ethylene glycol)-lipid and urokinase in intraportal islet transplantation. Transplantation. 2011, 91(3):271-278.[3] Teramura and Iwata, Improvement of graft survival by surface modification with poly(ethylene glycol)-lipid and urokinase in intraportal islet transplantation. Transplantation . 2011, 91(3):271-278.
[4] Nilsson et al., Autoregulation of thromboinflammation on biomaterial surfaces by a multicomponent therapeutic coating. Biomaterials. 2013, 34(4):985-994.[4] Nilsson et al., Autoregulation of thromboinflammation on biomaterial surfaces by a multicomponent therapeutic coating. Biomaterials . 2013, 34(4):985-994.
[5] Engberg et al., Inhibition of complement activation on a model biomaterial surface by streptococcal M protein-derived peptides. Biomaterials. 2009, 30(13):2653-2659.[5] Engberg et al., Inhibition of complement activation on a model biomaterial surface by streptococcal M protein-derived peptides. Biomaterials . 2009, 30(13):2653-2659.
[6] Teramura and Iwata, Surface Modification of Islets With PEG-Lipid for Improvement of Graft Survival in Intraportal Transplantation. Transplantation. 2009, 88(5):624-630.[6] Teramura and Iwata, Surface Modification of Islets With PEG-Lipid for Improvement of Graft Survival in Intraportal Transplantation. Transplantation . 2009, 88(5):624-630.
[7] Asif et al., Heparinization of cell surfaces with short peptide-conjugated PEG-lipid regulates thromobinflammation in transplantation of human MSCs and hepatocytes. Acta Biomateriala. 2016, 35:194-205.[7] Asif et al., Heparinization of cell surfaces with short peptide-conjugated PEG-lipid regulates thromobinflammation in transplantation of human MSCs and hepatocytes. Acta Biomateriala. 2016, 35:194-205.
Claims (34)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1851492-7 | 2018-11-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021112906A RU2021112906A (en) | 2022-12-30 |
| RU2808054C2 true RU2808054C2 (en) | 2023-11-22 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016159773A1 (en) * | 2015-04-03 | 2016-10-06 | Tx Innovations B.V. | Organ preservation composition |
| WO2017019214A1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | Musc Foundation For Research Development | Donor organ pre-treatment formulation |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016159773A1 (en) * | 2015-04-03 | 2016-10-06 | Tx Innovations B.V. | Organ preservation composition |
| WO2017019214A1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | Musc Foundation For Research Development | Donor organ pre-treatment formulation |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Хугаева О. В. и др. Химико-фармацевтические исследования липосомальной формы митоксантрона //Российский биотерапевтический журнал, 2012, 11(4), с. 41-46. Asif S. et al. Heparinization of cell surfaces with short peptide-conjugated PEG-lipid regulates thromboinflammation in transplantation of human MSCs and hepatocytes //Acta Biomaterialia, 2016, 35, р. 194-205. Moghimi S. M. et al. Complement activation cascade triggered by PEG-PL engineered nanomedicines and carbon nanotubes: The challenges ahead //Journal of controlled release, 2010, 146(2), p. 175-181. Pasut G. et al. Polyethylene glycols: An effective strategy for limiting liver ischemia reperfusion injury //World journal of gastroenterology, 2016, 22(28), р. 6501-6508. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2019390222B2 (en) | Ex vivo organ treatment with peg-phospholipid molecules | |
| Johnson et al. | Platelets mediate neutrophil-dependent immune complex nephritis in the rat. | |
| Shimizu et al. | Thrombotic microangiopathic glomerulopathy in human decay accelerating factor–transgenic swine-to-baboon kidney xenografts | |
| Patino et al. | Iron therapy mitigates chronic kidney disease progression by regulating intracellular iron status of kidney macrophages | |
| Tian et al. | Infusion of mesenchymal stem cells protects lung transplants from cold ischemia-reperfusion injury in mice | |
| Redinus et al. | An Hb-mediated circulating macrophage contributing to pulmonary vascular remodeling in sickle cell disease | |
| Azimzadeh et al. | Hyperacute lung rejection in the pig‐to‐human model. 2. Synergy between soluble and membrane complement inhibition | |
| US12115287B2 (en) | Methods and materials for reducing venous neointimal hyperplasia of an arteriovenous fistula or graft | |
| CN111936512A (en) | Anticoagulant proteins and their use in the treatment of diseases associated with neutrophil activation | |
| Baudry et al. | Effect of preconditioned mesenchymal stromal cells on early microvascular disturbance in a mouse sepsis model | |
| RU2808054C2 (en) | Treatment of ex vivo organs with peg-phospholipide molecules | |
| EP3886579B2 (en) | Ex vivo organ treatment with peg-phospholipid molecules | |
| HK40045547B (en) | Ex vivo organ treatment with peg-phospholipid molecules | |
| HK40045547A (en) | Ex vivo organ treatment with peg-phospholipid molecules | |
| Brenner et al. | Prevention of hyperacute xenograft rejection in orthotopic xenotransplantation of pig hearts into baboons using immunoadsorption of antibodies and complement factors | |
| BR112021009984B1 (en) | EX VIVO ORGAN TREATMENT WITH PEG-PHOSPHOLIPID MOLECULES | |
| US20250177448A1 (en) | New use of peg-phospholipid molecules | |
| CN118900913A (en) | New uses for PEG-phospholipid molecules | |
| Schraa et al. | Discordant liver transplantation in the guinea pig to rat model does not lead to classical hyperacute rejection | |
| Janne | EXPLORING THE FUNDAMENTAL PRINCIPLES OF PULMONARY REJECTION | |
| Biglarnia et al. | A new principle to attenuate ischemia-reperfusion injury in kidney transplantation | |
| Weinberger et al. | 5. Stem cell therapy | |
| Yang et al. | Granule cargo release from bone marrow-derived cells sustains cardiac hypertrophy | |
| WO2008113134A1 (en) | Method of transplantation of a kidney |