Способ предотвращения инактивации клеточной гибели, вызываемой цитохромом С Российский патент 2024 года по МПК C12N15/113 C07K14/80 C07K14/47 A61K38/17 

Изобретение относится к области биофизики, молекулярной биологии, медицины и ветеринарии и может найти применение при терапии различных новообразований, а также - различных внутриклеточных инфекций человека и животных. Проблема поиска средств уничтожения клеток, нежелательных организму, оставалась и остается одной из главных задач медицины и ветеринарии. И несмотря на множество предлагаемых решений, ни одно из них в настоящий момент не дало по-настоящему эффективных результатов в клинической практике.

К клеткам, нежелательным для организма, можно отнести раковые клетки и клетки иных новообразований, клетки, пораженные вирусом или иным внутриклеточным паразитом, а также клетки, генетический аппарат которых подвергся мутациям вследствие действия на них изучений различной природы.

Ввиду того, что цитохром С - компонент дыхательной цепи митохондрий - при попадании в цитозоль запускает цепь апоптотических реакций [Zaib, S., Hayyat, А., Аli, N., Gul, A., Naveed, М., and Khan, I. Role of Mitochondrial Membrane Potential and Lactate Dehydrogenase A in Apoptosis // Anticancer Agents Med Chem. - 2022. - 22. - P.: 2048-2062, doi: 10.2174/1871520621666211126090906], его использование для запуска клеточной гибели можно считать весьма перспективным направлением.

Однако для реализации этой идеи в клинической практике необходимо решить ряд проблем. Пожалуй, главной из которых является интенсивная экспрессия белка теплового шока 27, особо характерная для раковых клеток [Singer, D., Ressel, V., Stope, М.В., and Bekeschus, S. Heat Shock Protein 27 Affects Myeloid Cell Activation and Interaction with Prostate Cancer Cells // Biomedicines. - 2022. -10. - P. 2192, doi: 10.3390/biomedicinesl0092192]. Белок теплового шока-27 связывается с цитохромом С, препятствуя его взаимодействию с фактором индукции апоптоза Apaf-1 [Bruey, J.М., Ducasse, С, Bonniaud, P., Ravagnan, L., Susin, S. A., Diaz-Latoud, C, Gurbuxani, S., Arrigo, A.P., Kroemer, G., Solary, E., and Garrido, C. Hsp27 negatively regulates cell death by interacting with cytochrome с // Nat Cell Biol. - 2000. - 2. - P.: 645-652, doi: 10.1038/35023595]. А это делает невозможным все последующие апоптотические реакции с участием каспаз. Поэтому для успешного применения цитохрома С для запуска апоптоза в раковых и иных нежелательных для организма клетках необходимо подавить в них экспрессию белка теплового шока-27.

Суть предлагаемого способа предотвращения инактивации клеточной гибели, вызываемой цитохромом С, заключается в воздействии на клетки новообразований, клетки, пораженные вирусом или иным внутриклеточным паразитом, или клетки, генетический аппарат которых подвергся мутациям в следствие действия на них излучений различной природы микро-, Piwi-взаимодействующими (piRNA) или малыми интерферирующими РНК, подавляющими экспрессию белка теплового шока-27, и цитохромом С.

Наиболее близкими к предлагаемому способу-прототипу являются способы (патент РФ №2594282 С2, опубликован 10.08.2016, МПК C07D 417/14 (2006.01), C07D 471/04 (2006.01), А61К 31/428 (2006.01), А61К 31/4427 (2006.01), А61К 31/4725 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2633353 С1, опубликован 12.10.2017, МПК А61К 9/14 (2006.01), А61К 9/20 (2006.01), А61К 31/496 (2006.01), А61К 47/02 (2006.01), А61К 47/06 (2006.01), А61К 47/32 (2006.01), А61Р 35/02 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01), C07D 471/04 (2006.01); патент РФ №2527450 С2, опубликован 27.08.2014, МПК C07D 405/12 (2006.01), C07D 409/12 (2006.01), C07D 409/14 (2006.01), C07D 403/14 (2006.01), C07D 401/12 (2006.01), C07D 403/12 (2006.01), А61К 31/496 (2006.01), А61К 31/4709 (2006.01), А61К 31/5377 (2006.01), А61К 31/4523 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2598345 С2, опубликован 20.09.2016, МПК А61К 31/437 (2006.01), А61К 47/00 (2006.01), А61К 9/14 (2006.01), C07D 471/04 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2621052 С2, опубликован 31.05.2017, МПК C07D 295/14 (2006.01), C07D 405/12 (2006.01), C07D 405/14 (2006.01), А61К 31/453 (2006.01), А61К 31/46 (2006.01), А61К 31/496 (2006.01), А61К 31/5377 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2577859 С2, опубликован 20.03.2016, МПК А61К 9/14 (2006.01), А61К 9/20 (2006.01), А61К 31/496 (2006.01), А61К 47/02 (2006.01), А61К 47/06 (2006.01), А61К 47/32 (2006.01), А61Р 35/02 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01), C07D 471/04 (2006.01); патент РФ №2550134 С2, опубликован 10.05.2015, МПК А61К 9/00 (2006.01), А61К 9/14 (2006.01), А61К 31/5377 (2006.01); патент РФ №2535203 С2, опубликован 10.12.2014, МПК C07D 401/12 (2006.01), C07D 403/12 (2006.01), C07D 405/14 (2006.01), C07D 413/14 (2006.01), А61К 31/496 (2006.01), А61К 31/5377 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2628885 С2, опубликован 22.08.2017, МПК C07D 471/04 (2006.01), C07D 403/14 (2006.01), А61К 31/437 (2006.01), А61К 31/496 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2535347 С2, опубликован 10.12.2014, МПК C07D 471/04 (2006.01), А61К 31/437 (2006.01), А61К 31/496 (2006.01), А61К 31/5377 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2538965 С2, опубликован 10.01.2015, МПК С07С 311/51 (2006.01), C07D 207/36 (2006.01), C07D 211/96 (2006.01), C07D 231/18 (2006.01), C07D 261/10 (2006.01), C07D 275/03 (2006.01), C07D 277/36 (2006.01), C07D 277/60 (2006.01), C07D 285/125 (2006.01), C07D 285/135 (2006.01), C07D 295/155 (2006.01), C07D 295/26 (2006.01), C07D 333/34 (2006.01), C07D 333/36 (2006.01), C07D 333/42 (2006.01), C07D 333/62 (2006.01), C07D 409/12 (2006.01), C07D 413/04 (2006.01), C07D 413/06 (2006.01), C07D 417/14 (2006.01), C07D 487/04 (2006.01), C07D 513/04 (2006.01), А61К 31/18 (2006.01), А61К 31/404 (2006.01), А61К 31/4465 (2006.01), А61К 31/415 (2006.01), А61К 31/42 (2006.01), А61К 31/422 (2006.01), А61К 31/425 (2006.01), А61К 31/426 (2006.01), А61К 31/428 (2006.01), А61К 31/429 (2006.01), А61К 31/433 (2006.01), А61К 31/5375 (2006.01), А61К 31/381 (2006.01), А61К 31/519 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2539587 С2, опубликован 20.01.2015, МПК С07С 311/51 (2006.01), C07D 209/08 (2006.01), C07D 213/71 (2006.01), C07D 231/56 (2006.01), C07D 235/04 (2006.01), C07D 265/36 (2006.01), C07D 285/22 (2006.01), C07D 295/155 (2006.01), C07D 311/14 (2006.01), А61К 31/635 (2006.01), А61К 31/353 (2006.01), А61К 31/404 (2006.01), А61К 31/416 (2006.01), А61К 31/4184 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2573832 С2, опубликован 27.01.2016, МПК C07D 471/04 (2006.01), А61К 31/496 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2662812 С2, опубликован 31.07.2018, МПК C07D 471/04 (2006.01), А61К 31/437 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2568611 С2, опубликован 20.11.2015, МПК C07D 295/195 (2006.01), C07D 211/56 (2006.01), С07С 311/51 (2006.01), А61К 31/451 (2006.01), А61К 31/495 (2006.01), А61К 31/18 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01); патент РФ №2542994 С2, опубликован 27.02.2015, МПК C07D 405/12 (2006.01), C07D 405/14 (2006.01), C07D 401/12 (2006.01), C07D 403/12 (2006.01), C07D 403/14 (2006.01), C07D 211/96 (2006.01), C07D 213/64 (2006.01), C07D 231/56 (2006.01), C07D 235/26 (2006.01), C07D 417/14 (2006.01), C07D 249/18 (2006.01), А61К 31/416 (2006.01), А61К 31/427 (2006.01), А61К 31/4427 (2006.01), А61К 31/4184 (2006.01), А61К 31/4192 (2006.01), А61Р 35/00 (2006.01)). Недостатком данных способов-прототипов является неиспользование ингибиторов белка теплового шока-27. Рассматривается лишь ингибирование белка теплового шока-90 и ингибирование антиапоптотических белков семейства Всl-2. Также данные способы не предполагают использования цитохрома С. Поэтому эффективность указанных способов индукции клеточной гибели может быть низкой.

Ингибировать экспрессию белка теплового шока-27 с помощью малых интерферирующих РНК предлагается в способе [Asada, Y., Tsuruta, М., Okabayashi, К., Shigeta, К., Ishida, Т., Shimada, Т., Suzumura, Н., Koishikawa, К., Akimoto, S., Hasegawa, H., and Kitagawa, Y. Inhibition of Heat-shock Protein 27 Reduces 5-Fluorouracil-acquired Resistance in Human Colon Cancer Cells // Anticancer Res. - 2021. - 41. - P.: 1283-1290, doi: 10.21873/anticanres. 14885]. Однако в нем не предполагается использования цитохрома С. Эффективный запуск клеточной гибели возможен при одновременном использовании цитохрома С и ингибировании экспрессии белка теплового шока-27.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым способом - способность раковых и иных нежелательных для организма клеток выжить при ингибировании экспрессии антиапоптотических белков семейства Вс1-2. Технический результат - увеличение эффективности уничтожения клеток новообразований, клеток, пораженных вирусом или иным внутриклеточным паразитом, или клеток, генетический аппарат которых подвергся мутациям вследствие действия на них излучений различной природы. Техническое решение заключается в том, что в отличие от известных способов-прототипов, предусматривается подавление экспрессии белка теплового шока-27, связывающегося с цитохромом С и подавляющего таким образом запуск клеточной гибели, при применении для запуска клеточной гибели цитохрома С.

Примеры использования метода.

Пример 1. Применение экзогенного цитохрома С совместно с микроРНК, подавляющими экспрессию белка теплового шока-27, для уничтожения раковых клеток.

В клетки злокачественного новообразования следует доставить микроРНК к транскрипту гена HSPB1, кодирующего белок теплового шока-27. Далее в них необходимо доставить молекулы цитохрома С.

Подавление экспрессии белка теплового шока 27 существенно снизит его содержание в цитоплазме. Следовательно, большее число молекул цитохрома С останется в состоянии связываться с Apaf-1 для образования апоптосомы, запускающей каскад апоптотических реакций.

Пример 2. Применение экзогенного цитохрома С совместно с малыми интерферирующими РНК, подавляющими экспрессию белка теплового шока-27, для уничтожения раковых клеток.

В клетки злокачественного новообразования следует доставить малые интерферирующие РНК, комплементарные участкам транскриптов гена HSPB1, кодирующего белок теплового шока-27. Далее в них необходимо доставить молекулы цитохрома С.

Подавление экспрессии белка теплового шока 27 существенно снизит его содержание в цитоплазме. Следовательно, большее число молекул цитохрома С останется в состоянии связываться с Apaf-1 для образования апоптосомы, запускающей каскад апоптотических реакций.

Пример 3. Применение экзогенного цитохрома С совместно с Piwi-взаимодействующими РНК, подавляющими экспрессию белка теплового шока-27, для уничтожения раковых клеток.

В клетки злокачественного новообразования следует доставить Piwi-взаимодействующие РНК, вызывающие деградацию транскрипта гена HSPB1, кодирующего белок теплового шока-27. Далее в них необходимо доставить молекулы цитохрома С.

Подавление экспрессии белка теплового шока 27 существенно снизит его содержание в цитоплазме. Следовательно, большее число молекул цитохрома С останется в состоянии связываться с Apaf-1 для образования апоптосомы, запускающей каскад апоптотических реакций.

Пример 4. Применение экзогенного цитохрома С совместно с микроРНК, подавляющими экспрессию белка теплового шока-27, для уничтожения клеток, пораженных вирусом папилломы человека.

В клетки, пораженные вирусом папилломы человека, следует доставить микроРНК к транскрипту гена HSPB 1, кодирующего белок теплового шока-27. Далее в них необходимо доставить молекулы цитохрома С.

Подавление экспрессии белка теплового шока 27 существенно снизит его содержание в цитоплазме. Следовательно, большее число молекул цитохрома С останется в состоянии связываться с Apaf-1 для образования апоптосомы, запускающей каскад апоптотических реакций.

Пример 5. Применение эндогенного цитохрома С совместно с микроРНК, подавляющими экспрессию белка теплового шока-27, для уничтожения клеток, пораженных вирусом папилломы человека.

В клетки, пораженные вирусом африканской чумы свиней, следует доставить микроРНК к транскрипту гена HSPB1, кодирующего белок теплового шока-27. Также необходимо увеличить в них интенсивность выхода молекул цитохрома С из межмембранного пространства митохондрий в цитоплазму.

Подавление экспрессии белка теплового шока 27 существенно снизит его содержание в цитоплазме. Следовательно, большее число молекул цитохрома С останется в состоянии связываться с Apaf-1 для образования апоптосомы, запускающей каскад апоптотических реакций.

Пример 6. Применение эндогенного цитохрома С совместно с малыми интерферирующими РНК, подавляющими экспрессию белка теплового шока-27, для уничтожения клеток с поврежденным в следствии действия ионизирующего излучения, геномом.

В клетки, ДНК которых получила повреждения по причине радиационного воздействия, следует доставить малые интерферирующие РНК к транскрипту гена HSPB1, кодирующего белок теплового шока-27. Также необходимо увеличить в них интенсивность выхода молекул цитохрома С из межмембранного пространства митохондрий в цитоплазму.

Подавление экспрессии белка теплового шока 27 существенно снизит его содержание в цитоплазме. Следовательно, большее число молекул цитохрома С останется в состоянии связываться с Apaf-1 для образования апоптосомы, запускающей каскад апоптотических реакций.

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к области биофизики, молекулярной биологии, медицины и ветеринарии, и может найти применение при терапии различных новообразований, а также - различных внутриклеточных инфекций человека и животных. Изобретение заключается в разработке способа предотвращения инактивации клеточной гибели, вызываемой цитохромом С, путем воздействия на нежелательные клетки микро-, Piwi-взаимодействующими или малыми интерферирующими РНК, подавляющими экспрессию белка теплового шока-27, и цитохромом С. Изобретение эффективно для увеличения эффективности уничтожения нежелательных клеток. 6 пр.

Способ предотвращения инактивации клеточной гибели, вызываемой цитохромом С, заключающийся в воздействии на клетки новообразований, клетки, пораженные вирусом или иным внутриклеточным паразитом, или клетки, генетический аппарат которых подвергся мутациям вследствие действия на них излучений различной природы микро-, Piwi-взаимодействующими (piRNA) или малыми интерферирующими РНК, подавляющими экспрессию белка теплового шока-27, и цитохромом С.