RU2779220C2 - Method and device for blood purification from free-circulating dna - Google Patents

Method and device for blood purification from free-circulating dna Download PDF

Info

Publication number
RU2779220C2
RU2779220C2 RU2020113528A RU2020113528A RU2779220C2 RU 2779220 C2 RU2779220 C2 RU 2779220C2 RU 2020113528 A RU2020113528 A RU 2020113528A RU 2020113528 A RU2020113528 A RU 2020113528A RU 2779220 C2 RU2779220 C2 RU 2779220C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cfdna
dna
blood
plasma
affinity
Prior art date
Application number
RU2020113528A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020113528A (en
RU2020113528A3 (en
RU2779220C9 (en
Inventor
Кирилл Сурков
Original Assignee
Сантерсус Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сантерсус Аг filed Critical Сантерсус Аг
Priority claimed from PCT/EP2018/075014 external-priority patent/WO2019053243A1/en
Publication of RU2020113528A publication Critical patent/RU2020113528A/en
Publication of RU2020113528A3 publication Critical patent/RU2020113528A3/ru
Publication of RU2779220C2 publication Critical patent/RU2779220C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2779220C9 publication Critical patent/RU2779220C9/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: device for apheresis is proposed, containing one or more affine matrices capable of capturing free-circulating DNA (hereinafter – fcDNA) bound to nucleosomes, fcDNA bound to exosomes, and unbound fcDNA from subject’s blood or plasma, wherein the specified one or more affine matrices contain DNA-binding polymer, DNA-binding protein, an anti-histone antibody, an anti-nucleosome antibody, a DNA-intercalating agent, an anti-DNA antibody, or any combination thereof. A method for the reduction in a level of free-circulating DNA (fcDNA) in subject’s blood, and a method for the treatment of a diseases characterized by increased levels of circulating DNA in subject’s blood are proposed.
EFFECT: proposed group of inventions provides for a positive effect on the treatment of diseases characterized by increased levels of circulating fcDNA in blood.
24 cl, 9 dwg, 10 tbl, 21 ex

Description

ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ.LINK TO RELATED APPLICATIONS.

[001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США №62/559222, поданной 18 сентября 2017 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.[001] This application claims priority over U.S. Provisional Application No. 62/559,222, filed September 18, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

[002] Изобретение раскрывает устройства для афереза и их применение для удаления практически всех типов внеклеточной ДНК (вкДНК) из крови пациентов, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая двухцепочечную ДНК (дцДНК), одноцепочечную ДНК (оцДНК) и олигонуклеотиды), для ограничения негативного влияния циркулирующей вкДНК и лечения различных заболеваний.[002] The invention discloses apheresis devices and their use for the removal of virtually all types of extracellular DNA (cfDNA) from the blood of patients, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including double-stranded DNA (dsDNA), single-stranded DNA (ssDNA ) and oligonucleotides), to limit the negative impact of circulating cfDNA and treat various diseases.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[003] Циркулирующая внеклеточная ДНК (вкДНК), также называемая экстрацеллюлярная ДНК (эДНК), присутствует в небольших количествах в крови здоровых людей.[003] Circulating extracellular DNA (ecDNA), also called extracellular DNA (eDNA), is present in small amounts in the blood of healthy individuals.

[004] Повышенные уровни циркулирующей вкДНК в настоящее время широко признаны в качестве маркера для ряда заболеваний и патологических состояний, включая, но не ограничиваясь указанными, рак, метастатический рак, острую органную недостаточность, инфаркт органа (включая инфаркт миокарда и ишемический инсульт), геморрагический инсульт, аутоиммунные расстройства, болезнь «трансплантат против хозяина» (GVHD), отторжение трансплантата, сепсис, синдром системной воспалительной реакции (SIRS), синдром полиорганной дисфункции (MODS), болезнь «трансплантат против хозяина» (GVHD), травматическое повреждение, провоспалительный статус у лиц пожилого возраста, диабет, атеросклероз, нейродегенеративные заболевания, аутоиммунные заболевания, эклампсия, бесплодие, нарушение свертываемости крови, осложнения, связанные с беременностью, и инфекции. Различные подтипы циркулирующей внеклеточной ДНК могут играть существенную роль в прогрессировании определенных заболеваний и патологических состояний.[004] Elevated levels of circulating cfDNA are now widely recognized as a marker for a number of diseases and pathological conditions, including, but not limited to, cancer, metastatic cancer, acute organ failure, organ infarction (including myocardial infarction and ischemic stroke), hemorrhagic stroke, autoimmune disorders, graft-versus-host disease (GVHD), graft rejection, sepsis, systemic inflammatory response syndrome (SIRS), multiple organ dysfunction syndrome (MODS), graft-versus-host disease (GVHD), traumatic injury, pro-inflammatory status in the elderly, diabetes, atherosclerosis, neurodegenerative diseases, autoimmune diseases, eclampsia, infertility, bleeding disorders, complications associated with pregnancy, and infections. Various subtypes of circulating extracellular DNA may play a significant role in the progression of certain diseases and pathological conditions.

[005] Было предложено использовать системное введение фермента дезоксирибонуклеазы (ДНКазы), который специфически гидролизует циркулирующую вкДНК для лечения бесплодия (патент США №8916151); сердечно-сосудистых заболеваний (патент США №9642822); рака; сепсиса, болезни «трансплантат против хозяина» (GVHD); органной недостаточности; сахарного диабета; атеросклероза; реакции гиперчувствительности замедленного типа (патенты США №9248166; 8535663; 7612032; 8388951; 8431123).[005] Systemic administration of a deoxyribonuclease (DNase) enzyme that specifically hydrolyzes circulating cfDNA has been proposed for the treatment of infertility (US Pat. No. 8,916,151); cardiovascular diseases (US patent No. 9642822); cancer; sepsis, graft-versus-host disease (GVHD); organ failure; diabetes; atherosclerosis; delayed-type hypersensitivity reactions (US patents No. 9248166; 8535663; 7612032; 8388951; 8431123).

[006] Однако, вопреки результатам, полученным на животных моделях, результаты в реальных клинических условиях показали, что системное применение фермента дезоксирибонуклеазы (ДНКазы) оказывает весьма ограниченное влияние на уменьшение количества циркулирующей вкДНК.[006] However, contrary to the results obtained in animal models, the results in real clinical conditions showed that the systemic application of the enzyme deoxyribonuclease (DNase) has a very limited effect on reducing the amount of circulating cfDNA.

[007] Hazout A. (PCT/IB 2013/056321) описал 10 женщин с высоким уровнем циркулирующей вкДНК (>80 нг/мкл), получавших 0,1 мг/кг DNasel ежедневно внутримышечно два раза в день в течение семи дней, при этом наблюдалось только в среднем 26% снижение уровня циркулирующей вкДНК. Их наблюдения согласуются с данными Davis et al., который не смог продемонстрировать снижение уровня циркулирующей двухцепочечной ДНК у пациентов с волчаночным нефритом, получающих человеческую рекомбинантную дезоксирибонуклеазу в дозе 25 мкг/кг в виде одной внутривенной и десяти подкожных инъекций в течение периода 19 дней, несмотря на достижение в плазме каталитически эффективных концентраций дезоксирибонуклеазы между 40-100 нг/мл. (Davis J.С. et al., Recombinant human Dnase I (rhDNase) in patients with lupus nephritis Lupus (1999) Vol 8 (1), pp. 68-76.)[007] Hazout A. (PCT/IB 2013/056321) described 10 women with high circulating cfDNA levels (>80 ng/μl) who received DNasel 0.1 mg/kg intramuscularly twice daily for seven days, with there was only an average of 26% reduction in circulating cfDNA levels. Their observations are consistent with those of Davis et al., who were unable to demonstrate a reduction in circulating double-stranded DNA in patients with lupus nephritis receiving human recombinant deoxyribonuclease at 25 μg/kg as one intravenous and ten subcutaneous injections over a period of 19 days, despite to achieve catalytically effective plasma concentrations of deoxyribonuclease between 40-100 ng/ml. (Davis J.C. et al., Recombinant human Dnase I (rhDNase) in patients with lupus nephritis Lupus (1999) Vol 8 (1), pp. 68-76.)

[008] Наиболее распространенный тип циркулирующей вкДНК представлен связанной с нуклеосомами ДНК. Нуклеосома является субъединицей ядерного хроматина и состоит из центрального ядра, образованного октамером гистоновых белков, связанных с фрагментом двухцепочечной ДНК размером приблизительно 147 пар оснований. (Oudet Р, Gross-Bellard М, Chambon P. Electron microscopic and biochemical evidence that chromatin structure is a repeating unit. Cell. 1975; 4: 281-300). Связанная с нуклеосомами вкДНК может циркулировать в крови в виде мононуклеосом или структур более высокого порядка, таких как олигонуклеосомы или даже фрагменты хроматина, содержащие более 50-100×103 пар оснований ДНК. Этот конкретный тип циркулирующей вкДНК происходит из клеток, подвергающихся некрозу или апоптозу. Другим источником циркулирующей вкДНК является образование внеклеточных ловушек нейтрофилами. Внеклеточные ловушки нейтрофилов (NET) представляют собой внеклеточные нити деконденсированной ДНК, выделенной из активированных нейтрофилов размером более 15×103 пар оснований ДНК и организованных в трехмерные сетчатые структуры размером 10-30 нм. Происходящая в процессе образования внеклеточных ловушек нейтрофилами вкДНК может быть либо свободной от частиц, либо связанной с частицами. Внеклеточные ловушки нейтрофилов также содержат высоко цитотоксические ферменты и цитотоксические белки, происходящие из внутреннего пространства нейтрофилов. (Sørensen, О.Е. and Borregaard, N., Neutrophil extracellular traps - the dark side of neutrophils. J. Clin. Invest. 2016 May 2; 126(5): 1612-20). Недавно было показано, что не только нейтрофилы, но и макрофаги могут выделять NET-подобные структуры. (Nat Med., 2018, 24(2): 232-238).[008] The most common type of circulating cfDNA is nucleosome-bound DNA. The nucleosome is a subunit of nuclear chromatin and consists of a central core formed by an octamer of histone proteins associated with a fragment of double-stranded DNA of approximately 147 base pairs. (Oudet P, Gross-Bellard M, Chambon P. Electron microscopic and biochemical evidence that chromatin structure is a repeating unit. Cell. 1975; 4: 281-300). Nucleosome-bound cfDNA can circulate in the blood as mononucleosomes or higher order structures such as oligonucleosomes or even chromatin fragments containing more than 50-100×10 3 DNA base pairs. This particular type of circulating cfDNA originates from cells undergoing necrosis or apoptosis. Another source of circulating cfDNA is the formation of extracellular traps by neutrophils. Neutrophil extracellular traps (NETs) are extracellular strands of decondensed DNA isolated from activated neutrophils larger than 15×10 3 DNA base pairs and organized into three-dimensional mesh structures 10-30 nm in size. The cfDNA that occurs during the formation of extracellular traps by neutrophils can be either free of particles or associated with particles. Extracellular traps for neutrophils also contain highly cytotoxic enzymes and cytotoxic proteins derived from the interior of neutrophils. (Sørensen, O. E. and Borregaard, N., Neutrophil extracellular traps - the dark side of neutrophils. J. Clin. Invest. 2016 May 2; 126(5): 1612-20). It has recently been shown that not only neutrophils but also macrophages can secrete NET-like structures. (Nat Med., 2018, 24(2): 232-238).

[009] Другим важным типом вкДНК, связанной с циркулирующими частицами, является ДНК, связанная с экзосомой. Экзосомы представляют собой небольшие мембранные везикулы (30-100 нм) экзоцитотического происхождения, секретируемые большинством типов клеток, которые могут содержать одноцепочечную ДНК (оцДНК), митохондриальную ДНК (мтДНК) и двухцепочечную (дцДНК) размером до 2,5-10×103 пар оснований, расположенную во внутреннем пространстве экзосомы или на поверхности ее мембраны. (Thakur, В.K. et al., Double-stranded DNA in exosomes: a novel biomarker in cancer detection, Cell Research (2014) 24: 766-769).[009] Another important type of cfDNA associated with circulating particles is exosome-associated DNA. Exosomes are small membrane vesicles (30-100 nm) of exocytotic origin, secreted by most cell types, which can contain single-stranded DNA (ssDNA), mitochondrial DNA (mtDNA) and double-stranded (dsDNA) up to 2.5-10 × 10 3 pairs in size. bases located in the internal space of the exosome or on the surface of its membrane. (Thakur, B.K. et al., Double-stranded DNA in exosomes: a novel biomarker in cancer detection, Cell Research (2014) 24: 766-769).

[010] Значительная часть циркулирующей вкДНК, не связанной с частицами, представлена линейной и кольцевой двухцепочечной ДНК и одноцепочечной ДНК, секретируемой раковыми клетками, активированными иммунными клетками и некоторыми другими типами клеток. Этот тип вкДНК обычно имеет длину 250-1000 пар оснований или более и может быть обогащен уникальными последовательностями генома (Kumar, P. et al., Normal and cancerous tissues release extrachromosomal circular DNA (eccDNA) into the circulation, (Mol. Cancer. Res., June 20, 2017 DOI: 10.1158/1541-7786.MCR-17-0095.) Другой важной составляющей циркулирующей вкДНК, не связанной с частицами, является митохондриальная ДНК (мтДНК) различной длины.[010] A significant portion of circulating non-particle bound cfDNA is linear and circular double-stranded DNA and single-stranded DNA secreted by cancer cells, activated immune cells, and some other cell types. This type of cfDNA is typically 250-1000 base pairs or more in length and can be enriched with unique genome sequences (Kumar, P. et al., Normal and cancerous tissues release extrachromosomal circular DNA (eccDNA) into the circulation, (Mol. Cancer. Res ., June 20, 2017 DOI: 10.1158/1541-7786.MCR-17-0095.) Another important particle-free circulating cfDNA component is mitochondrial DNA (mtDNA) of various lengths.

[011] Другой недавно открытый тип циркулирующей вкДНК, не связанной с частицами, представлен ультракороткими олигонуклеотидами двухцепочечной ДНК (дцДНК) и олигонуклеотидами одноцепочечной ДНК (оцДНК) с субнуклеосомальной длиной (то есть обычно менее чем ~147 пар оснований). Было показано, что эта конкретная вкДНК обогащена митохондриальной ДНК (мтДНК), ДНК микробного происхождения и мутированными последовательностями генома человека. (Burnham Р., Single-stranded DNA library preparation uncovers the origin and diversity of ultrashort cell-free DNA in plasma, Scientific Reports 6, Article number: 27859 (2016), doi:10.1038/srep27859). Важно, что этот тип циркулирующей вкДНК также содержит фрагменты ДНК с низкой молекулярной массой, которые аналогичны тем, которые появляются после разрушения связанной с частицами ДНК ферментом ДНКазы I в крови пациентов.[011] Another recently discovered type of particle-free circulating cfDNA is represented by ultrashort double-stranded DNA (dsDNA) oligonucleotides and single-stranded DNA (ssDNA) oligonucleotides with subnucleosomal length (i.e. typically less than ~147 base pairs). This particular cfDNA has been shown to be enriched in mitochondrial DNA (mtDNA), DNA of microbial origin, and mutated sequences from the human genome. (Burnham R., Single-stranded DNA library preparation uncovers the origin and diversity of ultrashort cell-free DNA in plasma, Scientific Reports 6, Article number: 27859 (2016), doi:10.1038/srep27859). Importantly, this type of circulating cfDNA also contains low molecular weight DNA fragments, which are similar to those that result from the breakdown of particle-bound DNA by the DNase I enzyme in patients' blood.

[012] Было предпринято несколько попыток использовать технологии экстракорпорального удаления для очистки крови пациента от определенных компонентов пула циркулирующей вкДНК. См. например патент США №9364601; публикация заявки на патент США №2007/0092509; Kusaoi et al., Ther. Apher. Dial, 2016, 20: 348-353.[012] Several attempts have been made to use in vitro removal technologies to purify a patient's blood from certain components of the circulating cfDNA pool. See for example US patent No. 9364601; U.S. Patent Application Publication No. 2007/0092509; Kusaoi et al., Ther. Apher. Dial, 2016, 20:348-353.

[013] Существует потребность в новых экстракорпоральных способах лечения заболеваний, связанных с высоким уровнем циркулирующей вкДНК в крови, и в новых более эффективных устройствах для реализации таких способов.[013] There is a need for new extracorporeal methods for the treatment of diseases associated with high levels of circulating cfDNA in the blood, and for new more effective devices for implementing such methods.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

[014] Как указано в разделе «Уровень Техники» выше, существует потребность в новых экстракорпоральных способах лечения заболеваний, связанных с высоким уровнем циркулирующей вкДНК в крови, и в новых более эффективных устройствах для реализации таких способов. Настоящее изобретение удовлетворяет эту и другие потребности путем обеспечения устройств для афереза и связанных с ними процессов.[014] As noted in the Background section above, there is a need for new extracorporeal methods for treating diseases associated with high levels of circulating cfDNA in the blood, and for new more efficient devices for implementing such methods. The present invention satisfies this and other needs by providing apheresis devices and related processes.

[015] В одном аспекте настоящего изобретения предложено устройство, выполненное для проведения афереза, содержащее одну или более аффинных матриц, где указанные одна или более аффинных матриц способны захватывать внеклеточную ДНК (вкДНК), связанную с нуклеосомамии, экзосомо-связанную вкДНК и несвязанную вкДНК из крови или плазмы субъекта.[015] In one aspect, the present invention provides an apheresis device comprising one or more affinity templates, wherein said one or more affinity templates are capable of capturing extracellular DNA (cfDNA) associated with nucleosome, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA from the subject's blood or plasma.

[016] В некоторых вариантах осуществления несвязанная вкДНК включает в себя двухцепочечную дцДНК, одноцепочечную оцДНК и олигонуклеотиды.[016] In some embodiments, unbound cfDNA includes double stranded dsDNA, single stranded ssDNA, and oligonucleotides.

[017] В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство содержит две или более аффинных матриц. В некоторых вариантах осуществления (i) одна или более аффинных матриц способны захватывать нуклеосом-связанную внеклеточную ДНК (вкДНК) и/или экзосом-связанную вкДНК и (ii) следующая одна или более аффинных матриц способна захватывать несвязанную вкДНК, и где первая и вторая аффинные матрицы расположены внутри устройства в любом порядке. В некоторых вариантах осуществления (i) одна или более аффинных матриц содержит ДНК-связывающий белок (например, гистон [например, гистон H1]), антитело против гистона (например, антитело против гистона Н2А), антитело против нуклеосом (например, AN-1, AN-44), интеркалирующий ДНК агент (например, краситель Hoechst, такой как, например, Hoechst 33342), ДНК-связывающий полимер (например, катионный/основной полимер [например, полиэтиленимин, поли-L-лизин, поли-L-аргинин, гексадиметрин бромид, амино-концевой (-NH2) полиамидоаминный (РАМАМ) дендример, полипропиленимин (PPI) дендример], неионный/нейтральный полимер [например, поливинилпирролидон (PVP), поливинилполипирролидон (PVPP), поли (4-винилпиридин-N-оксид)], анионный/кислотный полимер, линейный полимер [например, полиэтиленимин, поли-L-лизин, поли-L-аргинин], разветвленный полимер [например, гиперразветвленный поли-L-лизин, гиперразветвленный полиэтиленимин], дендримерный полимер [например, полиамидоаминный (РАМАМ) дендример, полипропиленимин (PPI) дендример]), анти-ДНК-антитело (например, мышиное моноклональное IgM-антитело против дц+оц ДНК ([49/4А1], ab35576, Abeam), лектин (например, лектин Galanthus nivalis (GNA), лектин Narcissus Pseudonarcissus (NPA), Conconavalin A, фитогемаглутанин или циановирин) и любую их комбинацию, и (ii) следующая одна или более аффинных матриц содержит ДНК-связывающий белок (например, гистон [например, гистон HI]), интеркалирующий ДНК агент (например, краситель Hoechst, такой как, например, Hoechst 33342), ДНК-связывающий полимер (например, катионный/основной полимер [например, полиэтиленимин, поли-L-лизин, поли-L-аргинин, гексадиметрин бромид, амино-концевой (-NH2) полиамидоаминный (РАМАМ) дендример, полипропилениминный (PPI) дендример], неионный/нейтральный полимер [например, полив инилпирролид он (PVP), поливинилполипирролидон (PVPP), поли (4-винилпиридин-N-оксид)], анионный/кислотный полимер, линейный полимер [например, полиэтиленимин, поли-L-лизин, поли-L-аргинин], разветвленный полимер [например, гиперразветвленный поли-L-лизин, гиперразветвленный полиэтиленимин], дендримерный полимер [например, полиамидоаминный (РАМАМ) дендример, полипропилениминный (PPI) дендример]), анти-ДНК-антитело (например, мышиное моноклональное IgM-антитело против дц+оц ДНК ([49/4А1], ab35576, Abeam) и любая их комбинация.. В некоторых вариантах осуществления указанные две или более аффинных матриц последовательно размещаются в виде двух или более аффинных колонок. В некоторых вариантах осуществления первая аффинная матрица в последовательности содержит ДНК-связывающий полимер (например, дендример с аминоконцевым (-NH2) полиамидоамином (РАМАМ), дендример полипропиленимина (PPI), гиперразветвленный поли-L-лизин или гиперразветвленный полиэтиленимин) или интеркалирующий ДНК агент (например, Hoechst 33342). В некоторых вариантах осуществления аффинная матрица не является полиамидоаминный (РАМАМ) дендримером.[017] In some embodiments of the invention, the device contains two or more affine matrices. In some embodiments, (i) one or more affinity templates are capable of capturing nucleosome-bound extracellular DNA (cfDNA) and/or exosome-bound cfDNA and (ii) the next one or more affinity templates are capable of capturing unbound cfDNA, and wherein the first and second affinity matrices are located inside the device in any order. In some embodiments, (i) the one or more affinity templates comprise a DNA binding protein (e.g., histone [e.g., histone H1]), an anti-histone antibody (e.g., an anti-histone H2A antibody), an anti-nucleosome antibody (e.g., AN-1 , AN-44), DNA intercalating agent (e.g. Hoechst dye, such as e.g. Hoechst 33342), DNA binding polymer (e.g. cationic/basic polymer [e.g. polyethyleneimine, poly-L-lysine, poly-L- arginine, hexadimethrin bromide, amino-terminal (-NH2) polyamidoamine (PAMAM) dendrimer, polypropyleneimine (PPI) dendrimer], nonionic/neutral polymer [e.g., polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylpolypyrrolidone (PVPP), poly(4-vinylpyridine-N- oxide)], anionic/acidic polymer, linear polymer [e.g. polyethyleneimine, poly-L-lysine, poly-L-arginine], branched polymer [e.g. hyperbranched poly-L-lysine, hyperbranched polyethyleneimine], dendrimeric polymer [e.g. polyamidoamine (PAMAM) dendrimer, polypropy lenimin (PPI) dendrimer]), anti-DNA antibody (eg, mouse anti-ds+ss DNA monoclonal IgM antibody ([49/4A1], ab35576, Abeam), lectin (eg, Galanthus nivalis (GNA) lectin, lectin Narcissus Pseudonarcissus (NPA), Conconavalin A, phytohemaglutanin, or cyanovirin) and any combination thereof, and (ii) the following one or more affinity templates contain a DNA binding protein (e.g., a histone [e.g., histone HI]), a DNA intercalating agent (e.g. , a Hoechst dye such as e.g. Hoechst 33342), a DNA binding polymer (e.g. a cationic/base polymer [e.g. polyethyleneimine, poly-L-lysine, poly-L-arginine, hexadimethrin bromide, amino-terminal (-NH2 ) polyamidoamine (PAMAM) dendrimer, polypropyleneimine (PPI) dendrimer], non-ionic/neutral polymer [e.g., polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylpolypyrrolidone (PVPP), poly(4-vinylpyridine-N-oxide)], anionic/acidic polymer, linear polymer [e.g. polyethyleneimine, poly-L-lysine, poly-L-arginine], branched polymer [eg, hyperbranched poly-L-lysine, hyperbranched polyethyleneimine], dendrimeric polymer [eg, polyamidoamine (PAMAM) dendrimer, polypropyleneimine (PPI) dendrimer]), anti-DNA antibody (eg, mouse IgM monoclonal antibody against ds+ sc DNA ([49/4A1], ab35576, Abeam) and any combination thereof. In some embodiments, said two or more affinity templates are sequentially arranged as two or more affinity columns. In some embodiments, the first affinity template in the sequence contains a DNA binding polymer (e.g., an amino-terminal (-NH2) polyamidoamine (PAMAM) dendrimer, a polypropyleneimine (PPI) dendrimer, hyperbranched poly-L-lysine, or hyperbranched polyethyleneimine) or a DNA intercalating agent ( e.g. Hoechst 33342). In some embodiments, the affinity matrix is not a polyamidoamine (PAMAM) dendrimer.

[018] Нелимитирующими примерами полезных комбинаций колонок (расположенных в любом порядке) являются: (a) (i) аффинная колонка с интеркалирующий агентом ДНК Hoechst 33342 и (ii) аффинная колонка с анти-ДНК-антителом; или (b) (i) колонка с аффинной матрицей, содержащей анти-нуклеосомное антитело (ANAM), и (ii) колонка с аффинной матрицей, содержащей анти-ДНК-антитела; или (с) (i) колонка с аффинной матрицей, содержащей анти-нуклеосомное антитело (ANAM), и (ii) колонка с аффинной матрицей, содержащей полиамидоаминный дендример (PDAM); или (d) (i) колонка с аффинной матрицей, содержащей анти-нуклеосомное антитело (ANAM), и (ii) колонка с аффинной матрицей, содержащей гиперразветвленный поли-L-лизин (PLLAM); или (e) (i) аффинная колонка с анти-гистоновым антителом Н2А, (ii) аффинная колонка с лектином и (iii) аффинная колонка с гистоном H1 или колонка с аффинной матрицей, содержащей полиамидоаминный дендример (PDAM), или колонка с аффинной матрицей, содержащей гиперразветвленный поли-L-лизин (PLLAM), или колонка с аффинной матрицей, содержащей ДНК-интеркалирующий агент Hoechst 33342.[018] Non-limiting examples of useful column combinations (in any order) are: (a) (i) a Hoechst 33342 DNA intercalating affinity column and (ii) an anti-DNA antibody affinity column; or (b) (i) an affinity matrix column containing an anti-nucleosome antibody (ANAM), and (ii) an affinity matrix column containing anti-DNA antibodies; or (c) (i) an affinity matrix column containing an anti-nucleosome antibody (ANAM) and (ii) an affinity matrix column containing a polyamidoamine dendrimer (PDAM); or (d) (i) an affinity matrix containing anti-nucleosome antibody (ANAM) column and (ii) a hyperbranched poly-L-lysine (PLLAM) affinity matrix column; or (e) (i) anti-histone antibody H2A affinity column, (ii) lectin affinity column, and (iii) H1 histone affinity column or polyamidoamine dendrimer (PDAM) affinity matrix column or affinity matrix column containing hyperbranched poly-L-lysine (PLLAM) or an affinity matrix column containing Hoechst 33342 DNA intercalating agent.

[019] В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство по изобретению содержит одну аффинную матрицу. Нелимитирующие примеры подходящих матриц, которые можно использовать в качестве одной аффинной матрицы, включают: аффинные матрицы, содержащие гистон (например, гистон H1, такой как, например, гистон Н1.3), аффинные матрицы, содержащие ДНК-связывающий полимер (например, катионный полимер, такой как, например, амино-концевой (-NH2) полиамидоамин (РАМАМ) дендример или гиперразветвленный поли-L-лизин), аффинные матрицы, содержащие интеркалирующий ДНК агент (например, Hoechst 33342), аффинные матрицы, содержащие анти-ДНК антитело (например, мышиное моноклональное IgM-антитело против дц+оц ДНК ([49/4А1], ab35576, Abcam). В некоторых вариантах осуществления аффинная матрица не является полиамидоаминным (РАМАМ) дендримером.[019] In some embodiments of the invention, the device according to the invention contains a single affinity matrix. Non-limiting examples of suitable matrices that can be used as a single affinity template include: affinity matrices containing a histone (e.g., histone H1, such as, for example, histone H1.3), affinity matrices containing a DNA binding polymer (e.g., cationic polymer, such as, for example, amino-terminal (-NH2) polyamidoamine (PAMAM) dendrimer or hyperbranched poly-L-lysine), affinity matrices containing a DNA intercalating agent (e.g. Hoechst 33342), affinity matrices containing an anti-DNA antibody (eg, mouse anti-ds+ss DNA IgM monoclonal antibody ([49/4A1], ab35576, Abcam). In some embodiments, the affinity template is not a polyamidoamine (PAMAM) dendrimer.

[020] В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство по изобретению захватывает по меньшей мере 30 мг вкДНК за одну процедуру афереза.[020] In some embodiments, the device of the invention captures at least 30 mg of cfDNA in a single apheresis session.

[021] В некоторых вариантах осуществления устройство по изобретению снижает уровень вкДНК в крови по меньшей мере на 25% за одну процедуру афереза. В некоторых вариантах осуществления устройство по изобретению снижает уровень вкДНК в крови по меньшей мере на 50% за одну процедуру афереза. В некоторых вариантах осуществления устройство по изобретению снижает уровень вкДНК в крови по меньшей мере на 75% за одну процедуру афереза.[021] In some embodiments, the implementation of the device according to the invention reduces the level of cfDNA in the blood by at least 25% per apheresis procedure. In some embodiments, the device of the invention reduces blood levels of cfDNA by at least 50% in a single apheresis session. In some embodiments, the device of the invention reduces blood levels of cfDNA by at least 75% in a single apheresis session.

[022] В другом аспекте изобретение относится к способу снижения уровня внеклеточной ДНК (вкДНК) в крови субъекта, включающему: (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от субъекта в устройство для афереза по настоящему изобретению для получения крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и (b) возврат крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК субъекту, причем процедура афереза снижает уровень связанной с нуклеосомами вкДНК, связанной с экзосомами вкДНК и несвязанной вкДНК в крови субъекта. В некоторых вариантах субъект имеет заболевание, характеризующееся повышенным уровнем вкДНК в крови. В некоторых вариантах осуществления субъект имеет заболевание, выбранное из группы, состоящей из нейродегенеративного заболевания, рака, токсичности, связанной с химиотерапией, токсичности, индуцированной облучением (например, острый радационный синдром), органной недостаточности, повреждения органов, инфаркта органа, ишемии, острого сосудистого события, инсульта, болезни «трансплантат против хозяина» (GVHD), отторжения трансплантата, сепсиса, синдрома системной воспалительной реакции (SIRS), синдрома полиорганной дисфункции (MODS), травматического повреждения, старения, диабета, атеросклероза, аутоиммунного заболевания, эклампсии, бесплодия, осложнений, связанных с беременностью, нарушения свертываемости крови и инфекции.[022] In another aspect, the invention relates to a method for reducing the level of extracellular DNA (cfDNA) in the blood of a subject, including: (a) performing an apheresis procedure, including the withdrawal of blood or plasma from the subject into the apheresis device of the present invention to obtain blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (b) returning blood or plasma with reduced levels of cfDNA to the subject, wherein the apheresis procedure reduces the level of nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA in the subject's blood. In some embodiments, the subject has a disease characterized by elevated levels of cfDNA in the blood. In some embodiments, the subject has a disease selected from the group consisting of a neurodegenerative disease, cancer, chemotherapy-associated toxicity, radiation-induced toxicity (e.g., acute radiation syndrome), organ failure, organ damage, organ infarction, ischemia, acute vascular events, stroke, graft-versus-host disease (GVHD), graft rejection, sepsis, systemic inflammatory response syndrome (SIRS), multiple organ dysfunction syndrome (MODS), traumatic injury, aging, diabetes, atherosclerosis, autoimmune disease, eclampsia, infertility, pregnancy-related complications, bleeding disorders and infections.

[023] В дополнительном аспекте изобретение относится к способу лечения заболевания у субъекта, нуждающегося в этом, причем способ включает: (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от субъекта в устройство для афереза по настоящему изобретению для получения крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и (b) возврат крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК субъекту, причем процедура афереза снижает уровень связанной с нуклеосомами вкДНК, связанной с экзосомами вкДНК и несвязанной вкДНК в крови субъекта. В некоторых вариантах субъект имеет заболевание, характеризующееся повышенным уровнем вкДНК в крови. Неограничивающие примеры заболеваний, которые можно лечить способами по изобретению, включают, например, нейродегенеративное заболевание, рак, токсичность, связанную с химиотерапией, токсичность, вызванную облучением (например, острый лучевой синдром), органную недостаточность, повреждение органов, инфаркт органа, ишемия, острое сосудистое заболевание, инсульт, болезнь «трансплантат против хозяина» (GVHD), отторжение трансплантата, сепсис, синдром системной воспалительной реакции (SIRS), синдром полиорганной дисфункции (MODS), травматическое повреждение, старение, диабет, атеросклероз, аутоиммунное заболевание, эклампсия, бесплодие, осложнения, связанные с беременностью, нарушение свертываемости крови и инфекцию.[023] In a further aspect, the invention relates to a method of treating a disease in a subject in need thereof, the method comprising: (a) performing an apheresis procedure comprising withdrawing blood or plasma from a subject into an apheresis device of the present invention to obtain blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (b) returning blood or plasma with reduced levels of cfDNA to the subject, wherein the apheresis procedure reduces the level of nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA in the subject's blood. In some embodiments, the subject has a disease characterized by elevated levels of cfDNA in the blood. Non-limiting examples of diseases that can be treated with the methods of the invention include, for example, neurodegenerative disease, cancer, chemotherapy-related toxicity, radiation-induced toxicity (e.g., acute radiation syndrome), organ failure, organ damage, organ infarction, ischemia, acute vascular disease, stroke, graft-versus-host disease (GVHD), graft rejection, sepsis, systemic inflammatory response syndrome (SIRS), multiple organ dysfunction syndrome (MODS), traumatic injury, aging, diabetes, atherosclerosis, autoimmune disease, eclampsia, infertility , complications associated with pregnancy, bleeding disorders and infection.

[024] В некоторых вариантах осуществления любого из вышеуказанных способов по изобретению способ дополнительно включает мониторинг уровня вкДНК в крови субъекта.[024] In some embodiments of any of the above methods of the invention, the method further comprises monitoring the level of cfDNA in the subject's blood.

[025] В некоторых вариантах осуществления любого из вышеуказанных способов по изобретению способ включает продолжение или повторение процедуры афереза до тех пор, пока уровень вкДНК не уменьшится по меньшей мере на 25%. В некоторых вариантах осуществления любого из вышеуказанных способов по изобретению способ включает продолжение или повторение процедуры афереза до тех пор, пока уровень вкДНК не уменьшится по меньшей мере на 50%. В некоторых вариантах осуществления любого из вышеуказанных способов по изобретению способ включает продолжение или повторение процедуры афереза до тех пор, пока уровень вкДНК не уменьшится по меньшей мере на 75%.[025] In some embodiments of any of the above methods of the invention, the method includes continuing or repeating the apheresis procedure until the level of cfDNA is reduced by at least 25%. In some embodiments of any of the above methods of the invention, the method includes continuing or repeating the apheresis procedure until the level of cfDNA is reduced by at least 50%. In some embodiments of any of the above methods of the invention, the method includes continuing or repeating the apheresis procedure until the level of cfDNA is reduced by at least 75%.

[026] В некоторых вариантах осуществления любого из вышеуказанных способов по изобретению способ включает продолжение или повторение процедуры афереза до тех пор, пока по меньшей мере 30 мг вкДНК не будет удалено из крови субъекта.[026] In some embodiments of any of the above methods of the invention, the method includes continuing or repeating the apheresis procedure until at least 30 mg of cfDNA has been removed from the subject's blood.

[027] В некоторых вариантах осуществления любого из вышеуказанных способов по изобретению процедуру афереза повторяют два или более раз.[027] In some embodiments of any of the above methods of the invention, the apheresis procedure is repeated two or more times.

[028] В некоторых вариантах осуществления любого из указанных выше способов по изобретению кровь для процедуры афереза получают из воротной вены.[028] In some embodiments of any of the above methods of the invention, blood for the apheresis procedure is obtained from the portal vein.

[029] В некоторых вариантах осуществления любого из указанных выше способов по изобретению несвязанная вкДНК включает в себя дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды.[029] In some embodiments of any of the above methods of the invention, unbound cfDNA includes dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides.

[030] В некоторых вариантах осуществления любого из вышеуказанных способов изобретения субъект является человеком.[030] In some embodiments of any of the above methods of the invention, the subject is a human.

[031] Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники исходя из следующего описания, формулы изобретения и чертежей.[031] These and other aspects of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the following description, claims, and drawings.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[032] Фигура 1 показывает электрофоретический профиль вкДНК, выделенной из плазмы крови пациента с метастатическим раком.[032] Figure 1 shows the electrophoretic profile of cfDNA isolated from the blood plasma of a patient with metastatic cancer.

[033] Фигуры 2А и 2В показывают опухоли, вырезанные у мышей, которым вводилась ДНК в соответствии с примером 3, где кровь очищали с помощью аффинной матрицы с анти-гистоновыми антителами и аффинной матрицы с лектином из Galanthus nivalis (подснежник). На фигуре 2А показаны опухоли, вырезанные у мышей контрольной группы. На фигуре 2В показаны опухоли, вырезанные у мышей, которым вводили ДНК от пациента с NSCLC T3N2M+, очищенную от циркулирующей вкДНК, связанной с нуклеосомами и экзосомами.[033] Figures 2A and 2B show tumors excised from mice injected with DNA according to Example 3, where blood was purified with an anti-histone antibody affinity matrix and a lectin affinity matrix from Galanthus nivalis (snowdrop). Figure 2A shows tumors excised from control mice. Figure 2B shows tumors excised from mice injected with DNA from a patient with NSCLC T3N2M+ purified from circulating cfDNA associated with nucleosomes and exosomes.

[034] Фигура 3 показывает электрофоретический профиль циркулирующей вкДНК из плазмы пациента с метастатическим раком и пациента с инсультом.[034] Figure 3 shows an electrophoretic profile of circulating cfDNA from the plasma of a metastatic cancer patient and a stroke patient.

[035] Фигура 4 показывает электрофоретический профиль циркулирующей вкДНК из плазмы пациента с синдромом системного воспалительного ответа (SIRS) и синдромом множественной дисфункции органов (MODS).[035] Figure 4 shows an electrophoretic profile of circulating cfDNA from the plasma of a patient with systemic inflammatory response syndrome (SIRS) and multiple organ dysfunction syndrome (MODS).

[036] Фигура 5 показывает электрофоретический профиль циркулирующей вкДНК, используемой в экспериментах по культивированию клеток.[036] Figure 5 shows an electrophoretic profile of circulating cfDNA used in cell culture experiments.

[037] Фигура 6 показывает электрофоретический профиль циркулирующей вкДНК, вестерн-блоттинга ДНКазы I и количественного определения активности ДНКазы I и циркулирующей вкДНК.[037] Figure 6 shows an electrophoretic profile of circulating cfDNA, DNase I Western blotting and quantification of DNase I activity and circulating cfDNA.

[038] Фигура 7 показывает электрофоретический профиль циркулирующей вкДНК из плазмы пациента с сепсисом.[038] Figure 7 shows an electrophoretic profile of circulating cfDNA from the plasma of a septic patient.

[039] Фигура 8 показывает результаты электрофореза в 1% агарозном геле модельной плазмы, обогащенной вкДНК, до и после теста объемной адсорбции. Дорожка-1 - модельная плазма, обогащенная вкДНК до инкубации; дорожка-2 - модельная плазма, обогащенная вкДНК, после инкубации с контролем этаноламин-сефарозой FF; дорожка 3 - модельная плазма, обогащенная вкДНК, после инкубации с PDAM; дорожка-4 - модельная плазма, обогащенная вкДНК, после инкубации с PLLAM; дорожка-5 - модельная плазма, обогащенная вкДНК, после инкубации с аффинной матрицей содержащей гистон Н1.3.[039] Figure 8 shows the results of 1% agarose gel electrophoresis of model cfDNA-enriched plasma before and after the volume adsorption test. Lane 1 - model plasma enriched with cfDNA prior to incubation; lane-2 - model plasma enriched with cfDNA after incubation with ethanolamine-sepharose FF control; lane 3 - cfDNA enriched model plasma after incubation with PDAM; lane-4 - model plasma enriched with cfDNA after incubation with PLLAM; lane-5 - model plasma enriched with cfDNA after incubation with an affinity matrix containing histone H1.3.

[040] Фигура 9 показывает результаты электрофореза в 1% агарозном геле в плазме пациента, у которого диагностирован одонтогенный сепсис до и после теста объемной адсорбции. Дорожка-1 - плазма пациента с одонтогенным сепсисом после инкубации с этаноламин-сефарозой FF-контроль; дорожка-2 контроль-дистиллированная вода; дорожка 3 - плазма пациента с одонтогенным сепсисом после инкубации с аффинной матрицей содержащей гистон Н1.3; дорожка-4 - контроль-дистиллированная вода; дорожка-5 - плазма пациента с одонтогенным сепсисом после инкубации с PDAM; дорожка-6 - плазма пациента с одонтогенным сепсисом после инкубации с PLLAM.[040] Figure 9 shows the results of 1% agarose gel electrophoresis in the plasma of a patient diagnosed with odontogenic sepsis before and after a volume adsorption test. Lane-1 - plasma of a patient with odontogenic sepsis after incubation with ethanolamine-sepharose FF-control; lane-2 control-distilled water; lane 3 - plasma of a patient with odontogenic sepsis after incubation with an affinity matrix containing histone H1.3; track-4 - control-distilled water; lane-5 - plasma of a patient with odontogenic sepsis after incubation with PDAM; lane-6 - plasma of a patient with odontogenic sepsis after incubation with PLLAM.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Термины и определенияTerms and Definitions

[041] Если не указано иначе, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют то же значение, которое обычно понимают специалисты в области техники, к которой относится настоящее изобретение.[041] Unless otherwise indicated, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains.

[042] Формы единственного числа «а», «ап» и «the» включают множественные ссылки, если контекст явно не предписывает иное. Таким образом, например, ссылка на «способ» включает в себя один или более способов и/или этапов описанного здесь типа и/или которые станут очевидными для специалистов в данной области техники после прочтения данного раскрытия.[042] The singular forms "a", "an", and "the" include plural references unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, reference to "method" includes one or more methods and/or steps of the type described herein and/or that will become apparent to those skilled in the art upon reading this disclosure.

[043] Термин «примерно» или «приблизительно» включает в себя нахождение в пределах статистически значимого диапазона значения. Такой диапазон может быть в пределах порядка величины, предпочтительно в пределах 50%, более предпочтительно в пределах 20%, еще более предпочтительно в пределах 10% и еще более предпочтительно в пределах 5% от данного значения или диапазона. Допустимое отклонение, охватываемое терминами «примерно» или «приблизительно», зависит от конкретной исследуемой системы и может быть легко оценено специалистом в данной области техники.[043] The term "about" or "approximately" includes being within a statistically significant range of a value. Such a range may be within an order of magnitude, preferably within 50%, more preferably within 20%, even more preferably within 10%, and even more preferably within 5% of the given value or range. The tolerance covered by the terms "about" or "approximately" depends on the particular system under study and can be easily estimated by a person skilled in the art.

[044] Используемый в данном описании термин «устройство» относится к любому узлу, известному в данной области техники, для обеспечения возможности очистки жидких растворов, такому как, без ограничения, например, любая полая посуда, колонка, матрица колонки, фильтр, мембрана, полупроницаемый материал, шарик (например, микрошарик или наношарик) или трубка. Термины «колонка» и «картридж» используются в данном описании взаимозаменяемо в контексте устройства для афереза.[044] As used herein, the term "device" refers to any assembly known in the art to enable the purification of liquid solutions, such as, without limitation, for example, any hollow vessel, column, column matrix, filter, membrane, semi-permeable material, bead (eg microbead or nanobead) or tube. The terms "column" and "cartridge" are used interchangeably herein in the context of an apheresis device.

[045] Термин «аффинная матрица», используемый в данном документе, относится к (i) твердому носителю, в который иммобилизован лиганд (например, вкДНК-связывающая молекула), или (ii) твердому носителю, образованному самим лигандом (например, нерастворимый в воде ДНК-связывающий полимер).[045] The term "affinity matrix" as used herein refers to (i) a solid support in which a ligand is immobilized (e.g., an cfDNA binding molecule), or (ii) a solid support formed by the ligand itself (e.g., insoluble in water DNA-binding polymer).

[046] Термин «ДНК-связывающий белок» относится к белкам, которые связываются с одноцепочечной ДНК (оцДНК) или двухцепочечной ДНК (дцДНК). ДНК-связывающие белки могут связывать ДНК специфичным для последовательности образом (например, факторы транскрипции и нуклеазы) или не специфически по отношению к последовательностям ДНК (например, полимеразы и гистоны). Члены семейства линкерных гистонов H1 являются ключевым компонентом хроматина и связываются с ядром нуклеосомы в области участков входа и выхода ДНК.[046] The term "DNA-binding protein" refers to proteins that bind to single-stranded DNA (ssDNA) or double-stranded DNA (dsDNA). DNA-binding proteins can bind DNA in a sequence-specific manner (eg, transcription factors and nucleases) or in a non-sequence-specific manner (eg, polymerases and histones). Members of the H1 family of linker histones are a key component of chromatin and bind to the nucleosome nucleus at DNA entry and exit sites.

[047] Используемые в данном описании термины «циркулирующая ДНК», «внеклеточная ДНК (вкДНК)», «экстрацеллюлярная ДНК (эДНК)» и «циркулирующая экстрацеллюлярная ДНК (эДНК)» используются взаимозаменяемо для обозначения ДНК, присутствующей в крови или плазме, находящихся вне циркулирующих клеток гематопоэтического и негематопоэтического происхождения.[047] As used herein, the terms "circulating DNA", "extracellular DNA (ecDNA)," "extracellular DNA (eDNA)", and "circulating extracellular DNA (eDNA)" are used interchangeably to refer to DNA present in blood or plasma, located outside circulating cells of hematopoietic and non-hematopoietic origin.

[048] Связанная с нуклеосомами вкДНК представляет собой ДНК, которая связана с нуклеосомой. Нуклеосома является субъединицей ядерного хроматина. Связанная с нуклеосомами вкДНК может циркулировать в крови в виде мононуклеосом или структур более высокого порядка, таких как олигонуклеосомы или даже фрагменты хроматина, содержащие более 50-100×103 пар оснований ДНК. Циркулирующая связанная с нуклеосомами вкДНК может происходить из клеток, подвергающихся некрозу или апоптозу, а также из-за образования внеклеточных ловушек нейтрофилов (NET).[048] Nucleosome-associated cfDNA is DNA that is associated with a nucleosome. The nucleosome is a subunit of nuclear chromatin. Nucleosome-bound cfDNA can circulate in the blood as mononucleosomes or higher order structures such as oligonucleosomes or even chromatin fragments containing more than 50-100×10 3 DNA base pairs. Circulating nucleosome-bound cfDNA can originate from cells undergoing necrosis or apoptosis, as well as from the formation of neutrophil extracellular traps (NETs).

[049] вкДНК, связанная с экзосомой, представляет собой вкДНК, которая связана с экзосомами или присутствует в экзосомах. Экзосомы представляют собой небольшие мембранные везикулы (около 30-100 нм) экзоцитотического происхождения, секретируемые большинством типов клеток, которые могут содержать одноцепочечную ДНК (оцДНК), митохондриальную ДНК (мтДНК) и двухцепочечную ДНК (дцДНК) во внутреннем или внешнем пространстве экзосомы.[049] Exosome-associated cfDNA is cfDNA that is associated with or present in exosomes. Exosomes are small membrane vesicles (about 30-100 nm) of exocytotic origin, secreted by most cell types, which may contain single-stranded DNA (ssDNA), mitochondrial DNA (mtDNA), and double-stranded DNA (dsDNA) in the interior or exterior space of the exosome.

[050] Термины «несвязанная вкДНК» или «вкДНК, не связанная с частицами» или «вкДНК свободная от частиц» относятся к вкДНК, которая не связана с экзосомами или нуклеосомами и включает двухцепочечную ДНК (дцДНК), одноцепочечную ДНК (оцДНК), линейную или кольцевую, и олигонуклеотиды, в том числе ультракороткие молекулы ДНК субнуклеосомного размера (обычно менее 147 пар оснований).[050] The terms “unbound cfDNA” or “particle-free cfDNA” or “particle-free cfDNA” refers to cfDNA that is not associated with exosomes or nucleosomes and includes double-stranded DNA (dsDNA), single-stranded DNA (ssDNA), linear or circular, and oligonucleotides, including ultrashort DNA molecules of subnucleosomal size (usually less than 147 base pairs).

[051] Используемые в данном описании термины «субъект» и «пациент» используются взаимозаменяемо и относятся к животным, включая млекопитающих, таких как люди, ветеринарные животные (например, кошки, собаки, коровы, лошади, овцы, свиньи и т.д.) и экспериментальные модели животных. В определенных вариантах осуществления субъект относится к пациенту-человеку, включая оба пола во взрослой и детской популяциях.[051] As used herein, the terms "subject" and "patient" are used interchangeably and refer to animals, including mammals such as humans, veterinary animals (e.g., cats, dogs, cows, horses, sheep, pigs, etc. ) and experimental animal models. In certain embodiments, the subject is a human patient, including both sexes in adult and pediatric populations.

[052] В контексте настоящего изобретения, поскольку оно относится к любому из болезненных состояний, указанных в данном описании, термины «лечить», «лечение» и тому подобное означают облегчение или ослабление по меньшей мере одного симптома, связанного с таким состоянием, или замедление или обращение вспять прогрессирования такого состояния. В значении настоящего изобретения термин «лечить» также обозначает остановку, задержку начала (то есть периода до клинического проявления заболевания) и/или уменьшение риска развития или ухудшения заболевания. Термины «лечить», «лечение» и тому подобное в отношении состояния, расстройства или состояния могут также включать (1) предотвращение или задержку появления по меньшей мере одного клинического или субклинического симптома состояния, расстройства или состояния, развивающегося в субъекте, который может быть поражен или предрасположен к состоянию, расстройству или состоянию, но еще не испытывает или не проявляет клинических или субклинических симптомов состояния, расстройства или состояния; или (2) подавление состояния, расстройства или состояния, то есть прекращение, уменьшение или задержка развития заболевания или его рецидива (в случае поддерживающего лечения) или по меньшей мере одного его клинического или субклинического симптома; или (3) облегчение заболевания, то есть вызывание регрессии состояния, расстройства или состояния или по меньшей мере одного из его клинических или субклинических симптомов.[052] In the context of the present invention, as it refers to any of the disease states referred to in this description, the terms "treat", "treatment" and the like mean the alleviation or weakening of at least one symptom associated with such a condition, or slowing down or reversing the progression of such a condition. In the meaning of the present invention, the term "treat" also means stopping, delaying the onset (ie, the period before the clinical manifestation of the disease) and/or reducing the risk of developing or worsening the disease. The terms "treat", "treatment" and the like in relation to a condition, disorder or condition may also include (1) preventing or delaying the onset of at least one clinical or subclinical symptom of the condition, disorder or condition developing in a subject that may be affected or is predisposed to the condition, disorder, or condition, but is not yet experiencing or showing clinical or subclinical symptoms of the condition, disorder, or condition; or (2) suppression of the condition, disorder or condition, i.e. cessation, reduction or delay in the development of the disease or its recurrence (in the case of maintenance treatment) or at least one clinical or subclinical symptom thereof; or (3) alleviating the disease, that is, causing regression of the condition, disorder, or condition, or at least one of its clinical or subclinical symptoms.

[053] В практике настоящего изобретения используют, если не указано иное, обычные методы статистического анализа, молекулярной биологии (включая рекомбинантные методы), микробиологии, клеточной биологии, химии конъюгации и биохимии, которые известны специалистам в данной области техники. Такие инструменты и методики подробно описаны, например, в Sambrook et al. (2001) Molecular Cloning: A Laboratory Manual 3rd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press: Cold Spring Harbor, New York; Ausubel et al. eds. (2005) Current Protocols in Molecular Biology. John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ; Bonifacino et al. eds. (2005) Current Protocols in Cell Biology. John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ; Coligan et al. eds. (2005) Current Protocols in Immunology, John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ; Coico et al. eds. (2005) Current Protocols in Microbiology, John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ; Coligan et al. eds. (2005) Current Protocols in Protein Science, John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ; and Enna et al. eds. (2005) Current Protocols in Pharmacology, John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ. Hermanson (2013) Bioconjugate Techniques' 3rd ed., Academic Press; Niemeyer (2004) Bio conjugation Protocols: Strategies and Methods, Springer Science & Business Media and Hermanson et al. (1992) Immobilized Affinity Ligand Techniques, Academic Press. Дополнительные методики описаны, например, в патенте США No. 7912698 и в заявках на патент США No. 2011/0202322 и 2011/0307437.[053] The practice of the present invention uses, unless otherwise indicated, conventional methods of statistical analysis, molecular biology (including recombinant methods), microbiology, cell biology, conjugation chemistry, and biochemistry, which are known to those skilled in the art. Such tools and techniques are described in detail in, for example, Sambrook et al. (2001) Molecular Cloning: A Laboratory Manual 3rd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press: Cold Spring Harbor, New York; Ausubel et al. eds. (2005) Current Protocols in Molecular Biology. John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ; Bonifacino et al. eds. (2005) Current Protocols in Cell Biology. John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ; Coligan et al. eds. (2005) Current Protocols in Immunology, John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ; Coico et al. eds. (2005) Current Protocols in Microbiology, John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ; Coligan et al. eds. (2005) Current Protocols in Protein Science, John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ; and Enna et al. eds. (2005) Current Protocols in Pharmacology, John Wiley and Sons, Inc.: Hoboken, NJ. Hermanson (2013) Bioconjugate Techniques' 3rd ed., Academic Press; Niemeyer (2004) Bio conjugation Protocols: Strategies and Methods, Springer Science & Business Media and Hermanson et al. (1992) Immobilized Affinity Ligand Techniques, Academic Press. Additional techniques are described, for example, in US Patent No. 7,912,698 and US Patent Applications No. 2011/0202322 and 2011/0307437.

Устройства и Способы согласно изобретениюDevices and Methods according to the invention

[054] Как указано в разделе «Уровень техники», в данной области техники существует большая потребность в разработке новых способов и устройств для снижения уровня практически всех типов циркулирующей вкДНК в крови. Настоящее раскрытие направлено на удовлетворение этой и других потребностей путем предоставления устройств и способов для афереза, в которых устройство для афереза снижает уровень практически всех типов вкДНК, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды).[054] As noted in the Background section, there is a great need in the art to develop new methods and devices to reduce the level of virtually all types of circulating cfDNA in the blood. The present disclosure addresses this and other needs by providing apheresis devices and methods wherein the apheresis device reduces virtually all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides) .

[055] Применение технологий экстракорпорального удаления может обеспечить эффективное решение для удаления вкДНК из кровообращения и, соответственно, снизить уровень и негативные эффекты циркулирующей вкДНК. Терапевтический аферез является экстракорпоральным лечением, которое удаляет компоненты крови у пациентов; он используется для лечения состояний, при которых патогенное вещество или компонент в крови вызывает развитие заболеваний: см., например Ward M.D., Conventional Apheresis Therapies: A Review Journal of Clinical Apheresis 26: 230 238 (2011).[055] The use of extracorporeal removal technologies can provide an effective solution to remove cfDNA from the circulation and, accordingly, reduce the level and negative effects of circulating cfDNA. Therapeutic apheresis is an extracorporeal treatment that removes blood components from patients; it is used to treat conditions in which a pathogenic substance or component in the blood causes disease: see, for example, Ward M.D., Conventional Apheresis Therapies: A Review Journal of Clinical Apheresis 26: 230 238 (2011).

[056] Неожиданно, как показано в настоящем документе, экстракорпоральное удаление практически всех типов циркулирующей вкДНК оказывает положительное влияние на лечение заболеваний, характеризующихся повышенными уровнями циркулирующей вкДНК в крови.[056] Unexpectedly, as shown herein, in vitro removal of virtually all types of circulating cfDNA has a positive effect on the treatment of diseases characterized by elevated levels of circulating cfDNA in the blood.

[057] Настоящее раскрытие изобретения обеспечивает способ лечения заболеваний, характеризующихся повышенными циркулирующими уровнями вкДНК путем удаления практически всех типов вкДНК, включая нуклеосом-связанную вкДНК, экзосом-связанную вкДНК и несвязанную вкДНК (включая днДНК, оцДНК и олигонуклеотиды) из крови субъекта, чтобы уменьшить негативные эффекты циркулирующей вкДНК.[057] The present disclosure provides a method for treating diseases characterized by elevated circulating levels of cfDNA by removing substantially all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides) from a subject's blood to reduce negative effects of circulating cfDNA.

[058] Не желая быть связанными теорией, при определенных заболеваниях, в которых уровень циркулирующей вкДНК повышен, различные типы циркулирующей вкДНК могут действовать совместно, запуская разные молекулярные механизмы, каждый из которых ведет к прогрессированию заболевания и смертности пациентов; различные типы циркулирующей вкДНК, действующие вместе, могут генерировать синергетическую токсичность, то есть токсический (отрицательный) эффект двух или более типов циркулирующей вкДНК больше, чем сумма отрицательных эффектов каждого типа вкДНК, взятых отдельно.[058] Without wishing to be bound by theory, in certain diseases in which circulating cfDNA levels are elevated, different types of circulating cfDNA may work together to trigger different molecular mechanisms, each leading to disease progression and patient mortality; different types of circulating cfDNA acting together can generate synergistic toxicity, that is, the toxic (negative) effect of two or more types of circulating cfDNA is greater than the sum of the negative effects of each type of cfDNA taken separately.

[059] Авторы изобретения обнаружили, что удаление практически всех типов вкДНК, включая нуклеосом-связанную вкДНК, экзосом-связанную вкДНК и несвязанную вкДНК (включая двухцепочечную ДНК [дцДНК], одноцепочечную ДНК [оцДНК] и олигонуклеотиды) из крови пациентов с повышенными уровнями циркулирующей вкДНК могут эффективно уменьшить или даже полностью отменить патогенные эффекты, опосредованные указанной циркулирующей вкДНК. Удаление практически всех типов вкДНК, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды), представляется критическим для снижения патогенных эффектов, опосредованных вкДНК.[059] The inventors found that the removal of virtually all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including double-stranded DNA [dsDNA], single-stranded DNA [ssDNA], and oligonucleotides) from the blood of patients with elevated levels of circulating cfDNA can effectively reduce or even completely abolish the pathogenic effects mediated by said circulating cfDNA. Removal of virtually all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides) appears to be critical for reducing cfDNA-mediated pathogenic effects.

[060] Авторы изобретения также неожиданно обнаружили, что удаление практически всех типов циркулирующей вкДНК может привести к реактивации эндогенных дезоксирибонуклеаз.[060] The inventors also unexpectedly found that the removal of almost all types of circulating cfDNA can lead to the reactivation of endogenous deoxyribonucleases.

[061] Далее описано, что несколько аффинных матриц или их комбинации способны эффективно захватывать практически все типы вкДНК, включая связанные с нуклеосомами вкДНК, связанные с экзосомами вкДНК и несвязанные вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды) из крови пациентов, нуждающихся в этом. Примеры аффинных матриц, используемых в устройствах и способах для афереза по изобретению, включают (i) матрицы, содержащие ДНК-связывающий белок (например, гистон [например, гистон H1]), (ii) матрицы, содержащие антитело против гистона (например, антитело против гистона Н2 А), антитело против нуклеосомы (например, AN-1, AN-44), (iii) матрицы, содержащие интеркалирующий ДНК агент (например, краситель Hoechst, такой как, например, Hoechst 33342), (iv) матрицы, содержащие ДНК-связывающий полимер (например, катионный/основной полимер [например, полиэтиленимин, поли-L-лизин, поли-L-аргинин, гексадиметрин бромид, концевой амино-концевой (-NH2) полиамидоамин (дендример, полипропиленимин) (PPI) дендример], неионный/нейтральный полимер [например, поливинилпирролидон (PVP), поливинилполипирролидон (PVPP), поли (4-винилпиридин-N-оксид)], анионный/кислотный полимер, линейный полимер [например, полиэтиленимин, поли-L-лизин, поли-L-аргинин], разветвленный полимер [например, гиперразветвленный поли-L-лизин, гиперразветвленный полиэтиленимин], дендримерный полимер [например, дендример полиамидоамина (РАМАМ), дендример полипропиленимина (PPI); см. Kaur et al., J NanopartRes., 2016, 18:146]; see, e.g., U.S. Patent No. 7,713,701 and Morozov et al., General Reanimatology, 2016, 12:6 для дополнительных прмеров), (v) матрицы, содержащие анти-ДНК-антитело, (vi) матрицы, содержащие лектин (например, лектин Galanthus nivalis (GNA), лектин Narcissus Pseudonarcissus (NPA), конконавалин A, фитогемаглуттанин или циановирин) и любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления две или более аффинных матриц последовательно расположены в виде двух или более аффинных колонок. В некоторых вариантах осуществления первая аффинная матрица в последовательности включает ДНК-связывающий полимер (например, дендример с аминоконцевым (-NH2) полиамидоамином (РАМАМ), дендример полипропиленимина (PPI), гиперразветвленный поли-L-лизин или гиперразветвленный) полиэтиленимин или интеркалирующий ДНК-агент (например, Hoechst 33342).[061] It is further described that multiple affinity templates, or combinations thereof, are capable of effectively capturing substantially all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides) from the blood of patients in need thereof. Examples of affinity matrices used in the apheresis devices and methods of the invention include (i) matrices containing a DNA binding protein (e.g., histone [e.g., histone H1]), (ii) matrices containing an anti-histone antibody (e.g., antibody against histone H2A), anti-nucleosome antibody (e.g., AN-1, AN-44), (iii) matrices containing a DNA intercalating agent (e.g., a Hoechst dye, such as, for example, Hoechst 33342), (iv) matrices, containing a DNA-binding polymer (e.g., cationic/basic polymer [e.g., polyethyleneimine, poly-L-lysine, poly-L-arginine, hexadimethrin bromide, terminal amino-terminal (-NH2) polyamidoamine (dendrimer, polypropyleneimine) (PPI) dendrimer ], nonionic/neutral polymer [e.g. polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylpolypyrrolidone (PVPP), poly(4-vinylpyridine-N-oxide)], anionic/acidic polymer, linear polymer [e.g. polyethyleneimine, poly-L-lysine, poly -L-arginine], branched polymer [for example, hyperbranched poly- L-lysine, hyperbranched polyethyleneimine], dendrimeric polymer [eg, polyamidoamine dendrimer (PAMAM), polypropyleneimine dendrimer (PPI); see Kaur et al., J NanopartRes., 2016, 18:146]; see, e.g., U.S. Patent No. 7,713,701 and Morozov et al., General Reanimatology, 2016, 12:6 for additional examples), (v) matrices containing anti-DNA antibody, (vi) matrices containing lectin (e.g., Galanthus nivalis (GNA) lectin, lectin Narcissus Pseudonarcissus (NPA), conconavalin A, phytohemagluttanin or cyanovirin) and any combination thereof. In some embodiments, two or more affinity matrices are sequentially arranged as two or more affinity columns. In some embodiments, the first affinity template in the sequence comprises a DNA binding polymer (e.g., amino-terminal (-NH2) polyamidoamine (PAMAM) dendrimer, polypropyleneimine (PPI) dendrimer, hyperbranched poly-L-lysine, or hyperbranched) polyethyleneimine, or a DNA intercalating agent (e.g. Hoechst 33342).

[062] В настоящем документе описаны аффинные матрицы и устройства для афереза, содержащие такие матрицы. Устройство для афереза в соответствии с настоящим изобретением может быть выполнено в соответствии с опытом специалиста в данной области техники, например, как описано в заявке на патент США. No. 2017/0035955 (Eliaz Issac, Опублкован 9 февраля 2017 г.). В одном возможном варианте осуществления устройства для афереза аффинные матрицы помещают в различные колонки для аффинного афереза или картриджи. Устройство для афереза может содержать фильтрующий картридж и одну или более аффинных колонок, имеющих вход и выход, в которых устройство способно захватывать связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды), из крови или плазмы пациента. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит две или более колонки для аффинного афереза в последовательности. Вход и выход могут быть расположены относительно аффинных матриц так, что кровь, поступающая на вход, должна контактировать с аффинными матрицами перед выходом через выход. Предпочтительно, чтобы геометрия устройства была разработана таким образом, чтобы максимизировать контакт крови (или плазмы) с аффинными матрицами во время прохождения через устройство. Разнообразие таких конструкций известно в данной области техники. Например, устройство может представлять собой полый цилиндр, заполненный аффинным лигандом, иммобилизованным на гранулах, имеющий вход на одном конце и выход на противоположном конце. Другие устройства, такие как массивы микротрубочек, также могут быть сконструированы. Все такие вариации геометрии и объема контейнера и содержащихся в нем аффинных матриц могут быть разработаны в соответствии с известными принципами. При подготовке колонки аффинной матрицы аффинная матрица может быть загружена до объема колонки по меньшей мере 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85% или 90%. Подходящий буфер (например, PBS, в частности холодный PBS) может быть использован для уравновешивания колонки.[062] Affinity matrices and apheresis devices containing such matrices are described herein. The apheresis device according to the present invention can be made in accordance with the experience of a person skilled in the art, for example, as described in the US patent application. no. 2017/0035955 (Eliaz Issac, Published February 9, 2017). In one possible embodiment of the apheresis device, the affinity matrices are placed in various affinity apheresis columns or cartridges. The apheresis device may comprise a filter cartridge and one or more affinity columns having an inlet and outlet, in which the device is capable of capturing nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides) from a patient's blood or plasma. . In some embodiments, the device comprises two or more affinity apheresis columns in sequence. The inlet and outlet can be positioned relative to the affinity matrices such that blood entering the inlet must contact the affinity matrices before exiting through the outlet. Preferably, the geometry of the device is designed to maximize contact of blood (or plasma) with affinity matrices during passage through the device. A variety of such designs are known in the art. For example, the device may be a hollow cylinder filled with affinity ligand immobilized on beads, having an inlet at one end and an outlet at the opposite end. Other devices such as arrays of microtubules can also be constructed. All such variations of the geometry and volume of the container and the affine matrices it contains can be designed according to known principles. When preparing an affinity matrix column, the affinity matrix may be loaded to a column volume of at least 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, or 90%. A suitable buffer (eg PBS, in particular cold PBS) can be used to equilibrate the column.

[063] В одном аспекте предложена аффинная матрица на основе гистона, содержащая целлюлозные шарики и рекомбинантный человеческий гистон Н1.3, где рекомбинантный человеческий гистон Н1.3 иммобилизован на целлюлозных шариках и где размер шариков составляет от 50 до 350 микрометров. В некоторых вариантах осуществления размер шариков составляет от 100 до 250 микрометров.[063] In one aspect, a histone-based affinity matrix is provided comprising cellulose beads and recombinant human H1.3 histone, wherein the recombinant human H1.3 histone is immobilized on cellulose beads and wherein the beads are 50 to 350 micrometers in size. In some embodiments, the beads are 100 to 250 micrometers in size.

[064] В некоторых вариантах осуществления аффинную матрицу на основе гистона получают способом, включающим а) окисление целлюлозных шариков размером от 100 до 250 микрометров с получением активированных целлюлозных шариков; b) промывание гранул активированной целлюлозы; с) приготовление концентрированного раствора рекомбинантного человеческого гистона Н1.3; d) инкубирование гранул активированной целлюлозы с концентрированным раствором рекомбинантного гистона человека Н1.3; и е) блокирование любых свободных групп СНО на гранулах активированной целлюлозы.[064] In some embodiments, a histone-based affinity matrix is prepared by a method comprising a) oxidizing 100 to 250 micrometer cellulose beads to form activated cellulose beads; b) washing the activated cellulose granules; c) preparation of a concentrated solution of recombinant human histone H1.3; d) incubation of the activated cellulose beads with a concentrated solution of recombinant human histone H1.3; and e) blocking any free CHO groups on the activated cellulose granules.

[065] В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает f) промывание гранул активированной целлюлозы буфером.[065] In some embodiments, the method further comprises f) washing the activated cellulose beads with buffer.

[066] В некоторых вариантах осуществления на стадии а) целлюлозные шарики находятся в водной суспензии и окисляются NaIO. В некоторых вариантах осуществления на стадии b) гранулы активированной целлюлозы промывают бикарбонатом натрия, соляной кислотой и водой. В некоторых вариантах осуществления стадия с) включает диализ раствора рекомбинантного человеческого гистона Н1.3 и концентрирование диализированного раствора в 0,1 М NaHCO3 при рН 7-9. В некоторых вариантах осуществления диализированный раствор концентрируют в 0,1 М NaHCO3 при рН 8. В некоторых вариантах осуществления на стадии d) инкубацию проводят в течение 3-5 часов при 15-30°С. В некоторых вариантах осуществления на этапе d) инкубацию проводят в течение 4 часов при комнатной температуре. В некоторых вариантах осуществления на стадии е) стадия блокирования включает добавление 1 М этаноламина к шарикам активированной целлюлозы и взаимодействие в течение от 30 минут до 2 часов при 15-30°С. В некоторых вариантах осуществления на стадии f) гранулы активированной целлюлозы промывают буфером TBS.[066] In some embodiments, in step a), the cellulose beads are in an aqueous suspension and oxidized with NaIO. In some embodiments, in step b), the activated cellulose beads are washed with sodium bicarbonate, hydrochloric acid and water. In some embodiments, step c) comprises dialyzing a solution of recombinant human H1.3 histone and concentrating the dialyzed solution in 0.1M NaHCO3 at pH 7-9. In some embodiments, the dialyzed solution is concentrated in 0.1M NaHCO3 at pH 8. In some embodiments, step d) is incubated for 3-5 hours at 15-30°C. In some embodiments, in step d) the incubation is carried out for 4 hours at room temperature. In some embodiments, in step e), the blocking step comprises adding 1M ethanolamine to the activated cellulose beads and reacting for 30 minutes to 2 hours at 15-30°C. In some embodiments, in step f), the activated cellulose beads are washed with TBS buffer.

[067] Также предложена колонка, содержащая аффинную матрицу на основе гистона по любому из вышеуказанных аспектов и вариантов осуществления.[067] Also provided is a column containing a histone-based affinity matrix according to any of the above aspects and embodiments.

[068] В другом аспекте предложена аффинная матрица на основе лектина, полученная в соответствии со способом, включающим а) взаимодействие лектина с активированными агарозными гранулами с получением связанной с лектином агарозы; и b) промывание связанной с лектином агарозы буфером.[068] In another aspect, there is provided a lectin-based affinity matrix prepared according to a method comprising a) reacting a lectin with activated agarose beads to form lectin-bound agarose; and b) washing the lectin-bound agarose with buffer.

[069] В некоторых вариантах осуществления лектин происходит от Galanthus nivalis (подснежник). В некоторых вариантах осуществления активированные агарозные гранулы представляют собой активированные агарозными гранулами CNBr. В некоторых вариантах осуществления буфер представляет собой PBS, такой как стерильный холодный PBS при рН 7,2-7,4.[069] In some embodiments, the lectin is derived from Galanthus nivalis (snowdrop). In some embodiments, the activated agarose beads are agarose-activated CNBr beads. In some embodiments, the buffer is PBS, such as sterile cold PBS at pH 7.2-7.4.

[070] Также предложена колонка, содержащая аффинную матрицу на основе лектина по любому из вышеуказанных аспектов и вариантов осуществления.[070] Also provided is a column containing a lectin-based affinity matrix according to any of the above aspects and embodiments.

[071] В еще одном аспекте предложена аффинная матрица полиамидоамин дендримера (PDAM), полученная способом, включающим а) промывание целлюлозных гранул этанолом и водой; b) инкубирование промытых целлюлозных гранул с (±)-эпихлоргидрином и NaOH с получением активированных целлюлозных гранул; с) взаимодействие гранул активированной целлюлозы с дендримером полиамидоамина (РАМАМ) с получением гранул PDAM и удаление дендримера РАМАМ, который не реагировал с гранулами активированной целлюлозы; и d) блокирование непревращенных эпоксидных групп на шариках PDAM.[071] In yet another aspect, there is provided a polyamidoamine dendrimer (PDAM) affinity matrix prepared by a method comprising a) washing cellulose granules with ethanol and water; b) incubating the washed cellulose beads with (±)-epichlorohydrin and NaOH to obtain activated cellulose beads; c) reacting the activated cellulose beads with a polyamidoamine (PAMAM) dendrimer to form PDAM beads and removing the PAMAM dendrimer that did not react with the activated cellulose beads; and d) blocking the unconverted epoxy groups on the PDAM beads.

[072] В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает в себя е) промывание гранул PDAM 0,1 М фосфатным буфером и водой.[072] In some embodiments, the method further comprises e) washing the PDAM beads with 0.1 M phosphate buffer and water.

[073] В некоторых вариантах осуществления на стадии а) целлюлозные шарики промывают 98% этанолом и дистиллированной водой. В некоторых вариантах осуществления на стадии b) промытые целлюлозные шарики инкубируют со смесью (±) -эпихлоргидрина и 2,5 М NaOH. В некоторых вариантах осуществления на стадии с) гранулы активированной целлюлозы суспендируют с 20%-ным раствором РАМАМ-дендримера с этилендиаминовым ядром. В некоторых вариантах осуществления на стадии с) суспендирование проводят при 20-30°С в течение 3-6 часов. В некоторых вариантах осуществления на стадии с) суспендирование проводят при 24°С в течение 5 часов.[073] In some embodiments, in step a), the cellulose beads are washed with 98% ethanol and distilled water. In some embodiments, in step b), the washed cellulose beads are incubated with a mixture of (±)-epichlorohydrin and 2.5M NaOH. In some embodiments, in step c), the activated cellulose beads are suspended with a 20% solution of PAMAM dendrimer with an ethylenediamine core. In some embodiments, in step c), the suspension is carried out at 20-30° C. for 3-6 hours. In some embodiments, in step c), the suspension is carried out at 24° C. for 5 hours.

[074] Также предложена колонка, содержащая аффинную матрицу РАМАМ-дендримера (PDAM), описанную выше. В некоторых вариантах осуществления колонка представляет собой колонку из PTFE (политетрафторэтилен), и аффинная матрица с полиамидоаминный дендримером стерилизуется.[074] Also provided is a column containing the PAMAM dendrimer (PDAM) affinity matrix described above. In some embodiments, the column is a PTFE (polytetrafluoroethylene) column and the polyamidoamine dendrimer affinity matrix is sterilized.

[075] В другом аспекте предложена аффинная матрица содержащая анти-ДНК-антитела, полученная способом, включающим а) получение активированных агарозных гранул путем сшивания N-гидроксисукцинимида с агарозными гранулами; b) промывание активированных агарозных гранул буфером для связывания, содержащим NaHCO3 и NaCl; с) добавление антитела против двухцепочечной и одноцепочечной ДНК в буфер для связывания; d) инкубирование буфера для связывания, содержащего антитело, с активированными агарозными гранулами с получением аффинной матрицы на основе анти-ДНК-антитела; и е) промывание аффинной матрицы анти-ДНК-антител буфером для связывания и ацетатным буфером.[075] In another aspect, an affinity matrix containing anti-DNA antibodies is provided, obtained by a method including a) obtaining activated agarose beads by cross-linking N-hydroxysuccinimide with agarose beads; b) washing the activated agarose beads with binding buffer containing NaHCO 3 and NaCl; c) adding the anti-double-stranded and single-stranded DNA antibody to the binding buffer; d) incubating the binding buffer containing the antibody with activated agarose beads to obtain an affinity matrix based on the anti-DNA antibody; and f) washing the anti-DNA antibody affinity template with binding buffer and acetate buffer.

[076] В некоторых вариантах осуществления агарозные гранулы имеют средний размер 90 микрометров. В некоторых вариантах осуществления буфер для связывания содержит 0,2 М NaHCO3 и 0,5 М NaCl и имеет рН 8,3. В некоторых вариантах осуществления антитело представляет собой моноклональное антитело. В некоторых вариантах осуществления антитело представляет собой антитело мыши. В некоторых вариантах осуществления этап промывания выполняется по меньшей мере три раза. В некоторых вариантах осуществления ацетатный буфер представляет собой 0,1 М ацетатный буфер при рН 4,0.[076] In some embodiments, the implementation of the agarose beads have an average size of 90 micrometers. In some embodiments, the binding buffer contains 0.2 M NaHCO 3 and 0.5 M NaCl and has a pH of 8.3. In some embodiments, the antibody is a monoclonal antibody. In some embodiments, the antibody is a mouse antibody. In some embodiments, the washing step is performed at least three times. In some embodiments, the acetate buffer is 0.1 M acetate buffer at pH 4.0.

[077] Также предложена колонка, содержащая аффинную матрицу на основе анти-ДНК-антитела, описанную выше.[077] Also provided is a column containing an affinity matrix based on an anti-DNA antibody described above.

[078] В некоторых вариантах осуществления колонку получают путем инкубации аффинной матрицы анти-ДНК-антитела со стерильным буфером трис-HCl. В некоторых вариантах осуществления стерильный буфер трис-HCl имеет рН 7,4.[078] In some embodiments, the column is prepared by incubating the anti-DNA antibody affinity template with sterile Tris-HCl buffer. In some embodiments, sterile Tris-HCl buffer has a pH of 7.4.

[079] В другом аспекте предложена аффинная матрица, содержащая антитела против нуклеосом (ANAM), полученная способом, включающим а) получение активированных агарозных гранул путем сшивания N-гидроксисукцинимида с агарозными гранулами; b) промывание активированных агарозных гранул буфером для связывания, содержащим NaHCO3 и NaCl; с) добавление в буфер для связывания антитела, которое связывается с нуклеосомами, где антитело получают у мыши MRL/Mp (-)+/+; d) инкубирование буфера для связывания, содержащего антитело, с активированными агарозными гранулами для получения аффинной матрицы антинуклеосомных антител; и е) промывание аффинной матрицы антинуклеосомного антитела буфером для связывания и ацетатным буфером.[079] In another aspect, there is provided an anti-nucleosome antibody (ANAM) affinity matrix prepared by a method comprising a) obtaining activated agarose beads by crosslinking N-hydroxysuccinimide to agarose beads; b) washing the activated agarose beads with binding buffer containing NaHCO 3 and NaCl; c) adding to the binding buffer an antibody that binds to nucleosomes, where the antibody is obtained from an MRL/Mp(-)+/+ mouse; d) incubating the binding buffer containing the antibody with activated agarose beads to obtain an antinucleosome antibody affinity matrix; and f) washing the antinucleosome antibody affinity template with binding buffer and acetate buffer.

[080] В некоторых вариантах осуществления матрица связывается со связанной с нуклеосомой циркулирующей вкДНК, и матрица не связывается с несвязанной вкДНК, которая включает дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды.[080] In some embodiments, the template binds to nucleosome-bound circulating cfDNA and the template does not bind to unbound cfDNA, which includes dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides.

[081] Также предложена колонка, содержащая аффинную матрицу антител против нуклеосом (ANAM), описанную выше.[081] Also provided is a column containing an anti-nucleosome antibody affinity array (ANAM) as described above.

[082] В еще одном аспекте предложена аффинная матрица на основе интеркалирующего ДНК агента Hoechst 3342, полученная способом, включающим а) окисление целлюлозных шариков; b) промывание окисленных гранул целлюлозы; с) взаимодействие промытых шариков окисленной целлюлозы с раствором, содержащим Hoechst 33342 и N-(3-диметиламинопропил)-N'-этилкарбодиимид (EDC), с получением шариков с иммобилизованной целлюлозой Hoechst 33342; и d) промывание шариков с иммобилизованной целлюлозой Hoechst 33342.[082] In yet another aspect, there is provided an affinity matrix based on the DNA intercalating agent Hoechst 3342 obtained by a method comprising a) oxidizing cellulose beads; b) washing the oxidized cellulose granules; c) reacting the washed oxidized cellulose beads with a solution containing Hoechst 33342 and N-(3-dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide (EDC) to form Hoechst 33342 immobilized cellulose beads; and d) washing the pellets with Hoechst 33342 immobilized cellulose.

[083] В некоторых вариантах осуществления на стадии а) целлюлозные шарики окисляют NaIO в течение 3-5 часов. В некоторых вариантах осуществления на стадии b) гранулы окисленной целлюлозы промывают 1 М бикарбонатом натрия, 0,1 М соляной кислотой и водой. В некоторых вариантах осуществления на стадии с) раствор представляет собой рН-буферный раствор. В некоторых вариантах осуществления на этапе d) промывка проводится по меньшей мере три раза.[083] In some embodiments, in step a), the cellulose beads are oxidized with NaIO for 3-5 hours. In some embodiments, in step b), the oxidized cellulose pellets are washed with 1 M sodium bicarbonate, 0.1 M hydrochloric acid and water. In some embodiments, in step c), the solution is a pH buffer solution. In some embodiments, step d) washes at least three times.

[084] В другом аспекте предложена гиперразветвленная аффинная матрица поли-L-лизина (PLLAM), полученная способом, включающим а) растворение моногидрохлорида L-лизина в воде и нейтрализация с помощью КОН с получением раствора L-лизина; b) нагревание раствора L-лизина с получением раствора, содержащего гиперразветвленный поли-L-лизин; с) удаление L-лизина и соли из раствора, содержащего гиперразветвленный поли-L-лизин; d) фракционирование раствора, содержащего гиперразветвленный поли-L-лизин, с получением фракции, содержащей гиперразветвленный поли-L-лизин, со средней молекулярной массой от 21000 до 32000; е) диализ и лиофилизация фракции, содержащей гиперразветвленный поли-L-лизин со средней молекулярной массой от 21000 до 32000, с получением лиофилизата; f) растворение лиофилизата в дистиллированной воде и диализ против NaHCO3 с получением раствора, содержащего HBPL; и g) инкубирование раствора, содержащего гиперразветвленный поли-L-лизин, с сефарозой 4 В, активированной циан ore нбро мидом, суспендированной в NaHCO3, для получения гиперразветвленной матрицы сродства поли-L-лизина.[084] In another aspect, there is provided a poly-L-lysine hyperbranched affinity matrix (PLLAM) obtained by a method comprising a) dissolving L-lysine monohydrochloride in water and neutralizing with KOH to form an L-lysine solution; b) heating the solution of L-lysine to obtain a solution containing hyperbranched poly-L-lysine; c) removing L-lysine and salt from a solution containing hyperbranched poly-L-lysine; d) fractionating the solution containing hyperbranched poly-L-lysine to obtain a fraction containing hyperbranched poly-L-lysine with an average molecular weight of 21,000 to 32,000; e) dialysis and lyophilization of a fraction containing hyperbranched poly-L-lysine with an average molecular weight of 21,000 to 32,000 to obtain a lyophilisate; f) dissolving the lyophilizate in distilled water and dialysis against NaHCO 3 to obtain a solution containing HBPL; and g) incubating the solution containing hyperbranched poly-L-lysine with sepharose 4B activated by cyanore and bromide suspended in NaHCO 3 to obtain a hyperbranched poly-L-lysine affinity matrix.

[085] В некоторых вариантах осуществления на стадии b) раствор L-лизина нагревают до 150°С в течение 48 часов в потоке азота. В некоторых вариантах осуществления на стадии с) раствор, содержащий гиперразветвленный поли-L-лизин, подвергают диализу против воды. В некоторых вариантах осуществления на этапе d) фракционирование проводят с помощью колонки исключения по размеру (size exclusion). В некоторых вариантах осуществления на этапе d) фракционирование проводят на колонке для гель-фильтрации.[085] In some embodiments, in step b), the L-lysine solution is heated to 150° C. for 48 hours under nitrogen flow. In some embodiments, in step c), the hyperbranched poly-L-lysine containing solution is dialyzed against water. In some embodiments, step d) fractionation is performed using a size exclusion column. In some embodiments, in step d), fractionation is performed on a gel filtration column.

[086] Также предложена колонка, содержащая гиперразветвленную аффинную матрицу поли-L-лизина (PLLAM), описанную выше.[086] Also provided is a column containing the hyperbranched poly-L-lysine affinity matrix (PLLAM) described above.

[087] В еще одном аспекте предложено устройство, выполненное для проведения афереза, содержащее одну или более аффинных колонок, содержащих аффинную матрицу, и выполненное для удаления по существу всех типов вкДНК из крови или плазмы пациента. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит две или более аффинных колонок в последовательности. В некоторых вариантах осуществления устройство дополнительно содержит фильтрующий картридж. В некоторых вариантах фильтрующий картридж имеет вход и выход. В некоторых вариантах одна или более аффинных колонок имеют вход и выход.[087] In yet another aspect, an apheresis device is provided, comprising one or more affinity columns containing an affinity matrix, and configured to remove substantially all types of cfDNA from a patient's blood or plasma. In some embodiments, the implementation of the device contains two or more affinity columns in sequence. In some embodiments, the device further comprises a filter cartridge. In some embodiments, the filter cartridge has an inlet and an outlet. In some embodiments, one or more affine columns have an input and an output.

[088] В некоторых вариантах осуществления устройство содержит два или более из следующих аффинных колонок, расположенных в любой последовательности: а) колонка, содержащая аффинную матрицу ДНК-связывающего белка (например, гистона); б) колонка, содержащая аффинную матрицу лектин (например, лектин Galanthus nivalis (GNA), лектин Narcissus Pseudonarcissus (NPA), конконавалина A, фитогемагглуттанина или циановирина); с) колонка, содержащая аффинную матрицу ДНК-связывающего полимера (например, катионный полимер, такой как, например, амино-концевой (-NH2) РАМАМ -дендример, гиперразветвленный поли-L-лизин или гиперразветвленный полиэтиленимин); d) колонка, содержащая аффинную матрицу анти-ДНК-антитела; е) колонка, содержащая аффинную матрицу ДНК-интеркалирующего агента (например, Hoechst 3342); f) колонка, содержащая аффинную матрицу антител против нуклеосом (ANAM); и g) колонка, содержащая аффинную матрицу анти-гистонового антитела.[088] In some embodiments, the device comprises two or more of the following affinity columns, in any order: a) a column containing a DNA-binding protein (eg, histone) affinity template; b) a column containing a lectin affinity matrix (eg, Galanthus nivalis (GNA) lectin, Narcissus Pseudonarcissus (NPA) lectin, conconavalin A, phytohemaggluttanin, or cyanovirin); c) a column containing a DNA-binding polymer affinity template (eg, a cationic polymer such as, for example, amino-terminal (-NH2) PAMAM dendrimer, hyperbranched poly-L-lysine, or hyperbranched polyethyleneimine); d) a column containing an anti-DNA antibody affinity template; f) a column containing an affinity template for a DNA intercalating agent (eg Hoechst 3342); f) a column containing an anti-nucleosome antibody affinity array (ANAM); and g) a column containing an anti-histone antibody affinity matrix.

[089] В некоторых вариантах осуществления устройство содержит одну из следующих комбинаций колонок, расположенных в любом порядке: (a) (i) аффинная колонка, содержащая ДНК-интеркалирующий агент Hoechst 33342 и (ii) аффинная колонка, содержащая анти-ДНК-антитело; или (b) (i) колонка с аффинной матрицей анти-нуклеосомных антител (ANAM) и (ii) колонка с аффинной матрицей, содержащей анти-ДНК-антитела; или (с) (i) колонка с аффинной матрицей анти-нуклеосомных антител (ANAM) и (ii) колонка с аффинной матрицей, содержащей полиамидоамин дендример (PDAM); или (d) (i) колонка с аффинной матрицей анти-нуклеосомных антител (ANAM) и (ii) колонка с аффинной матрицей содержащей гиперразветвленный поли-L-лизин (PLLAM); или (е) (i) аффинная колонка с анти-гистоновыми антителами Н2А, (ii) аффинная колонка с лектином, и (iii) аффинная колонка с гистоном H1, или колонка с аффинной матрицей, содержащей полиамидоаминный дендример (PDAM), или колонка с аффинной матрицей, содержащей гиперразветвленный поли-L-лизин (PLLAM) или колонка с аффинной матрицей, содержащей ДНК-интеркалирующий агент Hoechst 33342.[089] In some embodiments, the device comprises one of the following combinations of columns, in any order: (a) (i) an affinity column containing the Hoechst 33342 DNA intercalating agent, and (ii) an affinity column containing an anti-DNA antibody; or (b) (i) an anti-nucleosome antibody affinity array (ANAM) column and (ii) an anti-DNA antibody affinity array column; or (c) (i) an anti-nucleosome antibody affinity matrix (ANAM) column and (ii) a polyamidoamine dendrimer (PDAM) affinity matrix column; or (d) (i) an anti-nucleosome antibody affinity matrix (ANAM) column and (ii) a hyperbranched poly-L-lysine (PLLAM) affinity matrix column; or (e) (i) an anti-histone H2A affinity column, (ii) a lectin affinity column, and (iii) an H1 histone affinity column, or a polyamidoamine dendrimer (PDAM) containing affinity matrix column, or an affinity matrix containing hyperbranched poly-L-lysine (PLLAM) or an affinity matrix column containing Hoechst 33342 DNA intercalating agent.

[090] В другом аспекте предложено устройство для афереза, содержащее фильтрующий картридж и одну или более аффинных колонок, имеющих вход и выход, в которых устройство способно захватывать практически все типы вкДНК, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды) из крови или плазмы пациента.[090] In another aspect, an apheresis device is provided, comprising a filter cartridge and one or more affinity columns having an inlet and outlet, in which the device is capable of capturing substantially all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA ( including dsDNA, ssDNA and oligonucleotides) from a patient's blood or plasma.

[091] В некоторых вариантах осуществления устройство содержит две или более аффинных колонки в последовательности. В некоторых вариантах осуществления первая аффинная колонка в последовательности содержит ДНК-связывающий полимер или ДНК-интеркалирующий агент.[091] In some embodiments, the implementation of the device contains two or more affinity columns in sequence. In some embodiments, the first affinity column in the sequence contains a DNA binding polymer or a DNA intercalating agent.

[092] В некоторых вариантах осуществления устройство содержит колонку, содержащую аффинную матрицу на основе гистона на входе или перед колонкой, содержащей аффинную матрицу на основе лектина. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит колонку, содержащую аффинную матрицу на основе гистона перед колонкой, содержащей аффинную матрицу на основе лектина или перед колонкой, содержащей аффинную матрицу на основе РАМАМ. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит колонку, содержащую аффинную матрицу на основе анти-ДНК-антитела перед колонкой, содержащей аффинную матрицу на основе Hoechst 3342. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит колонку, содержащую аффинную матрицу на основе антинуклеосомного антитела перед колонкой, содержащей аффинную матрицу на основе РАМАМ.[092] In some embodiments, the implementation of the device contains a column containing a histone-based affinity matrix at the entrance or before a column containing a lectin-based affinity matrix. In some embodiments, the device comprises a column containing a histone-based affinity matrix before a column containing a lectin-based affinity matrix or before a column containing a PAMAM-based affinity matrix. In some embodiments, the device comprises a column containing an anti-DNA antibody affinity matrix before a column containing a Hoechst 3342 affinity matrix. based on RAMAM.

[093] В некоторых вариантах осуществления устройство для афереза захватывает по меньшей мере 30 мг вкДНК за одну процедуру афереза. В некоторых вариантах осуществления аффинная колонка содержит молекулу, эффективно захватывающую одну или более фракций вкДНК: нуклеосом-связанных вкДНК, экзосом-связанных вкДНК, и несвязанных вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды. В некоторых вариантах осуществления иммобилизованная молекула выбрана из группы, состоящей из: ДНК-связывающего антитела, ДНК-интеркалирующего агента, ДНК-связывающего белка, ДНК-связывающего полимера, лектина, антитела против нуклеосом и антитела против гистонов.[093] In some embodiments, the apheresis device captures at least 30 mg of cfDNA in a single apheresis session. In some embodiments, the affinity column comprises a molecule that effectively captures one or more cfDNA fractions: nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA, including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides. In some embodiments, the immobilized molecule is selected from the group consisting of: a DNA binding antibody, a DNA intercalating agent, a DNA binding protein, a DNA binding polymer, a lectin, an anti-nucleosome antibody, and an anti-histone antibody.

[094] В некоторых вариантах осуществления ДНК-связывающий белок представляет собой гистон H1 (например, гистон Н1.3).[094] In some embodiments, the implementation of the DNA-binding protein is a histone H1 (eg, histone H1.3).

[095] В некоторых вариантах осуществления ДНК-связывающий полимер представляет собой катионный полимер. В некоторых вариантах катионный полимер представляет собой поли-L-лизин. В некоторых вариантах осуществления поли-L-лизин представляет собой гиперразветвленный поли-L-лизин. В некоторых вариантах осуществления катионный полимер представляет собой полиэтиленимин. В некоторых вариантах осуществления полиэтиленимин представляет собой гиперразветвленный полиэтиленимин. В некоторых вариантах осуществления катионный полимер представляет собой дендример с аминоконцевым (-NH2) полиамид о амином (РАМАМ).[095] In some embodiments, the DNA-binding polymer is a cationic polymer. In some embodiments, the cationic polymer is poly-L-lysine. In some embodiments, the poly-L-lysine is a hyperbranched poly-L-lysine. In some embodiments, the implementation of the cationic polymer is a polyethyleneimine. In some embodiments, the polyethyleneimine is a hyperbranched polyethyleneimine. In some embodiments, the cationic polymer is an amino-terminal (-NH2) polyamide amine (PAMAM) dendrimer.

[096] В некоторых вариантах осуществления вышеуказанного устройство для афереза содержит две последовательных аффинных колонки, в которых одна колонка захватывает вкДНК, связанную с нуклеосомой, и вкДНК, связанную с экзосомой, а другая колонка захватывает несвязанную вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды. В некоторых вариантах осуществления аффинная матрица содержит одновременно иммобилизованные молекулы из комбинации двух или более групп молекул: ДНК-связывающее антитело, ДНК-интеркалирующий агент, ДНК-связывающий белок, ДНК-связывающий полимер, лектин, антитело против нуклеосом или антитело против гистонов.[096] In some embodiments of the above apheresis device, the apheresis device comprises two consecutive affinity columns, in which one column captures nucleosome-bound cfDNA and exosome-bound cfDNA, and the other column captures unbound cfDNA, including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides. In some embodiments, the affinity matrix contains simultaneously immobilized molecules from a combination of two or more groups of molecules: a DNA binding antibody, a DNA intercalating agent, a DNA binding protein, a DNA binding polymer, a lectin, an anti-nucleosome antibody, or an anti-histone antibody.

[097] В другом аспекте предложен способ снижения уровня вкДНК в крови пациента. Способ включает (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от пациента в устройство для афереза для получения очищенной крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и (b) возврат очищенной крови или плазмы пациенту. Процедура афереза снижает уровень практически всех типов вкДНК в крови пациента, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды).[097] In another aspect, a method for reducing the level of cfDNA in a patient's blood is provided. The method includes (a) performing an apheresis procedure comprising withdrawing blood or plasma from a patient into an apheresis device to obtain purified blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (b) returning the purified blood or plasma to the patient. The apheresis procedure reduces the level of virtually all types of cfDNA in the patient's blood, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides).

[098] В некоторых вариантах осуществления способ эффективен для лечения одного или более заболеваний, выбранных из: полиорганной недостаточности, нейродегенеративного заболевания (например, болезни Альцгеймера), рака, сепсиса, септического повреждения почек, токсичности, вызванной облучением (например, острого радиационного синдрома), и токсичности, вызванной химиотерапией.[098] In some embodiments, the method is effective for treating one or more diseases selected from: multiple organ failure, neurodegenerative disease (e.g., Alzheimer's disease), cancer, sepsis, septic kidney injury, radiation-induced toxicity (e.g., acute radiation syndrome) , and chemotherapy-induced toxicity.

[099] В некоторых вариантах осуществления пациент имеет заболевание, выбранное из группы, состоящей из рака, метастатического рака, острой органной недостаточности, инфаркта органа, геморрагического инсульта, болезни «трансплантат против хозяина» (GVHD), отторжения трансплантата, сепсиса, системного синдрома воспалительного ответа (SIRS), синдрома полиорганной дисфункции (MODS), токсичности, вызванной облучением (например, острый лучевой синдром), токсичности, связанной с химиотерапией, травматического повреждения, провоспалительного статуса у лиц пожилого возраста, диабета, атеросклероза, нейродегенеративных заболеваний, аутоиммунных заболеваний, эклампсии, бесплодия, нарушения свертываемости крови и инфекции.[099] In some embodiments, the patient has a disease selected from the group consisting of cancer, metastatic cancer, acute organ failure, organ infarction, hemorrhagic stroke, graft-versus-host disease (GVHD), transplant rejection, sepsis, systemic inflammatory disease response (SIRS), multiple organ dysfunction syndrome (MODS), radiation-induced toxicity (eg, acute radiation syndrome), chemotherapy-associated toxicity, traumatic injury, pro-inflammatory status in the elderly, diabetes, atherosclerosis, neurodegenerative diseases, autoimmune diseases, eclampsia, infertility, bleeding disorders and infections.

[0100] В некоторых вариантах осуществления способ эффективен для лечения расстройства у пациента, где расстройство выбрано из рака, метастатического рака, острой органной недостаточности, инфаркта органа (включая инфаркт миокарда и ишемический инсульт, геморрагический инсульт), аутоиммунных расстройств, болезни трансплантат против хозяина (GVHD), отторжения трансплантата, сепсиса, синдрома системного воспалительного ответа (SIRS), синдрома полиорганной дисфункции (MODS), болезни трансплантат против хозяина (GVHD), травматического повреждения, провоспалительного статуса у пожилых индивидуумов, диабета, атеросклероза, нейродегенеративного заболевания, аутоиммунного заболевания, эклампсии, бесплодия, нарушения свертывания крови, осложнений, связанных с беременностью, и инфекции. В некоторых вариантах осуществления пациент нуждается в лечении расстройства.[0100] In some embodiments, the method is effective for treating a disorder in a patient, wherein the disorder is selected from cancer, metastatic cancer, acute organ failure, organ infarction (including myocardial infarction and ischemic stroke, hemorrhagic stroke), autoimmune disorders, graft versus host disease ( GVHD), graft rejection, sepsis, systemic inflammatory response syndrome (SIRS), multiple organ dysfunction syndrome (MODS), graft versus host disease (GVHD), traumatic injury, pro-inflammatory status in the elderly, diabetes, atherosclerosis, neurodegenerative disease, autoimmune disease, eclampsia, infertility, clotting disorders, pregnancy-related complications, and infections. In some embodiments, the patient is in need of treatment for the disorder.

[0101] В еще одном аспекте предложен способ лечения синдрома полиорганной недостаточности (MODS) у пациента. Способ включает (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от пациента в устройство для афереза для получения очищенной крови или плазмы; и (b) возврат очищенной крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК пациенту. Процедура афереза снижает уровень практически всех типов вкДНК в крови пациента, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды). В некоторых вариантах осуществления пациент нуждается в лечении MODS.[0101] In yet another aspect, a method for treating multiple organ failure syndrome (MODS) in a patient is provided. The method includes (a) performing an apheresis procedure including withdrawing blood or plasma from a patient into an apheresis device to obtain purified blood or plasma; and (b) returning the purified blood or plasma with reduced levels of cfDNA to the patient. The apheresis procedure reduces the level of virtually all types of cfDNA in the patient's blood, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides). In some embodiments, the patient is in need of MODS treatment.

[0102] В другом аспекте предложен способ лечения нейродегенеративного заболевания у пациента. Способ включает (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от пациента в устройство для афереза для получения очищенной крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и (b) возврат очищенной крови или плазмы пациенту. Процедура афереза снижает уровень практически всех типов вкДНК в крови пациента, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды). В некоторых вариантах осуществления пациент нуждается в лечении нейродегенеративного заболевания.[0102] In another aspect, a method for treating a neurodegenerative disease in a patient is provided. The method includes (a) performing an apheresis procedure comprising withdrawing blood or plasma from a patient into an apheresis device to obtain purified blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (b) returning the purified blood or plasma to the patient. The apheresis procedure reduces the level of virtually all types of cfDNA in the patient's blood, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides). In some embodiments, the patient is in need of treatment for a neurodegenerative disease.

[0103] В другом аспекте предложен способ лечения болезни Альцгеймера у пациента. Способ включает (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от пациента в устройство для афереза для получения очищенной крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и (b) возврат очищенной крови или плазмы пациенту. Процедура афереза снижает уровень практически всех типов вкДНК в крови пациента, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды). В некоторых вариантах осуществления пациент нуждается в лечении болезни Альцгеймера.[0103] In another aspect, a method for treating Alzheimer's disease in a patient is provided. The method includes (a) performing an apheresis procedure comprising withdrawing blood or plasma from a patient into an apheresis device to obtain purified blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (b) returning the purified blood or plasma to the patient. The apheresis procedure reduces the level of virtually all types of cfDNA in the patient's blood, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides). In some embodiments, the patient is in need of treatment for Alzheimer's disease.

[0104] В другом аспекте предложен способ лечения рака у пациента. Способ включает (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от пациента в устройство для афереза для получения очищенной крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и (b) возврат очищенной крови пациенту. Процедура афереза снижает уровень практически всех типов вкДНК в крови пациента, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды). В некоторых вариантах осуществления пациент нуждается в лечении рака.[0104] In another aspect, a method for treating cancer in a patient is provided. The method includes (a) performing an apheresis procedure comprising withdrawing blood or plasma from a patient into an apheresis device to obtain purified blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (b) returning the purified blood to the patient. The apheresis procedure reduces the level of virtually all types of cfDNA in the patient's blood, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides). In some embodiments, the patient is in need of cancer treatment.

[0105] В другом аспекте предложен способ лечения сепсиса у пациента. Способ включает (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от пациента в устройство для афереза для получения очищенной крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и (b) возврат очищенной крови или плазмы пациенту. Процедура афереза снижает уровень практически всех типов вкДНК в крови пациента, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды). В некоторых вариантах осуществления пациент нуждается в лечении сепсиса.[0105] In another aspect, a method for treating sepsis in a patient is provided. The method includes (a) performing an apheresis procedure comprising withdrawing blood or plasma from a patient into an apheresis device to obtain purified blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (b) returning the purified blood or plasma to the patient. The apheresis procedure reduces the level of virtually all types of cfDNA in the patient's blood, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides). In some embodiments, the patient is in need of treatment for sepsis.

[0106] В другом аспекте предложен способ лечения повреждения почек у пациента. Способ включает (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от пациента в устройство для афереза для получения очищенной крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и (b) возврат очищенной крови или плазмы пациенту. Процедура афереза снижает уровень практически всех типов вкДНК в крови пациента, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды). В некоторых вариантах осуществления пациент нуждается в лечении повреждения почек.[0106] In another aspect, a method for treating kidney injury in a patient is provided. The method includes (a) performing an apheresis procedure comprising withdrawing blood or plasma from a patient into an apheresis device to obtain purified blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (b) returning the purified blood or plasma to the patient. The apheresis procedure reduces the level of virtually all types of cfDNA in the patient's blood, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides). In some embodiments, the patient is in need of treatment for a kidney injury.

[0107] В другом аспекте предложен способ лечения токсичности, связанной с химиотерапией, у пациента. Способ включает (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от пациента в устройство для афереза для получения очищенной крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и (b) возврат очищенной крови или плазмы пациенту. Процедура афереза снижает уровень практически всех типов вкДНК в крови пациента, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды). В некоторых вариантах осуществления пациент нуждается в лечении токсичности, связанной с химиотерапией.[0107] In another aspect, a method for treating chemotherapy-associated toxicity in a patient is provided. The method includes (a) performing an apheresis procedure comprising withdrawing blood or plasma from a patient into an apheresis device to obtain purified blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (b) returning the purified blood or plasma to the patient. The apheresis procedure reduces the level of virtually all types of cfDNA in the patient's blood, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides). In some embodiments, the patient is in need of treatment for toxicity associated with chemotherapy.

[0108] В другом аспекте предложен способ лечения токсичности, индуцированной облучением (например, острый лучевой синдром) у пациента. Способ включает (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от пациента в устройство для афереза для получения очищенной крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и (b) возврат очищенной крови или плазмы пациенту. Процедура афереза снижает уровень практически всех типов вкДНК в крови пациента, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды). В некоторых вариантах осуществления пациент нуждается в лечении токсичности, вызванной облучением.[0108] In another aspect, a method for treating radiation-induced toxicity (eg, acute radiation syndrome) in a patient is provided. The method includes (a) performing an apheresis procedure comprising withdrawing blood or plasma from a patient into an apheresis device to obtain purified blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (b) returning the purified blood or plasma to the patient. The apheresis procedure reduces the level of virtually all types of cfDNA in the patient's blood, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides). In some embodiments, the patient is in need of treatment for radiation-induced toxicity.

[0109] В некоторых вариантах осуществления любого из вышеуказанных способов кровь отводится от воротной вены пациента.[0109] In some embodiments of any of the above methods, blood is drained from the patient's portal vein.

[ОНО] В некоторых вариантах осуществления вышеуказанного очищенная кровь имеет пониженные уровни вкДНК по сравнению с уровнями вкДНК в крови у пациента до процедуры афереза.[IT] In some embodiments of the foregoing, the purified blood has reduced levels of cfDNA compared to blood levels of cfDNA in the patient prior to the apheresis procedure.

[0111] В некоторых вариантах осуществления очищенная кровь имеет пониженные уровни всех связанных с нуклеосомами вкДНК, связанных с экзосомами вкДНК и несвязанных вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает периодический мониторинг уровня циркулирующей вкДНК в крови пациента и продолжение процедуры афереза для снижения уровня циркулирующей вкДНК по меньшей мере на 25% перед завершением процедуры афереза. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает периодический мониторинг уровня циркулирующей вкДНК в крови пациента и продолжение процедуры афереза у пациента для снижения циркулирующих уровней вкДНК по меньшей мере на 50% перед завершением процедуры афереза. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает периодический мониторинг уровня циркулирующей вкДНК в крови пациента и продолжение процедуры афереза у пациента для снижения уровней циркулирующей вкДНК по меньшей мере на 75% перед завершением процедуры афереза.[0111] In some embodiments, the purified blood has reduced levels of all nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA, including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides. In some embodiments, the method further includes periodically monitoring the level of circulating cfDNA in the patient's blood and continuing the apheresis procedure to reduce the level of circulating cfDNA by at least 25% before completing the apheresis procedure. In some embodiments, the method further includes periodically monitoring the level of circulating cfDNA in the patient's blood and continuing the apheresis procedure on the patient to reduce circulating levels of cfDNA by at least 50% before completing the apheresis procedure. In some embodiments, the method further comprises periodically monitoring the level of circulating cfDNA in the patient's blood and continuing the apheresis procedure on the patient to reduce circulating cfDNA levels by at least 75% before completing the apheresis procedure.

[0112] В некоторых вариантах осуществления любого из вышеперечисленного по меньшей мере 30 мг вкДНК удаляют из крови пациента во время одной или нескольких последовательных процедур афереза.[0112] In some embodiments of any of the above, at least 30 mg of cfDNA is removed from the patient's blood during one or more consecutive apheresis procedures.

[0113] В некоторых вариантах осуществления вышеописанного этапы способа повторяются или выполняются по расписанию. Этапы способа могут выполняться два раза в день, каждый день, каждые два дня, каждые три дня, каждые четыре дня, каждые пять дней, каждые шесть дней, каждую неделю, каждые восемь дней, каждые девять дней, каждые 10 дней, каждые 11 дни, каждые 12 дней и т.д. Образцы крови могут быть взяты у пациента и проверены на уровни вкДНК для оценки частоты проведения способов лечения.[0113] In some embodiments of the above, the steps of the method are repeated or scheduled. The method steps may be performed twice a day, every day, every two days, every three days, every four days, every five days, every six days, every week, every eight days, every nine days, every 10 days, every 11 days. , every 12 days, etc. Blood samples may be taken from the patient and tested for cfDNA levels to assess the frequency of treatments.

[0114] Расположение аффинных колонок в последовательности может позволить захватывать практически все типы вкДНК, включая нуклеосом-связанную вкДНК, экзосом-связанную вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды), из крови или плазмы пациента.[0114] The arrangement of affinity columns in the sequence can allow the capture of virtually all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides), from a patient's blood or plasma.

[0115] Различные последовательности, описанные в настоящем документе, и другие варианты сочетания могут быть использованы. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит колонку, содержащую аффинную матрицу на основе гистона перед колонкой, содержащей аффинную матрицу на основе лектина. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит колонку, содержащую аффинную матрицу на основе гистона перед колонкой, содержащей аффинную матрицу лектина или перед колонкой, содержащей аффинную матрицу на основе полиамидоамин дендримера (PDAM). В некоторых вариантах осуществления устройство содержит колонку, содержащую аффинную матрицу, содержащую анти-ДНК-антитела перед колонкой, содержащей аффинную матрицу на основе Hoechst 3342. В некоторых вариантах осуществления устройство содержит колонку, содержащую аффинную матрицу на основе анти-нуклеосомных антител (ANAM) перед колонкой, содержащей аффинную матрицу на основе полиамидоаминного дендримера (PDAM).[0115] Various sequences described herein and other combinations may be used. In some embodiments, the device comprises a column containing a histone-based affinity matrix before a column containing a lectin-based affinity matrix. In some embodiments, the device comprises a column containing a histone-based affinity matrix before a column containing a lectin affinity matrix or before a column containing a polyamidoamine dendrimer (PDAM) affinity matrix. In some embodiments, the device comprises a column containing an affinity matrix containing anti-DNA antibodies before a column containing an affinity matrix based on Hoechst 3342. In some embodiments, the device contains a column containing an affinity matrix based on anti-nucleosome antibodies (ANAM) before a column containing an affinity matrix based on a polyamidoamine dendrimer (PDAM).

[0116] Частью различных аспектов, описанных в заявке, является (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от пациента в устройство для афереза для получения очищенной крови или плазмы; и (b) возврат очищенной крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК пациенту.[0116] Part of the various aspects described in the application is (a) performing an apheresis procedure, including drawing blood or plasma from a patient into an apheresis device to obtain purified blood or plasma; and (b) returning the purified blood or plasma with reduced levels of cfDNA to the patient.

[0117] Устройство для афереза может содержать аффинную матрицу, содержащую гистон. Аффинная матрица на основе гистона может содержать рекомбинантный человеческий гистон Н1.3. Аффинная матрица на основе гистона может быть частью аффинной колонки для проведения афереза. Шарики, используемые в качестве носителя в колонке, содержащей аффинную матрицу на основе гистона, могут быть целлюлозными шариками, которые окисляются окислителем перед связыванием с гистоном. Шарики могут быть, например, сефарозными шариками. В качестве альтернативы можно использовать иные носители помимо шариков (полое волокно, мембрана, трубки и т.д.). Носитель аффинной матрицы может быть изготовлен из других органических и неорганических соединений, известных специалисту в данной области техники, например, поливинилпирролидон (PVP), полисульфон (PS), полиэфирсульфон (PES), полиарилэфирсульфон (PAES), полиакрилат, поли (метил) метакрилат (РММА), поли(глицидилметакрилат) (PGMA), поли(гидроксиметакрилат), полистирол (PS), политетрафторэтилен (PTFE), полиакриламид, полиакролеин, акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), полиакрилонитри (PAN), eupergit®, полиэтиленгликоль (PEG), гиперфторуглерод, агароза (например перекрестно связанная агароза), альгинат, каррагинан, хитин, крахмал, целлюлоза, нитроцеллюлоза, сефароза®, стекло, диоксид кремния, кизельгур, диоксид циркония, оксид алюминия, оксид железа, пористый углерод и смеси и/или производные указанных твердых носителей; и протонированные и депротонированные формы этого разделительного материала.[0117] The apheresis device may contain an affinity matrix containing a histone. The histone-based affinity matrix may contain recombinant human H1.3 histone. A histone-based affinity matrix may be part of an apheresis affinity column. The beads used as a carrier in a column containing a histone-based affinity matrix may be cellulose beads that are oxidized with an oxidizing agent prior to binding to the histone. The beads may be, for example, Sepharose beads. Alternatively, carriers other than beads (hollow fibre, membrane, tubes, etc.) can be used. The affinity matrix carrier can be made from other organic and inorganic compounds known to the person skilled in the art, e.g. PMMA), poly(glycidyl methacrylate) (PGMA), poly(hydroxy methacrylate), polystyrene (PS), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyacrylamide, polyacrolein, acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyacrylonitrile (PAN), eupergit®, polyethylene glycol (PEG) ), hyperfluorocarbon, agarose (e.g. cross-linked agarose), alginate, carrageenan, chitin, starch, cellulose, nitrocellulose, Sepharose®, glass, silica, kieselguhr, zirconia, alumina, iron oxide, porous carbon and mixtures and/or derivatives of said solid carriers; and protonated and deprotonated forms of this spacer material.

[0118] Шарики или иные носители могут быть покрыты ДНК-связывающими белками. ДНК-связывающие белки, такие как гистоны или анти-ДНК-антитела, могут быть иммобилизованы путем химического связывания их с твердым нерастворимым носителем, таким как полис ахаридные шарики. Например, агарозные шарики активируются с использованием цианогенбромида, и белок, захватывающий вкДНК, инкубируется с активированной агарозой, чтобы произошло связывание. Неконъюгированный материал удаляют промывкой буфером, и агарозу, связанную с белком, упаковывают в целевое устройство для афереза/ аффинный картридж. Существует много различных способов химического связывания белков с различными матрицами нерастворимых носителей. Указанные и другие матричные материалы, и способы их связывания с белками, известные специалистам в данной области техники, могут быть использованы в любом из способов и устройств, описанных в настоящем документе.[0118] Beads or other carriers may be coated with DNA-binding proteins. DNA binding proteins such as histones or anti-DNA antibodies can be immobilized by chemically linking them to a solid insoluble carrier such as poly acharide beads. For example, agarose beads are activated using cyanogen bromide and the cfDNA capture protein is incubated with activated agarose to allow binding to occur. The unconjugated material is removed by washing with buffer and the protein-bound agarose is packaged in the target apheresis device/affinity cartridge. There are many different ways to chemically bind proteins to various matrices of insoluble carriers. These and other matrix materials, and methods for their binding to proteins known to those skilled in the art, can be used in any of the methods and devices described herein.

[0119] Например, присоединение молекулы, захватывающей вкДНК, к твердому носителю может осуществляться с помощью амина, тиола, имида (например, водорастворимого карбодиимида) или другого метода химического присоединения, известного специалисту в данной области техники для присоединения полипептида или олигонуклеотида к твердому носителю.[0119] For example, attachment of the cfDNA capturing molecule to a solid support may be by an amine, thiol, imide (e.g., water-soluble carbodiimide), or other chemical attachment method known to those skilled in the art for attaching a polypeptide or oligonucleotide to a solid support.

[0120] Размер шариков может составлять, например, от 30 до 200 микрон, от 40 до 180 микрон, от 45 до 165 микрон, от 60 до 150 микрон. Можно использовать различные окислители, такие как метапериодат натрия (NaIO). Альтернативно, первичная гидроксильная группа целлюлозы может быть селективно преобразована с получением 6-дезокси-6-карбоксицеллюлозы путем окисления, опосредованного солями пиперидиноксоаммония (TEMPO), или окислена хлоритом. См., например, Eyle, S. and Thielemans, W., Surface modifucation of cellulose nanocrystals, Nanoscale, 2014, 6, 7764, DOI: 10.1039/c4nr01756k). Также целлюлозный (или агарозный) носитель может быть окислен другими соединениями, известными специалисту в данной области техники, например хромовой кислотой, триоксидом пиридина хрома, диметилсульфоксидом. (см. например Peng, L. et al. Evaluation of activation methods with cellulose beads for immunosorbent purification of immunoglobulins, J.Biotechnology, 5 (1987) 255-265). Окисленные шарики затем инкубируют с достаточно очищенным и концентрированным раствором гистонового белка, такого как рекомбинантный человеческий гистон Н1.3. Реакция может быть остановлена и затем промыта буфером для удаления растворимых белковых загрязнений. Альтернативно, первичная гидроксильная группа целлюлозы может быть селективно преобразована с получением 6-дезокси-6-карбоксицеллюлозы путем окисления, опосредованного солями пиперидиноксоаммония (TEMPO), или окислена хлоритом. См. например Eyle, S. and Thielemans, W., Surface modifucation of cellulose nanocrystals, Nanoscale, 2014, 6, 7764, DOI: 10.1039/c4nr01756k. Также целлюлозный (или агарозный) носитель может быть окислен другими соединениями, известными специалисту в данной области техники, например хромовой кислотой, триоксидом пиридина хрома, диметилсульфоксидом. См. например Peng, L. et al. Evaluation of activation methods with cellulose beads for immunosorbent purification of immunoglobulins, J.Biotechnology, 5 (1987) 255-265).[0120] The size of the beads may be, for example, 30 to 200 microns, 40 to 180 microns, 45 to 165 microns, 60 to 150 microns. Various oxidizing agents can be used, such as sodium metaperiodate (NaIO). Alternatively, the primary hydroxyl group of cellulose can be selectively converted to give 6-deoxy-6-carboxycellulose by piperidinoammonium salt mediated oxidation (TEMPO) or oxidized with chlorite. See, for example, Eyle, S. and Thielemans, W., Surface modifucation of cellulose nanocrystals, Nanoscale, 2014, 6, 7764, DOI: 10.1039/c4nr01756k). Also, the cellulose (or agarose) carrier can be oxidized with other compounds known to the person skilled in the art, such as chromic acid, chromium pyridine trioxide, dimethyl sulfoxide. (See for example Peng, L. et al. Evaluation of activation methods with cellulose beads for immunosorbent purification of immunoglobulins, J. Biotechnology, 5 (1987) 255-265). The oxidized beads are then incubated with a sufficiently purified and concentrated histone protein solution such as recombinant human H1.3 histone. The reaction can be stopped and then washed with buffer to remove soluble protein contaminants. Alternatively, the primary hydroxyl group of cellulose can be selectively converted to give 6-deoxy-6-carboxycellulose by piperidinoammonium salt mediated oxidation (TEMPO) or oxidized with chlorite. See for example Eyle, S. and Thielemans, W., Surface modifucation of cellulose nanocrystals, Nanoscale, 2014, 6, 7764, DOI: 10.1039/c4nr01756k. Also, the cellulose (or agarose) carrier can be oxidized with other compounds known to the person skilled in the art, such as chromic acid, chromium pyridine trioxide, dimethyl sulfoxide. See for example Peng, L. et al. Evaluation of activation methods with cellulose beads for immunosorbent purification of immunoglobulins, J. Biotechnology, 5 (1987) 255-265).

[0121] Устройство для афереза может содержать аффинную матрицу, содержащую гистон. Аффинная матрица на основе гистона может содержать рекомбинантный человеческий гистон Н1.3. Аффинная матрица на основе гистона может быть частью аффинной колонки для проведения афереза. Шарики, используемые в качестве носителя в аффинной колонке, содержащей аффинную матрицу на основе гистона, могут быть целлюлозными шариками, которые окисляются окислителем перед связыванием с гистоном. Шарики могут быть, например, сефарозными шариками. Шарики могут быть покрыты стрептавидином. Размер шариков может составлять, например, от 30 до 200 микрон, от 40 до 180 микрон, от 45 до 165 микрон, от 60 до 150 микрон. Можно использовать различные окислители, такие как метапериодат натрия (NaIO). Альтернативно, первичная гидроксильная группа целлюлозы может быть селективно преобразована с получением 6-дезокси-6-карбоксицеллюлозы путем окисления, опосредованного солями пиперидиноксоаммония (TEMPO). См., например, Eyle, S. and Thielemans, W., Surface modifucation of cellulose nanocrystals, Nanoscale, 2014, 6, 7764, DOI: 10.1039/c4nr01756k). Также целлюлозный (или агарозный) носитель может быть окислен другими соединениями, известными специалисту в данной области техники, например хромовой кислотой, триоксидом пиридина хрома, диметилсульфоксидом. См. например Peng, L. et al. Evaluation of activation methods with cellulose beads for immunosorbent purification of immunoglobulins, J.Biotechnology, 5 (1987) 255-265). Окисленные шарики затем инкубируют с достаточно очищенным и концентрированным раствором гистонового белка, такого как рекомбинантный человеческий гистон Н1.3. Реакция может быть остановлена и затем промыта буфером для удаления растворимых белковых загрязнений.[0121] The apheresis device may contain an affinity matrix containing a histone. The histone-based affinity matrix may contain recombinant human H1.3 histone. A histone-based affinity matrix may be part of an apheresis affinity column. The beads used as a carrier in an affinity column containing a histone-based affinity matrix may be cellulose beads that are oxidized with an oxidizing agent prior to binding to the histone. The beads may be, for example, Sepharose beads. The beads may be coated with streptavidin. The size of the beads may be, for example, 30 to 200 microns, 40 to 180 microns, 45 to 165 microns, 60 to 150 microns. Various oxidizing agents can be used, such as sodium metaperiodate (NaIO). Alternatively, the primary hydroxyl group of cellulose can be selectively converted to give 6-deoxy-6-carboxycellulose by piperidino-ammonium salt mediated oxidation (TEMPO). See, for example, Eyle, S. and Thielemans, W., Surface modifucation of cellulose nanocrystals, Nanoscale, 2014, 6, 7764, DOI: 10.1039/c4nr01756k). Also, the cellulose (or agarose) carrier can be oxidized with other compounds known to the person skilled in the art, such as chromic acid, chromium pyridine trioxide, dimethyl sulfoxide. See for example Peng, L. et al. Evaluation of activation methods with cellulose beads for immunosorbent purification of immunoglobulins, J. Biotechnology, 5 (1987) 255-265). The oxidized beads are then incubated with a sufficiently purified and concentrated histone protein solution such as recombinant human H1.3 histone. The reaction can be stopped and then washed with buffer to remove soluble protein contaminants.

[0122] Аффинную матрицу на основе гистона можно получить способом, включающим a) окисление целлюлозных шариков размером от 100 до 250 микрометров с получением активированных целлюлозных шариков; b) промывание гранул активированной целлюлозы; с) приготовление концентрированного раствора рекомбинантного человеческого гистона Н1.3; d) инкубирование гранул активированной целлюлозы с концентрированным раствором рекомбинантного гистона человека Н1.3; и е) блокирование любых свободных групп СНО на гранулах активированной целлюлозы.[0122] A histone-based affinity matrix can be obtained by a method including a) oxidizing cellulose beads ranging in size from 100 to 250 micrometers to obtain activated cellulose beads; b) washing the activated cellulose granules; c) preparation of a concentrated solution of recombinant human histone H1.3; d) incubation of activated cellulose beads with a concentrated solution of recombinant human histone H1.3; and e) blocking any free CHO groups on the activated cellulose granules.

[0123] Вышеуказанный процесс может дополнительно включать: f) промывание гранул активированной целлюлозы буфером.[0123] The above process may further include: f) washing the activated cellulose beads with buffer.

[0124] Любой окислитель может быть использован на стадии а). Одним примером окислителя является NaIO. Любой способ промывки может быть предпринят на этапе b). Например, гранулы активированной целлюлозы промывают бикарбонатом натрия, соляной кислотой и водой. На этапе с) можно использовать диализ или другие методы. Например, раствор рекомбинантного человеческого гистона Н1.3 диализируют, а диализированный раствор концентрируют в 0,1 М NaHCO3 при рН 7-9 или при рН 8. На этапе d) инкубацию можно проводить в течение 3-5 часов при 15-30°С или в течение 4 часов при комнатной температуре. На стадии е) этап блокирования включает добавление 1 М этаноламина к активированным целлюлозным шарикам и взаимодействие в течение от 30 минут до 2 часов при 15-30°С. На стадии f) шарики активированной целлюлозы могут быть промыты буфером TBS.[0124] Any oxidizing agent can be used in step a). One example of an oxidizing agent is NaIO. Any washing method can be undertaken in step b). For example, activated cellulose granules are washed with sodium bicarbonate, hydrochloric acid and water. In step c), dialysis or other methods may be used. For example, a solution of recombinant human histone H1.3 is dialyzed, and the dialyzed solution is concentrated in 0.1 M NaHCO 3 at pH 7-9 or at pH 8. In step d), incubation can be carried out for 3-5 hours at 15-30° C or for 4 hours at room temperature. In step e), the blocking step includes adding 1M ethanolamine to the activated cellulose beads and reacting for 30 minutes to 2 hours at 15-30°C. In step f) the activated cellulose beads can be washed with TBS buffer.

[0125] Шарики могут быть загружены в колонку, такую как, например, колонка из политетрафторэтилена (PTFE). Другие примеры колонок могут иметь стенку из поликарбоната, полиэтилена, поливинилхлорида, полипропилена, полиэфирсульфона, полиэфира или другого полимерного материала, одобренного FDA или ЕМЕА для изготовления устройств для экстракорпоральной обработки крови или компонента крови.[0125] The beads may be loaded into a column, such as, for example, a polytetrafluoroethylene (PTFE) column. Other examples of columns may have a wall of polycarbonate, polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, polyethersulfone, polyester, or other polymeric material approved by the FDA or EMEA for making devices for extracorporeal processing of blood or a blood component.

[0126] Колонка или картриджное устройство также могут быть изготовлены из нетоксичного материала, который обеспечивает жесткую опору для аффинной матрицы внутри. Обычно материал представляет собой пластиковую композицию, такую как поликарбонат, полиэтилен, поли винил хлорид, полипропилен, полиэфирсульфон, полиэфир, полистирол или другой подобный материал, одобренный регуляторами, такими как FDA или ЕМЕА, для изготовления устройств для экстракорпоральной обработки крови или компонента крови. В некоторых вариантах осуществления в нижней части колонны (картриджа) имеется внутренний фильтр для предотвращения выхода аффинной матрицы из устройства. В некоторых вариантах осуществления в верхней части устройства также имеется внутренний фильтр для содержания аффинной матрицы внутри устройства. В некоторых вариантах осуществления эти фильтры состоят из пластика и/или целлюлозного материала и имеют поры, которые обеспечивают возможность прохождения жидкости, такой как плазма, но не материала в виде частиц, такого как аффинная матрица.[0126] The column or cartridge device can also be made from a non-toxic material that provides rigid support for the affinity matrix inside. Typically, the material is a plastic composition such as polycarbonate, polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, polyethersulfone, polyester, polystyrene, or other similar material approved by regulators such as the FDA or EMEA for making devices for extracorporeal processing of blood or a blood component. In some embodiments, there is an internal filter at the bottom of the column (cartridge) to prevent the affine matrix from exiting the device. In some embodiments, the top of the device also has an internal filter to contain the affine matrix within the device. In some embodiments, these filters are made of plastic and/or cellulose material and have pores that allow the passage of a liquid, such as plasma, but not a particulate material, such as an affinity matrix.

[0127] При подготовке колонки, содержащей аффинную матрицу на основе гистона, аффинную матрицу на основе гистона можно загружать по меньшей мере на 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85% или 90% объема колонки. Фосфатный буфер, в частности холодный фосфатный буфер, можно использовать для уравновешивания колонки. Другие подходящие буферы также могут быть использованы для уравновешивания колонки.[0127] When preparing a column containing a histone-based affinity matrix, the histone-based affinity matrix may be loaded at least 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, or 90% of the column volume. Phosphate buffer, in particular cold phosphate buffer, can be used to equilibrate the column. Other suitable buffers may also be used to equilibrate the column.

[0128] Устройство для афереза может содержать аффинную матрицу на основе лектина. Не лимитирующие примеры полезных лектинов включают, например, лектин Galanthus nivalis (подснежник) лектин (GNA), лектин Narcissus Pseudonarcissus (нарцисс) (NPA), Conconavalin А, фитогемаглуттанин и циановирин. В одном варианте осуществления лектин может быть связан с матрицей агарозы путем инкубации в течение ночи при нейтральном или слабощелочном рН. После такой инкубации может быть предпринята интенсивная промывка буфером при рН около 7,0-7,5 для удаления несвязанного лектина.[0128] The apheresis device may contain a lectin-based affinity matrix. Non-limiting examples of useful lectins include, for example, Galanthus nivalis (snowdrop) lectin (GNA), Narcissus Pseudonarcissus (daffodil) lectin (NPA), Conconavalin A, phytohemaggluttanin, and cyanovirin. In one embodiment, the lectin can be associated with the agarose matrix by overnight incubation at neutral or slightly alkaline pH. After such an incubation, a vigorous wash with buffer at a pH of about 7.0-7.5 can be undertaken to remove unbound lectin.

[0129] Аффинная матрица на основе лектина может быть получена в соответствии со способом, включающим а) взаимодействие лектина с активированными агарозными шариками для получения связанной с лектином агарозы; и b) промывание связанной с лектином агарозы буфером.[0129] A lectin-based affinity matrix can be prepared according to a method comprising a) reacting a lectin with activated agarose beads to produce lectin-bound agarose; and b) washing the lectin-bound agarose with buffer.

[0130] Устройство для афереза может содержать аффинную матрицу на основе полиамидоамин (РАМАМ) дендримера (PDAM) или полипропиленимин (PPI) дендримера. См., например, Kaur et al., J Nanopart Res., 2016, 18: 146. Дендримеры - это уникальные синтетические полимеры нанометрового размера с сильно разветвленной структурой и шаровидной формой. Среди дендримеров полиамидоамин (РАМАМ) получил наибольшее внимание в качестве потенциального агента для трансфекции и доставки генов, потому что эти макромолекулы связывают ДНК при физиологическом рН. РАМАМ - дендримеры состоят из алкилдиаминового ядра и третичных аминных ответвлений. Они доступны в десяти поколениях (G0-10) с 5 различными типами сердцевин и 10 функциональными группами поверхностей. ДНК и полиамидамин (РАМАМ) дендримеры образуют комплексы на основе электростатических взаимодействий между отрицательно заряженными фосфатными группами нуклеиновой кислоты и протонированными (положительно заряженными) аминогруппами полимеров. Образование комплексов с высокой молекулярной массой и высокой плотностью зависит главным образом от концентрации ДНК с увеличением за счет увеличения соотношения зарядов дендример-ДНК. (Shcharbin, D. et al., Practical Guide to Studying Dendrimers. Book, iSmithers Rapra Publishing: Shawbury, Shrewsbury, Shropshire, UK, 2010. 120 p. ISBN: 978-1-84735-444-0).[0130] The apheresis device may comprise an affinity matrix based on a polyamidoamine (PAMAM) dendrimer (PDAM) or a polypropyleneimine (PPI) dendrimer. See, for example, Kaur et al., J Nanopart Res., 2016, 18: 146. Dendrimers are unique nanometer-sized synthetic polymers with a highly branched structure and spherical shape. Among dendrimers, polyamidoamine (PAMAM) has received the most attention as a potential agent for gene transfection and delivery because these macromolecules bind DNA at physiological pH. PAMAM dendrimers consist of an alkyldiamine core and tertiary amine branches. They are available in ten generations (G0-10) with 5 different core types and 10 functional surface groups. DNA and polyamidamine (PAMAM) dendrimers form complexes based on electrostatic interactions between negatively charged nucleic acid phosphate groups and protonated (positively charged) amino groups of polymers. The formation of complexes with high molecular weight and high density depends mainly on the concentration of DNA with an increase due to an increase in the charge ratio of the dendrimer-DNA. (Shcharbin, D. et al., Practical Guide to Studying Dendrimers. Book, iSmithers Rapra Publishing: Shawbury, Shrewsbury, Shropshire, UK, 2010. 120 p. ISBN: 978-1-84735-444-0).

[0131] Аффинная матрица на основе РАМАМ -дендримера, полученная способом, включающим а) промывание целлюлозных гранул этанолом и водой; b) инкубирование промытых целлюлозных гранул с (±)-эпихлоргидрином и NaOH с получением активированных целлюлозных гранул; с) взаимодействие гранул активированной целлюлозы с РАМАМ - дендримером с получением гранул РАМАМ и удаление РАМАМ -дендримера, который не вступал в реакцию с гранулами активированной целлюлозы; и d) блокирование непревращенных эпоксидных групп на гранулах РАМАМ.[0131] PAMAM-dendrimer-based affinity matrix obtained by a method comprising a) washing the cellulose granules with ethanol and water; b) incubating the washed cellulose beads with (±)-epichlorohydrin and NaOH to obtain activated cellulose beads; c) reacting the activated cellulose beads with the PAMAM dendrimer to form PAMAM beads and removing the PAMAM dendrimer that did not react with the activated cellulose beads; and d) blocking the unconverted epoxy groups on the PAMAM beads.

[0132] Шарики могут быть загружены в колонку, такую как колонка из политетрафторэтилена (PTFE). Другие примеры колонок могут иметь стенку из поликарбоната, полиэтилена, поливинилхлорида, полипропилена, полиэфирсульфона, полиэфира или другого полимерного материала, одобренного FDA или ЕМЕА для изготовления устройств для экстракорпоральной обработки крови или компонента крови.[0132] The beads may be loaded into a column, such as a polytetrafluoroethylene (PTFE) column. Other examples of columns may have a wall of polycarbonate, polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, polyethersulfone, polyester, or other polymeric material approved by the FDA or EMEA for making devices for extracorporeal processing of blood or a blood component.

[0133] Устройство для афереза, содержащее аффинную матрицу на основе РАМАМ-дендримера, может быть более эффективным при удалении вкДНК или, альтернативно, может более полно удалять вкДНК или, альтернативно, может удалять большее общее количество вкДНК в конкретном образце крови, чем при использовании устройства для афереза, содержащего аффинную матрицу на основе гистона и аффинную матрицу на основе лектина.[0133] An apheresis device containing a PAMAM dendrimer-based affinity matrix may be more efficient at removing cfDNA or alternatively may remove cfDNA more completely or alternatively may remove more total cfDNA in a particular blood sample than using an apheresis device comprising a histone-based affinity matrix and a lectin-based affinity matrix.

[0134] В определенных вариантах осуществления устройство для афереза может содержать одновременно аффинную матрицу на основе РАМАМ-дендримера, аффинную матрицу на основе гистона и аффинную матрицу на основе лектина.[0134] In certain embodiments, the apheresis device may comprise both a PAMAM dendrimer-based affinity matrix, a histone-based affinity matrix, and a lectin-based affinity matrix.

[0135] Устройство для афереза может содержать аффинную матрицу на основе анти-ДНК-антитела. Антитела к ДНК составляют подгруппу антиядерных антител, которые связывают одноцепочечную ДНК, двухцепочечную ДНК или и то, и другое (антитело против дц+оц ДНК). Они могут быть, например, антителами IgM или любым из подклассов антител IgG. Антитела, которые связываются исключительно с одноцепочечной ДНК, могут связывать ее составляющие основания, нуклеозиды, нуклеотиды, олигонуклеотиды и рибозо-фосфатный остов, все из которых присутствуют в отдельных нитях ДНК. Антитела, которые связывают двухцепочечную ДНК, могут связываться с рибозо-фосфатным остовом, парами оснований (дезоксигуанозин-дезоксицитидин и дезоксиаденозин-дезокситимидин) или конкретными конформациями двойной спирали (Bevra Hannahs Hahn, Antibodies to DNA. N Engl J Med 1998; 338: 1359-1368). Антитела к ДНК могут также связывать надмолекулярные структуры, содержащие ДНК, такие как нуклеосомы и хроматин.[0135] The apheresis device may contain an affinity matrix based on an anti-DNA antibody. Anti-DNA antibodies constitute a subgroup of antinuclear antibodies that bind single-stranded DNA, double-stranded DNA, or both (anti-ds+ss DNA antibody). They may be, for example, IgM antibodies or any of the subclasses of IgG antibodies. Antibodies that bind exclusively to single-stranded DNA can bind its constituent bases, nucleosides, nucleotides, oligonucleotides, and the ribose phosphate backbone, all of which are present in individual DNA strands. Antibodies that bind double-stranded DNA can bind to the ribose phosphate backbone, base pairs (deoxyguanosine-deoxycytidine and deoxyadenosine-deoxythymidine), or specific double helix conformations (Bevra Hannahs Hahn, Antibodies to DNA. N Engl J Med 1998; 338: 1359- 1368). Anti-DNA antibodies can also bind supramolecular structures containing DNA, such as nucleosomes and chromatin.

[0136] Аффинная матрица на основе анти-ДНК-антитела может быть получена путем активации агарозных гранул, например N-гидроксисукцинимидом (NHS). Затем активированные шарики можно инкубировать с антителом или другим реагентом, который имеет сродство к ДНК. Избыток антител/реагентов затем удаляют промывкой.[0136] An anti-DNA antibody affinity matrix can be obtained by activating the agarose beads, for example with N-hydroxysuccinimide (NHS). The activated beads can then be incubated with an antibody or other reagent that has an affinity for DNA. Excess antibodies/reagents are then removed by washing.

[0137] Аффинная матрица на основе антител против нуклеосом (ANAM), полученная способом, включающим а) получение активированных агарозных гранул путем сшивания N-гидроксисукцинимида с агарозными гранулами; b) промывание активированных агарозных гранул буфером для связывания, содержащим NaHCO3 и NaCl; с) добавление в буфер для связывания антитела, которое связывается с нуклеосомами, где антитело получают из мыши MRL/Мр (-)+/+; d) инкубирование буфера для связывания, содержащего антитело, с активированными агарозными гранулами для получения аффинной матрицы на основе антинуклеосомных антител; и е) промывание аффинной матрицы антинуклеосомного антитела буфером для связывания и ацетатным буфером.[0137] An anti-nucleosome antibody affinity matrix (ANAM) obtained by a method comprising a) obtaining activated agarose beads by crosslinking N-hydroxysuccinimide to agarose beads; b) washing the activated agarose beads with binding buffer containing NaHCO 3 and NaCl; c) adding to the binding buffer an antibody that binds to nucleosomes, where the antibody is derived from an MRL/Mp (-)+/+ mouse; d) incubating the binding buffer containing the antibody with activated agarose beads to obtain an affinity matrix based on antinucleosome antibodies; and f) washing the antinucleosome antibody affinity template with binding buffer and acetate buffer.

[0138] Устройство для афереза может содержать аффинную матрицу на основе интеркалятора ДНК. Есть несколько способов, которыми молекулы могут взаимодействовать с ДНК. Лиганды могут взаимодействовать с ДНК путем ковалентного связывания, электростатического связывания или интеркалирования. Интеркаляция происходит, когда лиганды соответствующего размера и химической природы помещаются между парами оснований ДНК. Связывающие ДНК агенты имеют тенденцию нековалентно взаимодействовать с молекулой ДНК хозяина двумя основными способами: (i) пронизывающая интеркаляция в бороздки, стабилизированная смесью гидрофобных, электростатических и водородных взаимодействий и (ii) классическая интеркаляция посредством интеркалирующей ассоциации, в которой плоский, гетероароматический фрагмент включается между парами оснований ДНК. Наиболее часто изучаемое интеркалирующее связывание представляет собой нековалентное стековое взаимодействие, возникающее в результате вставки плоского гетероциклического ароматического кольца между парами оснований двойной спирали ДНК. См. http://nptel.ac.in/courses/104103018/35. Hoechst 33342 представляет собой производное бисбензимида, которое связывается с АТ-богатыми последовательностями в малой бороздке двухцепочечной ДНК. Гетероциклический фрагмент в этом красителе важен для эффективного взаимодействия с двойной спиралью ДНК, что делает комплекс Hoechst-ДНК более стабильным.[0138] The apheresis device may contain an affinity matrix based on a DNA intercalator. There are several ways that molecules can interact with DNA. Ligands can interact with DNA by covalent bonding, electrostatic bonding, or intercalation. Intercalation occurs when ligands of the appropriate size and chemical nature are placed between DNA base pairs. DNA binding agents tend to interact non-covalently with the host DNA molecule in two main ways: (i) threading intercalation into grooves, stabilized by a mixture of hydrophobic, electrostatic, and hydrogen interactions, and (ii) classical intercalation via intercalation association, in which a flat, heteroaromatic moiety is inserted between pairs bases of DNA. The most commonly studied intercalating binding is a non-covalent stacking interaction resulting from the insertion of a planar heterocyclic aromatic ring between the base pairs of the DNA double helix. See http://nptel.ac.in/courses/104103018/35. Hoechst 33342 is a bisbenzimide derivative that binds to AT-rich sequences in the minor groove of double-stranded DNA. The heterocyclic fragment in this dye is important for efficient interaction with the DNA double helix, which makes the Hoechst-DNA complex more stable.

[0139] Аффинная матрица на основе интеркалятора ДНК может быть получена путем окисления (активации) шариков, таких как шарики целлюлозы (носитель), реагирующих с соединением (линкером), таким как N-(3-диметиламинопропил)-N'-этилкарбодиимид (EDC), который связывает ДНК-интеркалятор (ДНК-связывающий фрагмент, т.е. Hoechst 33342), с поверхностью носителя. Шарики затем промывают.[0140] Аффинная матрица на основе Hoechst 3342, полученная способом, включающим а) окисление целлюлозных шариков; b) промывание окисленных целлюлозных шариков; с) взаимодействие промытых шариков окисленной целлюлозы с раствором, содержащим Hoechst 33342 и N-(3-диметиламинопропил)-N'-этилкарбодиимид (EDC), с получением шариков с иммобилизованным на них Hoechst 33342; и d) промывание шариков с иммобилизованным на них Hoechst 33342.[0139] A DNA intercalator affinity template can be obtained by oxidizing (activating) beads such as cellulose beads (carrier) reacting with a compound (linker) such as N-(3-dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide (EDC ) that binds the DNA intercalator (DNA-binding fragment, i.e. Hoechst 33342) to the carrier surface. The beads are then washed.[0140] Affinity matrix based on Hoechst 3342 obtained by a method comprising a) oxidation of cellulose beads; b) washing the oxidized cellulose beads; c) reacting the washed oxidized cellulose beads with a solution containing Hoechst 33342 and N-(3-dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide (EDC) to form beads with Hoechst 33342 immobilized thereon; and d) washing the beads with Hoechst 33342 immobilized on them.

[0141] Устройство для афереза может содержать аффинную матрицу на основе гиперразветвленного поли-L-лизина. Аффинная матрица на основе[0141] The apheresis device may comprise a hyperbranched poly-L-lysine affinity matrix. Affine matrix based

гиперразветвленного поли-L-лизина может быть получена способом, включающим а) растворение моногидрохлорида L-лизина в воде и нейтрализация с помощью КОН с получением раствора L-лизина; b) нагревание раствора L-лизина с получением раствора, содержащего поли-L-лизин; с) удаление L-лизина и соли из раствора, содержащего поли-L-лизин; d) фракционирование раствора, содержащего поли-L-лизин, с получением фракции, содержащей поли-L-лизин, со средней молекулярной массой от 21000 до 32000; е) диализацию и лиофилизацию фракции, содержащей поли-L-лизин со средней молекулярной массой от 21000 до 32000, с получением лиофилизата; f) растворение лиофилизата в дистиллированной воде и диализ против NaHCO3 с получением раствора, содержащего HBPL; и g) инкубирование раствора, содержащего HBPL, с сефарозой 4В, активированной цианогенбромидом, суспендированной в NaHCO3.hyperbranched poly-L-lysine can be obtained by a method comprising a) dissolving L-lysine monohydrochloride in water and neutralizing with KOH to obtain a solution of L-lysine; b) heating the solution of L-lysine to obtain a solution containing poly-L-lysine; c) removing L-lysine and salt from the solution containing poly-L-lysine; d) fractionating the solution containing poly-L-lysine to obtain a fraction containing poly-L-lysine with an average molecular weight of 21,000 to 32,000; e) dialyzing and lyophilizing a fraction containing poly-L-lysine with an average molecular weight of 21,000 to 32,000 to obtain a lyophilizate; f) dissolving the lyophilizate in distilled water and dialysis against NaHCO 3 to obtain a solution containing HBPL; and g) incubating the HBPL containing solution with cyanogen bromide activated Sepharose 4B suspended in NaHCO 3 .

[0142] В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство для афереза может содержать все или любое из следующего: аффинную матрицу на основе интеркалятора ДНК, аффинную матрицу Hoechst 33342, аффинную матрицу анти-ДНК антител, аффинную матрицу на основе РАМАМ, аффинную матрицу на основе гистона, аффинную матрицу на основе лектина и аффинную матрицу на основе поли-L-лизина.[0142] In some embodiments, the apheresis device may comprise all or any of the following: a DNA intercalator affinity matrix, a Hoechst 33342 affinity matrix, an anti-DNA antibody affinity matrix, a PAMAM affinity matrix, a histone affinity matrix, a lectin-based affinity matrix; and a poly-L-lysine-based affinity matrix.

[0143] Различные процедуры афереза и способы лечения описаны в заявке. Различные способы и процедуры включают (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от пациента в устройство для афереза для получения очищенной крови или плазмы; и (b) возврат очищенной крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК пациенту. Любая вена может быть выбрана для оптимального отвода крови. Например, кровь может отводиться от воротной вены пациента. Альтернативно, кровь может быть отведена из бедренной вены или яремной вены пациента.[0143] Various apheresis procedures and treatments are described in the application. The various methods and procedures include (a) performing an apheresis procedure including withdrawing blood or plasma from a patient into an apheresis device to obtain purified blood or plasma; and (b) returning the purified blood or plasma with reduced levels of cfDNA to the patient. Any vein can be selected for optimal blood drainage. For example, blood may be drained from a patient's portal vein. Alternatively, blood may be drawn from the patient's femoral vein or jugular vein.

[0144] В различных вариантах лечения процедура афереза может проводиться более одного раза или даже дважды, например, в 1-й и 3-й день. При лечении повреждения почек уровень повреждения почек можно оценивать путем измерения сыворотки. Уровни креатинина и азота мочевины в крови с помощью Roche Reflotron Plus (Roche Diagnostics) перед каждой процедурой афереза.[0144] In various treatment options, the apheresis procedure may be performed more than once or even twice, for example, on the 1st and 3rd day. In the treatment of kidney damage, the level of kidney damage can be assessed by measuring serum. Blood creatinine and blood urea nitrogen levels using Roche Reflotron Plus (Roche Diagnostics) before each apheresis procedure.

[0145] Циркулирующая вкДНК может быть извлечена из образцов плазмы с помощью обычного метода ТНР (Triton-Heat-Phenol) (Breitbach et al., PLoS ONE, 2014, 9 (3): e87838). Извлеченную вкДНК можно количественно определить с помощью различных тестов, таких как, например, тест PicoGreen (Molecular Probes, Нидерланды), следуя инструкциям производителя. Для визуализации вкДНК в агарозном геле, как описано в примерах ниже, можно использовать хорошо известные ДНК-красители, в том числе, например, этидийбромид (Sigma-Aldrich), алмазный краситель Diamond™ (Promega), SYBR® Gold Nucleic Acid Gel (Molecular Probes). Красители могут быть использованы в качестве гелевого красителя, средства для предварительной обработки или могут быть предварительно загружены непосредственно в буфер загрузки образца.[0145] Circulating cfDNA can be extracted from plasma samples using the conventional THP (Triton-Heat-Phenol) method (Breitbach et al., PLoS ONE, 2014, 9 (3): e87838). The extracted cfDNA can be quantified using various assays such as the PicoGreen assay (Molecular Probes, The Netherlands) following the manufacturer's instructions. Well-known DNA stains can be used to visualize cfDNA on agarose gel as described in the examples below, including, for example, ethidium bromide (Sigma-Aldrich), Diamond™ (Promega), SYBR® Gold Nucleic Acid Gel (Molecular Probes). The dyes can be used as a gel stain, pretreatment agent, or can be preloaded directly into the sample loading buffer.

[0146] В различных вариантах осуществления изобретения процедура афереза дополнительно включает разделение крови на плазму. Затем плазменная часть может быть направлена на одну или более аффинных матриц для удаления вкДНК.[0146] In various embodiments, the apheresis procedure further comprises separating blood into plasma. The plasma portion can then be directed to one or more affinity templates to remove the cfDNA.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

[0147] Настоящее изобретение также описано и продемонстрировано с помощью следующих примеров. Однако использование этих и других примеров в любом месте описания является только иллюстративным и никоим образом не ограничивает объем и значение изобретения или любого приведенного в качестве примера термина. Аналогично, изобретение не ограничено какими-либо конкретными предпочтительными вариантами осуществления, описанными в настоящем документе. Действительно, многие модификации и вариации изобретения могут быть очевидны для специалистов в данной области техники после прочтения этого описания, и такие вариации могут быть сделаны без отклонения от сущности или объема изобретения. Следовательно, изобретение должно быть ограничено только условиями прилагаемой формулы изобретения вместе с полным объемом эквивалентов, на которые имеют право указанные пункты формулы изобретения.[0147] The present invention is also described and demonstrated using the following examples. However, the use of these and other examples anywhere in the description is illustrative only and in no way limits the scope and meaning of the invention or any exemplary term. Likewise, the invention is not limited to any specific preferred embodiments described herein. Indeed, many modifications and variations of the invention may be apparent to those skilled in the art upon reading this description, and such variations may be made without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the invention is to be limited only by the terms of the appended claims together with the full scope of the equivalents to which the said claims are entitled.

Пример 1. Получение аффинной матрицы на основе гистона H1 и аффинной колонки.Example 1. Obtaining an affinity matrix based on histone H1 and an affinity column.

[0148] Аффинную матрицу на основе гистона H1 и аффинную колонку готовили следующим образом: целлюлозные шарики (размер шариков 100-250 микрометров, Sigma-Aldrich) окисляли метапериодатом натрия. Для этого водную суспензию шариков (3 г, 5 мл) и NaIO (0,1 г, 0,5 ммоль) в 10 мл воды встряхивали при комнатной температуре в течение 4 часов. Активированные шарики собирали и промывали 1 М бикарбонатом натрия, 0,1 М соляной кислотой и 200 мл воды. Раствор рекомбинантного человеческого гистона Н1.3 (≥98% чистоты, Институт биоорганической химии, Москва) подвергали диализу и концентрировали (10 мл; 5 мг/мл) в 0,1 М NaHCO3 (рН 8). Затем раствор инкубировали с окисленными шариками (5 мл) при комнатной температуре в течение 4 ч при перемешивании. После инкубации 1 М этаноламин (1,5 мл) добавляли к суспензии активированных гранул (15 мл) для блокирования свободных групп СНО; Реакция продолжалась в течение 1 часа при комнатной температуре. Полученные целлюлозные шарики с иммобилизованным гистоном H1 трижды промывали буфером TBS для удаления растворимых белковых загрязнений и для получения аффинной матрицы на основе гистона H1. Поликарбонатные колонки объемом 4-30 мл загружали (до 70-90% объема) целлюлозной матрицей с иммобилизованным гистоном H1.[0148] An H1 histone affinity matrix and affinity column were prepared as follows: cellulose beads (bead size 100-250 micrometers, Sigma-Aldrich) were oxidized with sodium metaperiodate. For this, an aqueous suspension of beads (3 g, 5 ml) and NaIO (0.1 g, 0.5 mmol) in 10 ml of water was shaken at room temperature for 4 hours. The activated beads were collected and washed with 1 M sodium bicarbonate, 0.1 M hydrochloric acid and 200 ml of water. A solution of recombinant human histone H1.3 (≥98% purity, Institute of Bioorganic Chemistry, Moscow) was subjected to dialysis and concentrated (10 ml; 5 mg/ml) in 0.1 M NaHCO 3 (pH 8). The solution was then incubated with oxidized beads (5 ml) at room temperature for 4 hours with stirring. After incubation, 1 M ethanolamine (1.5 ml) was added to a suspension of activated beads (15 ml) to block free CHO groups; The reaction was continued for 1 hour at room temperature. The resulting histone H1-immobilized cellulose beads were washed three times with TBS buffer to remove soluble protein contaminants and to obtain an affinity matrix based on histone H1. Polycarbonate columns with a volume of 4–30 ml were loaded (up to 70–90% by volume) with a cellulose matrix with immobilized histone H1.

Пример 2: Очистка крови больного раком от различных типов циркулирующей вкДНКExample 2: Purification of the blood of a cancer patient from various types of circulating cfDNA

[0149] Отделение типа вкДНК, связанного с частицами (то есть вкДНК, связанного с нуклеосомой, и вкДНК, связанного с экзосомой) от несвязанной циркулирующей вкДНК проводили следующим образом: плазма от больного раком с прогрессирующей аденокарциномой желудка и множественными метастазами в легких и печени (T4N2M1) готовили путем сбора крови в пробирки, обработанные цитратом, и центрифугирования в течение 10 минут при 2000 g с использованием центрифуги с охлаждением и сбора супернатанта.[0149] Separation of particle-bound cfDNA type (i.e., nucleosome-bound cfDNA and exosome-bound cfDNA) from unbound circulating cfDNA was performed as follows: plasma from a cancer patient with advanced gastric adenocarcinoma and multiple lung and liver metastases ( T4N2M1) was prepared by collecting blood in citrate-treated tubes and centrifuging for 10 minutes at 2000 g using a refrigerated centrifuge and collecting the supernatant.

[0150] Связанную с нуклеосомами вкДНК и связанную с экзосомами вкДНК удаляли, используя две последовательно связанные аффинные колонки, содержащие аффинную матрицу на основе антигистоновых антител и аффинную матрицу на основе лектина, как описано соответственно в WO 2007 /049286 А1 и патенте США №9364601.[0150] Nucleosome-bound cfDNA and exosome-bound cfDNA were removed using two sequentially coupled affinity columns containing an anti-histone antibody affinity matrix and a lectin-based affinity matrix, as described in WO 2007/049286 A1 and US Pat. No. 9,364,601, respectively.

[0151] Вкратце, аффинную матрицу на основе антигистоновых антител и колонку готовили следующим образом: 0,5 мл (1 объем) покрытых стрептавидином шариков сефарозы (средний размер шариков: от 45 до 165 мкм, Pierce Biotechnology, США) помещали в полистирольную колонку объемом 1,3 мл. Колонку уравновешивали 2 мл (4 объема) забуференного фосфатом солевого раствора (PBS). 1 мл (объем) раствора биотинилированных антигистоновых антител с концентрацией 100 мкг/мл (Н2А.Х; Santa Cruz Biotechnologies) добавляли в колонку и позволяли войти в слой геля. Нижнюю и верхнюю крышки последовательно заменяли и инкубировали в течение 2 часов при комнатной температуре. После инкубации колонку промывали 2 мл (4 объема) холодного забуференного фосфатом солевого раствора (PBS).[0151] Briefly, an anti-histone affinity matrix and column was prepared as follows: 0.5 ml (1 vol.) 1.3 ml. The column was equilibrated with 2 ml (4 volumes) phosphate buffered saline (PBS). 1 ml (volume) of a 100 μg/ml biotinylated anti-histone antibody solution (H2A.X; Santa Cruz Biotechnologies) was added to the column and allowed to enter the gel bed. The bottom and top caps were replaced sequentially and incubated for 2 hours at room temperature. After incubation, the column was washed with 2 ml (4 volumes) of cold phosphate buffered saline (PBS).

[0152] Аффинную матрицу на основе лектина готовили следующим образом: 2 мл (1 объем) лектина Galanthus nivalis (подснежник), то есть раствора GNA (Sigma-Aldrich), в концентрации 10 мг/мл в 0,1 М NaHCO3, рН 9,5 добавляли к 2 мл (1 объем) гранул активированной CNBr агарозы (цианоген-бромид-активированная сефароза 6МВ, 6% агароза, макрогранулы диаметром 200-300 мкм, Sigma-Aldrich) и оставляли для реакции в течение ночи на холоде при рН 7,4-8,0. Когда реакция была завершена, агарозу, связанную с лектином, тщательно промывали стерильным холодным фосфатно-солевым буфером (PBS) при рН 7,2-7,4. Полученную аффинную матрицу на основе лектина переносили в полистирольную колонку размером 0,6×6 см.[0152] The lectin affinity matrix was prepared as follows: 2 ml (1 volume) Galanthus nivalis (snowdrop) lectin, i.e. GNA solution (Sigma-Aldrich), at a concentration of 10 mg/ml in 0.1 M NaHCO 3 , pH 9.5 was added to 2 ml (1 vol) CNBr activated agarose beads (cyanogen bromide activated sepharose 6MB, 6% agarose, macrobeads 200-300 µm diameter, Sigma-Aldrich) and allowed to react overnight in the cold at pH 7.4-8.0. When the reaction was complete, the lectin-bound agarose was thoroughly washed with sterile cold phosphate-buffered saline (PBS) at pH 7.2-7.4. The resulting affinity matrix based on lectin was transferred into a polystyrene column 0.6 × 6 cm in size.

[0153] Для очистки от вкДНК, связанной с нуклеосомами, 1,0 мл плазмы наносили на первую аффинную колонку (содержащую аффинную матрицу на основе анти-гистонового антитела Н2А) и пропускали через колонку. Затем плазму помещали во вторую аффинную (связывающую экзосомы) колонку, содержащую аффинную матрицу на основе лектина [GNA] и пропускали через колонку.[0153] To purify cfDNA bound to nucleosomes, 1.0 ml of plasma was applied to the first affinity column (containing an affinity matrix based on the anti-histone antibody H2A) and passed through the column. The plasma was then loaded into a second affinity (exosome-binding) column containing a lectin-based affinity template [GNA] and passed through the column.

[0154] В качестве альтернативы, такое же количество плазмы пациента пропускали через одну единственную аффинную колонку с гистоном H1, приготовленную, как описано в примере 1 (целлюлозные шарики, связанные с иммобилизованным гистоном Н1.3).[0154] Alternatively, the same amount of patient plasma was passed through one single H1 histone affinity column prepared as described in Example 1 (cellulose beads bound to immobilized H1.3 histone).

[0155] Все образцы плазмы анализировали гель-электрофорезом с окрашиванием флуоресцентным ДНК-красителем до афереза и после завершения афереза.[0155] All plasma samples were analyzed by gel electrophoresis with fluorescent DNA staining before apheresis and after completion of apheresis.

[0156] Электрофоретический профиль циркулирующей вкДНК из плазмы больного раком перед удалением нуклеосом-связанной ДНК и экзосом (дорожка А), после последовательной аффинной очистки на колонках, содержащих аффинную матрицу на основе анти-гистоновых антител Н2А и аффинную матрицу на основе лектина (дорожка В) и очисткой на колонке содержащей аффинную матрицу на основе гистона Н1.3 (дорожка С) представлен на фигуре 1.[0156] Electrophoretic profile of circulating cfDNA from the plasma of a cancer patient before removal of nucleosome-bound DNA and exosomes (lane A), after sequential affinity purification on columns containing an affinity matrix based on anti-histone antibodies H2A and an affinity matrix based on lectin (lane B ) and purification on a column containing an affinity matrix based on histone H1.3 (lane C) is shown in figure 1.

[0157] Несмотря на то, что связанная с нуклеосомами циркулирующая вкДНК и экзосомы были удалены из плазмы, образец, показанный на средней полосе (дорожка В), все еще содержал значительные количества циркулирующей вкДНК, визуализированной в пределах молекулярного диапазона 100-1000 пар оснований. Как показано на правой полосе, ДНК не визуализировалось в образце плазмы после прохождения через колонку, содержащую аффинную матрицу на основе гистона Н1.3. Таким образом, аферез/очистка плазмы пациента через колонку с аффинной матрицей на основе ДНК-связывающего белка (гистон Н1.3), может удалить большую часть, почти всю или всю нуклеосом-связанную вкДНК экзосом-связанную вкДНК и несвязанную вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды, из крови пациента.[0157] Although nucleosome-bound circulating cfDNA and exosomes were removed from plasma, the sample shown in the middle lane (lane B) still contained significant amounts of circulating cfDNA, visualized within the molecular range of 100-1000 bp. As shown in the right lane, DNA was not visualized in the plasma sample after passing through a column containing histone H1.3 affinity matrix. Thus, apheresis/purification of patient plasma through a DNA-binding protein (H1.3 histone) affinity matrix column can remove most, nearly all, or all of nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA, including dsDNA, ssDNA and oligonucleotides from the patient's blood.

Пример 3: Циркулирующая вкДНК, очищенная от связанной с нуклеосомами и экзосомами вкДНК, ускоряет рост опухолиExample 3: Circulating cfDNA Purified of Nucleosome and Exosome Bound cfDNA Accelerates Tumor Growth

[0158] 60 мл плазмы от пациента с метастатической немелкоклеточной карциномой легкого (NSCLC T3N2M+) собирали в течение нескольких последовательных дней и очищали от вкДНК, связанной с нуклеосомами и от вкДНК, связанной с экзосомами, используя последовательно аффинные колонки на основе анти-гистонов ого антитела Н2.А и лектина, как описано в примере 2 (аффинная матрица на основе антигистоновых антител и аффинная матрица на основе лектина из Galanthus nivalis (подснежник)). Для приготовления аффинных колонок использовали колонки из поликарбоната размером 2,0×7,0 см. Каждая колонка была загружена на 70-80% объема колонки соответствующей аффинной матрицей. Оставшуюся после прохождения через колонки циркулирующую вкДНК экстрагировали из очищенной плазмы с использованием классической экстракции фенол/хлороформом и осаждения этанолом (Stirling, D. et al, DNA extraction from plasma and serum, In: Methods in Molecular Biology, vol. 226: PCR Protocols, Second Edition, Ed. by J.M.C. Bartlett and D. Stirling, Humana Press Inc., Totowa, NJ, 2003, 556 pages). Высушенную экстрагированную вкДНК хранили при -70°С.Общее количество остаточной вкДНК, выделенной из плазмы пациента после ее очистки от вкДНК, связанной с нуклеосомам, и вкДНК, связанной с экзосомами, составило 9,7 мкг.ВкДНК повторно растворяли в PBS и использовали для экспериментов на животных, как описано ниже.[0158] 60 ml of plasma from a patient with metastatic non-small cell lung carcinoma (NSCLC T3N2M+) was collected over consecutive days and purified from nucleosome-bound cfDNA and exosome-bound cfDNA using successive anti-histone antibody affinity columns H2.A and lectin as described in Example 2 (anti-histone antibody affinity matrix and lectin affinity matrix from Galanthus nivalis (snowdrop)). For the preparation of affinity columns, polycarbonate columns sized 2.0×7.0 cm were used. Each column was loaded at 70-80% of the column volume with the corresponding affinity matrix. The remaining circulating cfDNA after passing through the columns was extracted from purified plasma using classical phenol/chloroform extraction and ethanol precipitation (Stirling, D. et al, DNA extraction from plasma and serum, In: Methods in Molecular Biology, vol. 226: PCR Protocols, Second Edition, Ed. by J.M.C. Bartlett and D. Stirling, Humana Press Inc., Totowa, NJ, 2003, 556 pages). The dried extracted cfDNA was stored at -70°C. The total amount of residual cfDNA isolated from the patient's plasma after purification from cfDNA associated with nucleosomes and cfDNA associated with exosomes was 9.7 μg. The cfDNA was redissolved in PBS and used for animal experiments as described below.

[0159] Влияние на рост опухоли вкДНК, которая не была связана с нуклеосомами и экзосомами, было изучено с использованием ортотопической модели Panc02/С57/BL6 (Jiang Y-J, Lee C-L, Wang Q, et al. Establishment of an orthotopic pancreatic cancer mouse model. World Journal of Gastroenterology: WJG. 2014; 20(28): 9476-9485). 1×106 клеток Panc02, суспендированных в ледяном мартигеле, вводили в хвост поджелудочной железы каждого животного (день 0). 24 мыши с опухолями были разделены на 3 группы по 8 мышей в каждой. Мышам контрольной группы делали однократные ежедневные инъекции PBS (100 мкл; ретро орбитальный венозный синус) в течение 10 дней с 10 по 20 день. Мышам группы 1 ежедневно вводили 100 нг вкДНК от больного раком, очищенного как описано выше. Мышам из группы 2 в качестве неспецифического контроля вводили по 100 нг ДНК спермы лосося UltraPure ™ (Life Technologies) со средним размером ≤2000 пар оснований с использованием того же графика и метода введения.[0159] The effect on tumor growth of cfDNA that was not bound to nucleosomes and exosomes was studied using the Panc02/C57/BL6 orthotopic model (Jiang YJ, Lee CL, Wang Q, et al. Establishment of an orthotopic pancreatic cancer mouse model World Journal of Gastroenterology: WJG 2014; 20(28): 9476-9485). 1×10 6 Panc02 cells suspended in ice martigel were injected into the tail of the pancreas of each animal (day 0). 24 mice with tumors were divided into 3 groups of 8 mice each. Control mice received single daily injections of PBS (100 μl; retro orbital sinus venosus) for 10 days from day 10 to day 20. Group 1 mice were injected daily with 100 ng of cfDNA from a cancer patient, purified as described above. Group 2 mice were injected with 100 ng UltraPure™ salmon sperm DNA (Life Technologies) with a mean size of ≤2000 base pairs as a non-specific control using the same schedule and injection method.

[0160] Таблица 1 ниже суммирует результаты влияния инъекций ДНК на массу опухоли у животных по сравнению с контрольной группой. Вес опухоли измеряли в конце исследования на 23-й день.[0160] Table 1 below summarizes the results of the effect of DNA injections on tumor mass in animals compared to the control group. Tumor weight was measured at the end of the study on day 23.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

[0161] На фигуре 2А показаны опухоли, вырезанные у мышей контрольной группы. На фигуре 2В показаны опухоли, вырезанные у мышей, получавших вкДНК из плазмы больного NSCLC T3N2M+, очищенной от вкДНК связанной с нуклеосомами и экзосомами. Опухоли контрольной группы были значительно меньше, плотные, хорошо отделены от соседних органов и не имели некроза и кровоизлияний.[0161] Figure 2A shows tumors excised from control mice. Figure 2B shows tumors excised from mice treated with cfDNA from NSCLC T3N2M+ patient plasma purified from cfDNA associated with nucleosomes and exosomes. Tumors in the control group were significantly smaller, dense, well separated from neighboring organs, and had no necrosis or hemorrhages.

[0162] Циркулирующая вкДНК из плазмы больного раком, очищенная от связанной с нуклеосомой и экзосомой циркулирующей вкДНК, сохраняет значительные онкогенные свойства. Таким образом, может быть полезно снизить уровни всей циркулирующей вкДНК: вкДНК связанной с нуклеосомами, вкДНК связанной с экзосомами и несвязанной вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды.[0162] Circulating cfDNA from the plasma of a cancer patient, purified from circulating cfDNA associated with the nucleosome and exosome, retains significant oncogenic properties. Thus, it may be beneficial to reduce levels of all circulating cfDNA: nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA, including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides.

Пример 4: Получение аффинной матрицы с полиамидоаминным дендример ом и аффинной колонки на его основеExample 4: Obtaining an affinity matrix with a polyamidoamine dendrimer and an affinity column based on it

[0163] Аффинную матрицу на основе РАМАМ-дендримера (PDAM) и колонки, содержащей аффинную матрицу на основе PDAM, получали в соответствии с Wang (Wang, Y., et al., New method for the preparation of adsorbent with high adsorption capacity, Chinese Science Bulletin 2005, Vol.50, No. 21, pp 2432-2435) следующим образом. Целлюлозные шарики (Macroporous Bead Cellulose MT 500, размер частиц 100-250 мкм, Iontosorb, Чехия) дважды промывали 98% этанолом и дистиллированной водой. 1 грамм гранул инкубировали со смесью 1,0 мл (±)-эпихлоргидрина (Sigma-Aldrich) и 3,0 мл 2,5 М NaOH. Реакцию активации проводили при 40°С в течение 2,5 ч в шейкере. Активированные шарики тщательно промывали дистиллированной водой. Содержание эпоксидных групп определяли как около 0,31 ммоль/г сухих гранул путем титрования тиосульфатом натрия с хлористым водородом. 4,0 мл приготовленных влажных гранул активированной целлюлозы суспендировали с 9,0 мл 20% -ного раствора РАМАМ-дендримера с концевыми аминогруппами (-NH2) (ядро этилендиамина, поколение 3,0, Sigma-Alrich) и встряхивали при 24°С в течение 5 часов. После модификации непрореагировавший РАМАМ удаляли путем промывания дистиллированной водой, а оставшиеся непрореагировавшие эпоксидные группы на шариках блокировали путем взаимодействия с этиламином. Затем функционализированную аффинную матрицу промывали 0,1 М фосфатным буфером и водой MilliQ. 2,0-20,0 мл приготовленной аффинной матрицы помещали в апирогенную колонку из политетрафторэтилена (PTFE) (0,5-3,0) см×(1,0-10,0) см до загрузки 70-90% объема колонки. Подготовленную аффинную колонку стерилизовали авто клав ированием при 121°С в течение 30 мин.[0163] A PAMAM dendrimer (PDAM) affinity matrix and a column containing a PDAM affinity matrix were prepared according to Wang (Wang, Y., et al., New method for the preparation of adsorbent with high adsorption capacity, Chinese Science Bulletin 2005, Vol.50, No. 21, pp 2432-2435) as follows. Cellulose beads (Macroporous Bead Cellulose MT 500, particle size 100–250 μm, Iontosorb, Czech Republic) were washed twice with 98% ethanol and distilled water. 1 gram of beads were incubated with a mixture of 1.0 ml of (±)-epichlorohydrin (Sigma-Aldrich) and 3.0 ml of 2.5 M NaOH. The activation reaction was carried out at 40°C for 2.5 h in a shaker. The activated beads were thoroughly washed with distilled water. The content of epoxy groups was determined as about 0.31 mmol/g dry granules by titration with sodium thiosulfate with hydrogen chloride. 4.0 ml of the prepared wet activated cellulose granules were suspended with 9.0 ml of a 20% solution of amino-terminated PAMAM dendrimer (-NH2) (ethylenediamine core, generation 3.0, Sigma-Alrich) and shaken at 24°C in within 5 hours. After modification, unreacted PAMAM was removed by washing with distilled water, and the remaining unreacted epoxy groups on the beads were blocked by reaction with ethylamine. The functionalized affinity template was then washed with 0.1 M phosphate buffer and MilliQ water. 2.0-20.0 ml of the prepared affinity matrix was placed in a pyrogen-free column of polytetrafluoroethylene (PTFE) (0.5-3.0) cm×(1.0-10.0) cm to load 70-90% of the column volume. The prepared affinity column was sterilized by autoclaving at 121°С for 30 min.

Пример 5: Очистка плазмы крови больного раком и больного инсультом от различных типов циркулирующей вкДНК.Example 5: Purification of the blood plasma of a cancer patient and a stroke patient from various types of circulating cfDNA.

[0164] Аликвоты по 1,0 мл образцов плазмы пациента с ишемическим инсультом (через 24 часа после начала инсульта), и больного раком с запущенной аденокарциномой желудка с множественными метастазами в легких и печени (T4N2M1) очищали последовательно с помощью аффинных колонок на основе анти-гистонового антитела Н2.А и лектина как описано в примере 2 (аффинная матрица с анти-гистоновыми антителами Н2А и аффинная матрица с лектином из Galanthus nivalis (подснежник)) либо только через аффинную колонку с полиамидоаминным дендримером размером 0,6×10,0 см приготовленную, как описано в примере 4 (аффинная матрица на основе целлюлозных шариков, связанных с РАМАМ-дендримером).[0164] 1.0 ml aliquots of plasma samples from a patient with ischemic stroke (24 hours after the onset of stroke), and a cancer patient with advanced gastric adenocarcinoma with multiple lung and liver metastases (T4N2M1) were purified sequentially using affinity columns based on anti -histone antibody H2.A and lectin as described in example 2 (affinity matrix with anti-histone antibodies H2A and affinity matrix with lectin from Galanthus nivalis (snowdrop)) or only through an affinity column with a polyamidoamine dendrimer with a size of 0.6 × 10.0 see prepared as described in example 4 (affinity matrix based on cellulose beads associated with PAMAM dendrimer).

[0165] Все образцы плазмы анализировали гель-электрофорезом с окрашиванием флуоресцентным красителем ДНК перед очисткой и после завершения очистки.[0165] All plasma samples were analyzed by gel electrophoresis with DNA fluorescent dye staining before and after purification.

[0166] Электрофоретический профиль циркулирующей вкДНК из плазмы этих пациентов до удаления связанной с нуклеосомами вкДНК и экзосом, после очистки на аффинных колонках с анти-гистоновым антителом и лектином, и после очистки с помощью аффинной колонки с полиамидоаминным дендримером представлен на фигуре 3.[0166] The electrophoretic profile of circulating cfDNA from the plasma of these patients before removal of nucleosome-bound cfDNA and exosomes, after purification on anti-histone antibody and lectin affinity columns, and after purification with a polyamidoamine dendrimer affinity column, is shown in Figure 3.

[0167] Последовательная очистка плазмы больного раком с помощью аффинных колонок с антигистоновыми антителами и лектином удалила большую часть вкДНК, связанных с частицами; однако видимое количество вкДНК связанной с нуклеосомами, и циркулирующей вкДНК мононуклеосомного и субнуклеосомного размера (длиной менее 147 пар оснований), оставалось в плазме. Очистка плазмы с помощью аффинной колонки с дендримером полиамидоамин а (РАМАМ) приводит к полному удалению циркулирующей вкДНК из плазмы больного раком. У пациентов, перенесших инсульт, аффинная очистка с помощью аффинной колонки с полиамидоаминным дендримером (используется в качестве одностадийного процесса) приводит к достаточному удалению практически всех типов циркулирующей вкДНК из плазмы таким образом, что они не о бнаружив аются.[0167] Sequential purification of the plasma of a cancer patient using affinity columns with anti-histone antibodies and lectin removed most of the cfDNA associated with the particles; however, visible amounts of nucleosome-bound cfDNA and circulating cfDNA of mononucleosome and subnucleosome size (less than 147 bp in length) remained in plasma. Plasma purification using a polyamidoamine a dendrimer (PAMAM) affinity column results in the complete removal of circulating cfDNA from the cancer patient's plasma. In stroke patients, affinity purification with a polyamidoamine dendrimer affinity column (used as a one-step process) results in sufficient removal of virtually all types of circulating cfDNA from plasma such that they are not detectable.

[0168] Таким образом, плазма крови пациента может быть очищена, по существу, от всех типов вкДНК, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды) с помощью аффинной матрицы, содержащей ДНК-связывающий полимер.[0168] Thus, a patient's plasma can be purified from essentially all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides) using an affinity matrix containing DNA- binding polymer.

Пример 6: вкДНК плазмы крови, очищенная от вкДНК, связанной с нуклеосомами, и экзосом, обладает прокоагулянтной активностьюExample 6: Plasma cfDNA purified from nucleosome-bound cfDNA and exosomes has procoagulant activity

[0169] В патенте США №9642822 раскрыто, что циркулирующая вкДНК, связанная с нуклеосомами и обладающая с высокой молекулярной массой, представляющая собой внеклеточные ловушки нейтрофлов (NET) обладает прокоагулянтной активностью у пациентов с запущенным раком и острыми сосудистыми состояниями. Плазму крови пациента с инсультом (24 часа от момента начала) и больного раком с прогрессирующей аденокарциномой желудка с множественными метастазами в легких и печени (T4N2M1) отбирали и очищали последовательно через аффинные колонки как с лектином, так и с анти-гистоновым антителом (приготовленные, как описано в Примере 2 (аффинная матрица с анти-гистоновыми антителами Н2А и аффинная матрица с лектином из Galanthus nivalis[0169] US Pat. No. 9,642,822 discloses that circulating high molecular weight nucleosome-bound cfDNA, extracellular neutrophil traps (NETs), has procoagulant activity in patients with advanced cancer and acute vascular conditions. Blood plasma from a stroke patient (24 hours from onset) and a cancer patient with advanced gastric adenocarcinoma with multiple lung and liver metastases (T4N2M1) were collected and purified sequentially through both lectin and anti-histone antibody affinity columns (prepared, as described in Example 2 (H2A anti-histone antibody affinity matrix and Galanthus nivalis lectin affinity matrix

[подснежник]) или через аффинную колонку с полиамидоаминным дендримером 1,0×5,0 см (полученную, как описано в Примере 4). Далее очищенные и необработанные контрольные образцы плазмы дефибринировали вращением при 3000 g в течение 20 минут и фильтрованием через фильтр 0,22 мкм. Образцы разделяли на аликвоты в пластиковых пробирках по 1,0 мл, встряхивали на водяной бане при 50°С в течение 25 минут и центрифугировали при 10000 g (10 минут). Полученные супернатанты хранили при -80°С и затем тестировали в анализе образования тромбина следующим образом: смесь из 25 мкл разбавленного (1:9) тромбопластина (Sigma), 25 мкл 0,9% NaCl и 50 мкл 1:1 разбавленной дефибринированной плазмы (все реагенты были разведены в 0,9% NaCl).[snowdrop]) or through a 1.0 x 5.0 cm polyamidoamine dendrimer affinity column (prepared as described in Example 4). Further, purified and untreated control plasma samples were defibrinated by rotation at 3000 g for 20 minutes and filtered through a 0.22 μm filter. The samples were divided into aliquots in 1.0 ml plastic tubes, shaken in a water bath at 50°C for 25 minutes and centrifuged at 10,000 g (10 minutes). The resulting supernatants were stored at -80°C and then tested in the thrombin formation assay as follows: a mixture of 25 µl of diluted (1:9) thromboplastin (Sigma), 25 µl of 0.9% NaCl and 50 µl of 1:1 diluted defibrinated plasma ( all reagents were diluted in 0.9% NaCl).

[0170] Все реагенты в анализе образования тромбина были разведены в 0,9% NaCl. Смесь 25 мкл тромбопластина, 25 мкл 0,9% NaCl и 50 мкл разведенной дефибринированной плазмы в разведении 1:1 добавляли в лунки планшета для микротитрования и предварительно нагревали до 37°С в течение 10 минут.Затем последовательно добавляли 50 мкл 1 мМ спектрозима, хромогенного субстрата для тромбина и 50 мкл 30 мМ хлорида кальция. Планшеты считывали в автоматическом ридерном планшете для иммуноферментного анализа (Victor, Perkin Elmer) при 1000 сек. и 405 нм при комнатной температуре. Все измерения были выполнены в трех повторах. В этом тесте значение OD пропорционально прокоагулянтной активности плазмы (генерация тромбина).[0170] All reagents in the thrombin formation assay were diluted in 0.9% NaCl. A mixture of 25 µl of thromboplastin, 25 µl of 0.9% NaCl and 50 µl of diluted defibrinated plasma at a 1:1 dilution was added to the wells of the microtiter plate and preheated to 37°C for 10 minutes. Then 50 µl of 1 mM spectrozyme, chromogenic substrate for thrombin and 50 µl of 30 mM calcium chloride. Plates were read in an automated ELISA plate reader (Victor, Perkin Elmer) at 1000 sec. and 405 nm at room temperature. All measurements were performed in triplicate. In this test, the OD value is proportional to the plasma procoagulant activity (thrombin generation).

Figure 00000003
Figure 00000003

[0171] Результаты показаны в Таблице 2. Таким образом, не только вкДНК, связанная с нуклеосомами и экзосомами, но также несвязанная вкДНК обладает прокоагулянтной активностью при раке и острых сосудистых событиях. Таким образом, снижение уровней всех типов вкДНК, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды) является выгодным.[0171] The results are shown in Table 2. Thus, not only cfDNA associated with nucleosomes and exosomes, but also unbound cfDNA has procoagulant activity in cancer and acute vascular events. Thus, reducing the levels of all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides) is advantageous.

Пример 7. Получение аффинной матрицы и колонки на основе анти-ДНК антителаExample 7 Preparation of Affinity Matrix and Column Based on Anti-DNA Antibody

[0172] Аффинную матрицу на основе анти-ДНК-антитела и аффинную колонку получали следующим образом: использовали 5 мл сферических шариков из активированной N-гидроксисукцинимидом (NHS) 4% агарозы с высокой степенью перекрестной сшивки, средний размер шариков 90 микрометров (NHS-активированная сефароза 4 Fast Flow, GE Healthcare Life Sciences). Активированную матрицу дважды промывали холодным (2-4°С) буфером для связывания (0,2 М NaHCO3, 0,5 М NaCl, рН 8,3). 1000 мкг высокоаффинного мышиного моноклонального антитела IgM против дц и оц ДНК ([49/4А1], ab35576, Abeam) подвергали диализу против буфера для связывания и затем связывали в соответствии с инструкцией производителя с NHS-активированной сефарозой. Три цикла промывки буфером для связывания с последующей промывкой 0,1 М ацетатным буфером (рН 4,0) использовали для удаления избытка несвязанных антител 4 мл промытой аффинной матрицы вносили в 5 мл колонку после чего аффинную колонку уравновешивали стерильным трис-HCl буфером (рН 7,4).[0172] An anti-DNA antibody affinity matrix and affinity column were prepared as follows: 5 ml N-hydroxysuccinimide (NHS) activated 4% highly cross-linked agarose beads, average bead size 90 micrometers (NHS-activated Sepharose 4 Fast Flow, GE Healthcare Life Sciences). The activated matrix was washed twice with cold (2-4° C.) binding buffer (0.2 M NaHCO 3 , 0.5 M NaCl, pH 8.3). 1000 μg of high affinity mouse anti-ds and ss DNA IgM monoclonal antibody ([49/4A1], ab35576, Abeam) was dialyzed against binding buffer and then coupled according to the manufacturer's instructions to NHS-activated Sepharose. Three cycles of washing with binding buffer followed by washing with 0.1 M acetate buffer (pH 4.0) was used to remove excess unbound antibody. ,four).

Пример 8: Получение ДНК-интеркаляторной аффинной матрицы и колонки на основе ДНК-интеркалятораExample 8: Preparation of DNA Intercalator Affinity Matrix and Column Based on DNA Intercalator

[0173] Аффинную матрицу на основе Hoechst 33342 и соответствующую аффинную колонку готовили следующим образом: целлюлозные шарики (размер шариков 100-250 микрометров, Sigma-Aldrich) окисляли метапериодатом натрия. Для этого водную суспензию шариков (3 г, 5 мл) и NaIO (0,1 г, 0,5 ммоль) в 10 мл воды встряхивали при комнатной температуре в течение 4 часов. Активированные шарики собирали и промывали 1 М бикарбонатом натрия, 0,1 М соляной кислотой и 200 мл воды. 450 мг шариков активированной целлюлозы смешивали с 1000 мл рН забуференого раствора, содержащего 0,047 мг/мл Hoechst 33342 (Sigma-Aldrich) и 0,4 мг/мл N-(3-диметиламинопропил)-N'-этилкарбодиимида (EDC) и проводили реакцию с постоянной скоростью встряхивания в течение 1 ч при 32°С. Шарики с иммобилизованным Hoechst 33342 трижды промывали деионизированной водой для удаления непрореагировавшего красителя. Подготовленную аффинную матрицу на основе ДНК-интеркалятора помещали в пластиковую (поликарбонатную) колонку объемом 4 мл. Колонку хранили при 4°С.[0173] Affinity matrix based on Hoechst 33342 and the corresponding affinity column were prepared as follows: cellulose beads (bead size 100-250 micrometers, Sigma-Aldrich) were oxidized with sodium metaperiodate. For this, an aqueous suspension of beads (3 g, 5 ml) and NaIO (0.1 g, 0.5 mmol) in 10 ml of water was shaken at room temperature for 4 hours. The activated beads were collected and washed with 1 M sodium bicarbonate, 0.1 M hydrochloric acid and 200 ml of water. 450 mg activated cellulose beads were mixed with 1000 ml pH buffered solution containing 0.047 mg/ml Hoechst 33342 (Sigma-Aldrich) and 0.4 mg/ml N-(3-dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide (EDC) and reacted with constant shaking speed for 1 hour at 32°C. Beads with immobilized Hoechst 33342 were washed three times with deionized water to remove unreacted dye. The prepared affinity matrix based on the DNA intercalator was placed into a 4 ml plastic (polycarbonate) column. The column was stored at 4°C.

Пример 9. Разделение различных типов циркулирующей вкДНК крови пациента с синдромом системного воспалительного ответа (SIRS) и синдромом полиорганной дисфункции (MODS).Example 9 Separation of different types of circulating cfDNA from a patient with systemic inflammatory response syndrome (SIRS) and multiple organ dysfunction syndrome (MODS).

[0174] Образцы плазмы получали от пациента, поступившего в отделение интенсивной терапии (ICU) с диагнозом синдром системного воспалительного ответа (SIRS) с полиорганной недостаточностью (синдром полиорганной дисфункции, MODS), вторичными по отношению к острому панкреатиту. Терапевтический плазменный обмен (ТРЕ) проводился в качестве спасательной терапии. Аликвоты по 1 мл плазмы пациента полученной при плазмообмене очищали через аффинные колонки как с лектином, так и с анти-гистоновым антителом, как описано в примере 2 (аффинная матрица с анти-гисто новы ми антителами и аффинная матрица с лектином из Galanthus nivalis (подснежник)) или через аффинную колонку с интеркалятором, как описано в примере 8 (целлюлозные шарики, соединенные с Hoechst 33342, аффинная матрица на основе ДНК интеркалятора). Все образцы плазмы анализировали гель-электрофорезом с окрашиванием флуоресцентным красителем ДНК перед очисткой и после очистки.[0174] Plasma samples were obtained from a patient admitted to the intensive care unit (ICU) diagnosed with systemic inflammatory response syndrome (SIRS) with multiple organ failure (multiple organ dysfunction syndrome, MODS) secondary to acute pancreatitis. Therapeutic plasma exchange (TPE) was carried out as a rescue therapy. 1 ml aliquots of patient plasma obtained by plasma exchange were purified through affinity columns with both lectin and anti-histone antibody as described in Example 2 (anti-histone antibody affinity matrix and lectin affinity matrix from Galanthus nivalis (snowdrop )) or through an affinity column with an intercalator as described in example 8 (cellulose beads coupled to Hoechst 33342, DNA intercalator affinity matrix). All plasma samples were analyzed by gel electrophoresis with DNA fluorescent staining before and after purification.

[0175] Как показано на фигуре 4, плазма пациента SIRS содержала значительные количества циркулирующей вкДНК, которая давала сильный флуоресцентный сигнал после окрашивания флуоресцентным красителем ДНК. Очистка плазмы афинными колонками на основе анти-гистонового антитела и лектина удалила вкДНК связанную с нуклеосомами, однако определенное количество связанной с нуклеосомами циркулирующей вкДНК и циркулирующей субнуклеосомной вкДНК (длиной менее 147 пар оснований) оставалось в плазме. Аффинная очистка с помощью аффинной колонки Hoechst 33342 приводила к удалению циркулирующей субнуклеосомной вкДНК, но определенное количество связанной с нуклеосомой циркулирующей вкДНК все еще присутствовало. Поэтому авторы изобретения протестировали последовательную очистку с различными колонками: аликвоту 1 мл плазмы пациента очищали последовательно через аффинную колонку с интеркалятором Hoechst 33342 с последующей очисткой на аффинной колонке содержащей матрицу на основе антитела против ДНК способом, описанным в примере 2 для последовательного использования аффинных колонок на основе антитела против гистона и на основе лектина. После этого плазму проверяли с помощью гель-электрофореза с окрашиванием флуоресцентным ДНК-красителем, и циркулирующая вкДНК не была обнаружена.[0175] As shown in Figure 4, the SIRS patient's plasma contained significant amounts of circulating cfDNA, which gave a strong fluorescent signal after staining with a fluorescent DNA dye. Plasma purification with anti-histone antibody and lectin affinity columns removed nucleosome-bound cfDNA, however, a certain amount of nucleosome-bound circulating cfDNA and circulating subnucleosomal cfDNA (less than 147 base pairs long) remained in the plasma. Affinity purification with a Hoechst 33342 affinity column removed circulating subnucleosome cfDNA, but some nucleosome bound circulating cfDNA was still present. Therefore, the inventors tested sequential purification with different columns: a 1 ml aliquot of patient plasma was purified sequentially through an affinity column with a Hoechst 33342 intercalator, followed by purification on an affinity column containing an anti-DNA antibody template in the manner described in Example 2 for the sequential use of affinity columns based on anti-histone and lectin-based antibodies. Thereafter, the plasma was examined by gel electrophoresis with fluorescent DNA staining and no circulating cfDNA was detected.

[0176] Таким образом, очистка с использованием комбинаций аффинных матриц по настоящему изобретению, может удалить практически все типы вкДНК в крови пациента, включая вкДНК связанную с нуклеосомами, вкДНК связанную с экзосомами и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды) из крови или плазмы пациента.[0176] Thus, purification using the affinity template combinations of the present invention can remove virtually all types of cfDNA in a patient's blood, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides) from blood, or the patient's plasma.

Пример 10. Циркулирующая вкДНК плазмы, очищенной от вкДНК связанной с нуклеосомами и вкДНК связанной с экзосомами, обладает провоспалительной активностью и способствует дисфункции органов при сепсисе.Example 10 Circulating plasma cfDNA purified from nucleosome-associated cfDNA and exosome-associated cfDNA has pro-inflammatory activity and contributes to organ dysfunction in sepsis.

[0177] Плазму получали от пациента, поступившего в отделение интенсивной терапии (ICU) с диагнозом синдром системного воспалительного ответа с синдромом полиорганной дисфункции (MODS), вторичным по отношению к острому панкреатиту. Терапевтический обмен плазмы проводился в качестве спасательной терапии. 100 мл отобранной плазмы пациента дважды очищали через аффинные колонки как с лектином, так и с анти-гистоновыми антителами (как описано в примере 2, т.е. через аффинную матрицу с антигистоновыми антителами и аффинную матрицу с лектином из Galanthus nivalis[0177] Plasma was obtained from a patient admitted to the intensive care unit (ICU) diagnosed with systemic inflammatory response syndrome with multiple organ dysfunction syndrome (MODS) secondary to acute pancreatitis. Therapeutic plasma exchange was performed as a salvage therapy. 100 ml of collected patient plasma was purified twice through both lectin and anti-histone antibody affinity columns (as described in Example 2, i.e. through anti-histone antibody affinity matrix and lectin affinity matrix from Galanthus nivalis

[подснежник]) дважды для обеспечения полной очистки от вкДНК связанной с нуклеосомами и экзосомами. Оставшуюся циркулирующую вкДНК экстрагировали из плазмы, очищенной из нуклеосом и экзосом, как описано в примере 3. Общее количество остаточной ДНК (выделенной из плазмы пациента, очищенной до этого из циркулирующей вкДНК, связанной с нуклеосомами и экзосомами), составляло около 50 мкг.Выделенную ДНК ресуспендировали в фосфатно-солевом буфере (PBS) при рН 7,2 и использовали для эксперимента на животных, как описано ниже.[snowdrop]) twice to ensure complete purification of cfDNA associated with nucleosomes and exosomes. The remaining circulating cfDNA was extracted from plasma purified from nucleosomes and exosomes as described in Example 3. The total amount of residual DNA (isolated from patient plasma, previously purified from circulating cfDNA bound to nucleosomes and exosomes) was about 50 μg. Isolated DNA resuspended in phosphate buffered saline (PBS) at pH 7.2 and used for animal experiment as described below.

[0178] Восемь 10-недельных самцов мышей С57/BL6 внутривенно инъецировали 1 мкг экстрагированной вкДНК три раза с интервалом 1 час.Животных подвергали эвтаназии через 4 часа после последней инъекции ДНК для сбора крови.[0178] Eight 10-week-old C57/BL6 male mice were intravenously injected with 1 μg of the extracted cfDNA three times 1 hour apart. Animals were euthanized 4 hours after the last DNA injection for blood collection.

[0179] Уровни креатинина в плазме измеряли ферментативным анализом. Иммунноанализ на основе флуоресцентных магнитных шариков (Bio-Rad Laboratories, США) использовали для определения в плазме TNF-a, IFN-g и IL-12. Результаты приведены в таблице 3 ниже.[0179] Plasma creatinine levels were measured by enzymatic assay. Fluorescent magnetic bead immunoassay (Bio-Rad Laboratories, USA) was used to determine plasma TNF-a, IFN-g, and IL-12. The results are shown in Table 3 below.

Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000004
Figure 00000005

[0180] Таким образом, вкДНК плазмы, очищенная от вкДНК, связанной с нуклеосомами и экзосомами обладает сильной провоспалительной активностью и способствует нарушению функции органов.[0180] Thus, plasma cfDNA purified from cfDNA associated with nucleosomes and exosomes has a strong pro-inflammatory activity and contributes to organ dysfunction.

Пример 11. Циркулирующая вкДНК плазмы пациента, очищенная от нуклеосом-и экзосом-связанной вкДНК, но не очищенная от несвязанной вкДНК, ответственна за активацию TLR9.Example 11 Circulating patient plasma cfDNA purified of nucleosome- and exosome-bound cfDNA but not purified of unbound cfDNA is responsible for TLR9 activation.

[0181] Активация рецепторов TLR9 была недавно признана важным компонентом в развитии системного воспалительного ответа, недостаточности органов, инвазии рака и метастазирования, повреждения нейронов при инсульте, аутоиммунного состояния, эклампсии и возрастной дерегуляции иммунитета, приводящей к связанному с возрастом провоспалительному статусу.[0181] Activation of TLR9 receptors has recently been recognized as an important component in the development of a systemic inflammatory response, organ failure, cancer invasion and metastasis, neuronal damage in stroke, an autoimmune condition, eclampsia, and age-related immune dysregulation leading to an age-related pro-inflammatory status.

[0182] Пациентом был 33-летний мужчина с острым миелоидным лейкозом и получивший HLA-подобранный трансплантат костного мозга (ВМТ) с последующей стандартной иммуносупрессией и антибиотикопрофилактикой. Приблизительно через 1 месяц после ВМТ у пациента появилась эритематозная сыпь, соответствующая РТПХ III степени и тяжелая диарея. Образцы плазмы были получены о при поступлении пациента и очищались последовательно через аффинные колонки как с лектином, так и с анти-гистоновыми антителами (как описано в примере 2, т.е. через аффинную матрицу с антигистоновыми антителами и аффинную матрицу с лектином из Galanthus nivalis[0182] The patient was a 33-year-old male with acute myeloid leukemia and received an HLA-matched bone marrow transplant (BMT) followed by standard immunosuppression and antibiotic prophylaxis. Approximately 1 month after TDC, the patient developed an erythematous rash consistent with grade III GVHD and severe diarrhea. Plasma samples were obtained on admission and purified sequentially through both lectin and anti-histone antibody affinity columns (as described in Example 2, i.e., through anti-histone antibody affinity matrix and lectin affinity matrix from Galanthus nivalis

[подснежник]) или очищалась с помощью аффинной колонки с гистоном Н1.3, полученную, как описано в примере 1 (аффинная матрица на основе целлюлозных шариков, связанных с гистоном Н1.3).[snowdrop]) or purified using a histone H1.3 affinity column prepared as described in Example 1 (affinity matrix based on cellulose beads bound to histone H1.3).

[0183] Репортерные клетки hEK-Blue ™ hTLR9 (Invivogen) промывали средой для отделения их от колбы для культивирования, и клетки ресуспендировали до плотности клеток, указанной в протоколе производителя. 180 мкл клеточной суспензии в лунке стимулировали в течение 24 ч (37°С, 5% СО) с помощью 60 мкл необработанной плазмы пациента, плазмы очищенной через аффинные колонки с антителами к гистону и лектином плазмы, очищенной через аффинную колонку с гистоном Н1.3 (за одну стадию). После инкубации анализ секретированной эмбриональной щелочной фосфатазы (SEAP) проводили с использованием среды для детекции Quanti-Blue, как описано в инструкциях производителя. Детекцию поглощения при 650 нм измеряли с использованием считывающего устройства для микропланшетов.[0183] hEK-Blue™ hTLR9 reporter cells (Invivogen) were washed with medium to separate them from the culture flask and the cells were resuspended to the cell density specified in the manufacturer's protocol. 180 µl of the cell suspension per well was stimulated for 24 h (37°C, 5% CO) with 60 µl of untreated patient plasma, plasma purified through affinity columns with anti-histone antibodies and plasma lectin, purified through a histone H1.3 affinity column (per stage). After incubation, secreted embryonic alkaline phosphatase (SEAP) analysis was performed using Quanti-Blue detection medium as described in the manufacturer's instructions. Absorbance detection at 650 nm was measured using a microplate reader.

Figure 00000006
Figure 00000006

[0184] Количественную оценку активации TLR9 проводили путем считывания оптической плотности (OD) при 620 нм. (N=3.) Результаты показаны в таблице 4. Удивительно, что удаление циркулирующей вкДНК, связанной с экзосомами и нуклеосомами, предотвращало активацию TLR9 плазмой пациента в довольно ограниченной степени, в то же время удаление практически всех типов вкДНК включая связанную с частицами и несвязанную с частицами дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды, почти полностью предотвращала активацию TLR9 плазмой пациента.[0184] TLR9 activation was quantified by reading the optical density (OD) at 620 nm. (N=3.) Results are shown in Table 4. Surprisingly, removal of circulating exosome- and nucleosome-bound cfDNA prevented TLR9 activation by patient plasma to a rather limited extent, while removing virtually all types of cfDNA, including particle-bound and unbound with dsDNA particles, ssDNA and oligonucleotides, almost completely prevented TLR9 activation by the patient's plasma.

Пример 12. Получение гиперразветвленной аффинной матрицы поли-L-лизина (PLLAM) и аффинной колонки.Example 12 Preparation of a Hyperbranched Poly-L-Lysine Affinity Matrix (PLLAM) and Affinity Column.

[0185] Известно, что катионные полиаминокислоты, такие как поли-Е-лизин (PLL), эффективны для конденсации плазмидной ДНК в компактные наноструктуры и используются для связывания ДНК in vitro и in vivo.[0185] Cationic polyamino acids such as poly-E-lysine (PLL) are known to be effective for condensing plasmid DNA into compact nanostructures and are used for DNA binding in vitro and in vivo.

[0186] Катионный ДНК-связывающий полимер, а именно гиперразветвленный поли-Е-лизин (HBPL), получали, как описано у Kadlecova, Z. et al, A comparative study on the in vitro cytotoxicity of linear, dendritic and hyperbranched polylysine analogs, Biomacromolecules, v. 13 (2012) pp 3127-3137): 27,45 г моногидрохлорида L-лизина (уровень реагента>98%, Sigma-Aldrich, США) растворяли в 55 мл воды Milli-Q и нейтрализовали 8,4 г КОН. Затем раствор нагревали до 150°С в течение 48 ч в токе азота. Затем для удаления избытка соли и оставшегося L-лизина продукт полимеризации диализовали с помощью диализной мембранной трубки против воды Milli-Q (Snakeskin Dialysis Tubing, Thermo Fisher Scientific, Швейцария, отсекаемая молекулярная масса: 3000 г/моль). Продукт диализа сушили и позднее фракционировали на гель-фильтрационной колонке Sephadex G75 (GE Healthcare Life Science, Швейцария): в колонку загружали 50 мл 2 мг/мл раствора HBPL в 0,01 М HCl и последующем элюировали 0,01 М HCl. Фракции по 20 мл собирали и лиофилизировали. Фракцию со средней молекулярной массой 21000-32000 (как определено с помощью эксклюзионной хроматографии) собирали и лиофилизировали. Лиофилизированную фракцию растворяли в бидистиллированной воде, диализовали против 0,1 М NaHCO3 и использовали для дальнейшего приготовления аффинной матрицы. Агарозную матрицу, которая содержит иммобилизованный HBPL, получали обычным способом следующим образом: сефарозу 4 В, активированную цианогенбромидом (влажная масса 10 г, Sigma), суспендировали в 10 мл 0,1 М NaHCO3, смешанного с 10 мл фракции 21000-32000 HBPL (5 мг/мл в 0,1 М NaHCO3) и перемешивали в течение 24 ч при 4°С.Полученную сефарозу HBPL (4 мг HBPL на мл суспензии шариков) затем вносили в поликарбонатную колонку (1,0×12 см) и промывали 750 мл 0,1 М NaHCO3, 750 мл 0,5 М NaCl, рН 9,2. Колонку уравновешивали 0,05 М трис-HCl-буфером, рН 7,5. Подготовленную аффинную колонку с гиперразветвленной аффинной матрицей поли-L-лизина (PLLAM) хранили при 4°С.[0186] A cationic DNA-binding polymer, namely hyperbranched poly-E-lysine (HBPL), was prepared as described by Kadlecova, Z. et al, A comparative study on the in vitro cytotoxicity of linear, dendritic and hyperbranched polylysine analogs, Biomacromolecules, v. 13 (2012) pp 3127-3137): 27.45 g of L-lysine monohydrochloride (reagent level>98%, Sigma-Aldrich, USA) was dissolved in 55 ml of Milli-Q water and neutralized with 8.4 g of KOH. The solution was then heated to 150° C. for 48 h under nitrogen flow. Then, to remove excess salt and remaining L-lysine, the polymerization product was dialyzed with a Milli-Q anti-water dialysis membrane tube (Snakeskin Dialysis Tubing, Thermo Fisher Scientific, Switzerland, cut-off molecular weight: 3000 g/mol). The dialysis product was dried and later fractionated on a Sephadex G75 gel filtration column (GE Healthcare Life Science, Switzerland): 50 ml of a 2 mg/ml solution of HBPL in 0.01 M HCl was loaded into the column and subsequently eluted with 0.01 M HCl. Fractions of 20 ml were collected and lyophilized. A fraction with an average molecular weight of 21,000-32,000 (as determined by size exclusion chromatography) was collected and lyophilized. The lyophilized fraction was dissolved in bidistilled water, dialyzed against 0.1 M NaHCO 3 and used for further preparation of the affinity matrix. An agarose matrix that contains immobilized HBPL was prepared in the usual manner as follows: Sepharose 4B activated with cyanogen bromide (wet weight 10 g, Sigma) was suspended in 10 ml of 0.1 M NaHCO 3 mixed with 10 ml of fraction 21000-32000 HBPL ( 5 mg/ml in 0.1 M NaHCO 3 ) and stirred for 24 h at 4°C. 750 ml 0.1 M NaHCO3, 750 ml 0.5 M NaCl, pH 9.2. The column was equilibrated with 0.05 M Tris-HCl buffer, pH 7.5. The prepared affinity column with hyperbranched poly-L-lysine affinity matrix (PLLAM) was stored at 4°C.

Пример 13. Разделение различных типов циркулирующей вкДНК крови пациента с нейродегенеративным заболеванием.Example 13 Separation of different types of circulating cfDNA from a patient with a neurodegenerative disease.

[0187] Циркулирующая вкДНК у пациентов с нейродегенеративными нарушениями может проходить через гематоэнцефалический барьер (ВВВ) и вызывать гибель нейрональных клеток. Использование фермента дезоксирибонуклеазы может предотвращать этот эффект.См. WO2016190780. Чтобы исследовать влияние различных подтипов циркулирующей вкДНК на гибель нейрональных клеток и выяснить, может ли очистка крови одновременно от вкДНК связанной с нуклеосомами, вкДНК связанной с экзосомами и несвязанной вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды, предотвращать гибель нейронных клеток, были проведены следующие эксперименты.[0187] Circulating cfDNA in patients with neurodegenerative disorders can cross the blood-brain barrier (BBB) and cause neuronal cell death. The use of the deoxyribonuclease enzyme may prevent this effect. WO2016190780. To investigate the effect of various subtypes of circulating cfDNA on neuronal cell death and to find out whether the simultaneous purification of blood from nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA, including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides, can prevent neuronal cell death, the following experiments were performed.

[0188] Для получения нейронных культур церебральные кортикальные слои удаляли из эмбрионов (Е) 15-17 дней крыс Sprague Dawley. Кортикальные эксплантаты рассекали на кусочки размером около 200-400 мкм2, используя тонкие иглы, и диссоциировали с помощью системы диссоциации папаина (Worthington Biochemicals) в соответствии с инструкциями производителя и далее хранили на ледяной минимальной необходимой среде (Gibco). Нейроны наносили на стеклянные покровные стекла диаметром 13 мм, покрытые сначала поли-D-лизином (10 мкг/мл в PBS), а затем ламинином (10 мкг/мл в PBS) (Gibco) и культивировали при 37°С в увлажненной атмосфере 8% СО2 (об./об.) в течение 24 часов в нейробазальной среде с 1% (об./об.) антибиотика-антимикотика (Gibco).[0188] To obtain neuronal cultures, cerebral cortices were removed from (E) 15-17 day old Sprague Dawley rat embryos. Cortical explants were dissected into pieces of about 200-400 μm 2 using fine needles and dissociated using a papain dissociation system (Worthington Biochemicals) according to the manufacturer's instructions and then stored on ice-cold minimum essential medium (Gibco). Neurons were plated on glass coverslips 13 mm in diameter coated first with poly-D-lysine (10 µg/mL in PBS) and then with laminin (10 µg/mL in PBS) (Gibco) and cultured at 37°C in a humidified atmosphere 8 % CO 2 (v/v) for 24 hours in neurobasal medium with 1% (v/v) antimycotic antibiotic (Gibco).

[0189] После начального периода культивирования среду для культивирования клеток разводили в два раза (об./об.) одним из следующих образцов плазмы с последующим культивированием в течение еще 24 часов: (а) плазма здорового 20-летнего донора, (b) плазма пациента с быстро прогрессирующей болезнью Альцгеймера (AD), (с) плазма того же пациента с AD, обработанная в течение 6 часов ДНКазой I (Pulmozyme, Genentech) в концентрации 5 мкг/мл, (d) плазма того же пациента с AD, пропущенная через аффинные колонки как с лектином, так и с анти-гистоновыми антителами (как описано в примере 2, т.е. через аффинную матрицу с антигистоновыми антителами и аффинную матрицу с лектином из Galanthus nivalis [подснежник]) и (е) плазма того же пациента после прохождения через аффинную колонку с гистоном Н1.3 (матрица была приготовлена, как описано в примере 1, то есть аффинная матрица на основе целлюлозных шариков, связанных с гистоном Н1.3 помещенная в поликарбонатную колонку 0,8×9 см (до 80% от объема колонки). Через соответствующие колонки было пропущено около 2,0 мл. плазмы.[0189] After the initial culture period, the cell culture medium was diluted two-fold (v/v) with one of the following plasma samples, followed by cultivation for an additional 24 hours: (a) healthy 20-year-old donor plasma, (b) plasma of a patient with rapidly progressive Alzheimer's disease (AD), (c) plasma from the same AD patient treated for 6 hours with DNase I (Pulmozyme, Genentech) at a concentration of 5 µg/mL, (d) plasma from the same AD patient, skipped through affinity columns with both lectin and anti-histone antibodies (as described in Example 2, i.e. through affinity matrix with anti-histone antibodies and affinity matrix with lectin from Galanthus nivalis [snowdrop]) and (f) plasma of the same patient after passing through an affinity column with histone H1.3 (the matrix was prepared as described in example 1, that is, an affinity matrix based on cellulose beads associated with histone H1.3 placed in a polycarbonate column 0.8 × 9 cm (up to 80 % of column volume) . Approximately 2.0 ml were passed through the respective columns. plasma.

[0190] Электрофоретический профиль циркулирующей вкДНК из образцов плазмы, используемых в экспериментах по культивированию клеток, представлен на фигуре 5.[0190] An electrophoretic profile of circulating cfDNA from plasma samples used in cell culture experiments is shown in Figure 5.

[0191] В плазме здорового донора было обнаружено только незначительное ограниченное количество связанной с нуклеосомами циркулирующей вкДНК в форме мононуклеосом. Высокие уровни связанной с нуклеосомами циркулирующей вкДНК в форме моно- и олигонуклеососм были обнаружены в плазме пациента с AD. Обработка плазмы пациента с AD ферментом ДНКазой I приводила к снижению содержания вкДНК в олигонуклеосомной и мононуклеосомной фракциях, но со значительным увеличением вкДНК в субнуклеосомной фракции (~ менее 147 пар оснований в длину). Плазма пациента с AD, очищенная с помощью аффинных колонок с антителами к гистону Н2А и лектином не содержала связанной с нуклеосомой циркулирующей вкДНК, а имела только субнуклеосомную (то есть несвязанную) вкДНК. Плазма пациента с AD, очищенная с помощью аффинной колонки с гистоном Н1.3 (в один этап), не содержала циркулирующей вкДНК.[0191] In the plasma of a healthy donor, only a small limited amount of nucleosome-bound circulating cfDNA in the form of mononucleosomes was found. High levels of nucleosome-bound circulating cfDNA in the form of mono- and oligonucleosomes have been found in the plasma of a patient with AD. Treatment of AD patient plasma with DNase I resulted in a decrease in cfDNA content in the oligonucleosome and mononucleosome fractions, but with a significant increase in cfDNA in the subnucleosome fraction (~less than 147 base pairs in length). AD patient plasma purified with anti-H2A and lectin affinity columns contained no nucleosome-bound circulating cfDNA, but only sub-nucleosomal (i.e., unbound) cfDNA. AD patient plasma purified with an H1.3 histone affinity column (in one step) contained no circulating cfDNA.

[0192] Индукцию маркера апоптической гибели клеток каспазы 3 определяли в диссоциированных кортикальных нейронах, культивируемых в течении 24 часов после внесения образцов плазмы. Клетки фиксировали в 4% (мас./об.) параформальдегиде (PFA) и инкубировали в течение 1 часа с расщепленным антителом против каспазы 3 (Abeam), разведенным 1: 500 в PBS. Клетки промывали и инкубировали в течение 1 часа с козьими анти-кроличьими поликлональными антителами Alexa Fluor 488 (hwitrogen в PBS с последующей отмывкой и подсчетом.[0192] Induction of the apoptotic cell death marker caspase 3 was determined in dissociated cortical neurons cultured for 24 hours after the addition of plasma samples. Cells were fixed in 4% (w/v) paraformaldehyde (PFA) and incubated for 1 hour with cleaved anti-caspase 3 antibody (Abeam) diluted 1:500 in PBS. Cells were washed and incubated for 1 hour with Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit polyclonal antibodies (hwitrogen in PBS followed by washing and counting.

Figure 00000007
Figure 00000007

[0193] Результаты показаны в таблице 5. Таким образом, очистка крови по существу от всех типов вкДНК, включая связанную с нуклеосомами вкДНК, связанную с экзосомами вкДНК и несвязанную вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды), предотвращает гибель нейронных клеток существенно в большей степени, чем простая очистка от нуклеосом-связанной вкДНК и экзосом-связанной вкДНК и даже лучше, чем расщепление циркулирующей вкДНК в плазме ферментом ДНКазой I, вероятно, из-за высвобождения побочных продуктов ферментативного расщепления ДНК или низкой чувствительности циркулирующей вкДНК к ДНКазе I.[0193] The results are shown in Table 5. Thus, purification of blood from essentially all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides), prevents neuronal cell death significantly to a greater extent. better than simple purification from nucleosome-bound cfDNA and exosome-bound cfDNA, and even better than cleavage of circulating cfDNA in plasma by the enzyme DNase I, probably due to the release of by-products of enzymatic DNA cleavage or the low sensitivity of circulating cfDNA to DNase I.

Пример 14: Реактивация эндогенной дезоксирибонуклеазыExample 14 Endogenous Deoxyribonuclease Reactivation

[0194] Фермент дезоксирибонуклеаза (ДНКаза) является основным ферментом, ответственным за деградацию высокомолекулярной ДНК в кровообращении. Многочисленные исследования показывают, что активность дезоксирибонуклеазы подавляется в определенных условиях, включая повышение циркулирующей вкДНК в крови, таких как рак, метастатический рак, аутоиммунное заболевание, сепсис, бесплодие (Tamkovich SN, Circulating DNA and DNase activity in human blood. Ann N Y Acad Sci. 2006 Sep; 1075:191-6; Martinez-Valle, DNase 1 activity in patients with systemic lupus erythematosus: relationship with epidemiological, clinical, immunological and therapeutical features. Lupus. 2009 Apr; 18(5): 418-23; EP20070827224; Travis J Gould, Cellular and Biochemical Properties of Cell-Free DNA: A Prognostic Marker in Severe Sepsis Patients, Blood 2011, 118: 2169).[0194] The enzyme deoxyribonuclease (DNase) is the main enzyme responsible for the degradation of high molecular weight DNA in the circulation. Numerous studies show that deoxyribonuclease activity is suppressed under certain conditions, including an increase in circulating cfDNA in the blood, such as cancer, metastatic cancer, autoimmune disease, sepsis, infertility (Tamkovich SN, Circulating DNA and DNase activity in human blood. Ann N Y Acad Sci. 2006 Sep;1075:191-6;Martinez-Valle, DNase 1 activity in patients with systemic lupus erythematosus: relationship with epidemiological, clinical, immunological and therapeutic features.Lupus.2009 Apr;18(5):418-23;EP20070827224; Travis J Gould, Cellular and Biochemical Properties of Cell-Free DNA: A Prognostic Marker in Severe Sepsis Patients, Blood 2011, 118: 2169).

[0195] Чтобы оценить, как снижение уровня нуклеосом-связанной вкДНК, экзосом-связанной вкДНК и несвязанной вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотидов влияет на активность ДНКазы I в плазме, был проведен следующий эксперимент.ВкДНК измеряли в плазме с использованием метода, описанного Goldstein (Goldshtein, Н. et al., A rapid direct fluorescent assay for cell-free DNA quantification in biological fluids, Annals of Clinical Biochemistry, Vol 46, Issue 6, pp.488^194). SYBR® Gold Nucleic Acid Gel Stain (Invitrogen) сначала разбавляли в соотношении 1: 1000 в диметилсульфоксиде, а затем в соотношении 1: 8 в фосфатно-солевом буфере. 10 мкл образцы плазмы наносили в 96-луночные планшеты. 40 мкл разведенного SYBR Gold добавляли в каждую лунку (конечное разведение 1: 10000) и флуоресценцию измеряли с помощью 96-луночного флуорометра при длине волны излучения 535 нм и длине волны возбуждения 485 нм.[0195] The following experiment was performed to evaluate how a decrease in the level of nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA, including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides, affects DNase I activity in plasma, the following experiment was performed. CfDNA was measured in plasma using the method described Goldstein (Goldshtein, H. et al., A rapid direct fluorescent assay for cell-free DNA quantification in biological fluids, Annals of Clinical Biochemistry, Vol 46, Issue 6, pp. 488^194). SYBR® Gold Nucleic Acid Gel Stain (Invitrogen) was first diluted 1:1000 in DMSO and then 1:8 in PBS. 10 μl plasma samples were loaded into 96-well plates. 40 µl of diluted SYBR Gold was added to each well (final dilution 1:10,000) and fluorescence was measured with a 96-well fluorometer at an emission wavelength of 535 nm and an excitation wavelength of 485 nm.

[0196] Вестерн-блоттинг ДНКазы I проводили в образцах плазмы, разделенных с использованием 10% гелей SDS-PAGE перенесенных на блоттинговые мембраны из поливинилидендифторида (PVDF) и инкубированных с козьими антителами против ДНКазы I человека (Santa Cruz Biotechnology). Связывание визуализировали с использованием хемилюминесцентного субстрата SuperSignal (Pierce) после инкубации с конъюгированным с HRP IgG козы.[0196] Western blotting of DNase I was performed on plasma samples separated using 10% SDS-PAGE gels transferred to polyvinylidene difluoride (PVDF) blotting membranes and incubated with goat anti-human DNase I antibodies (Santa Cruz Biotechnology). Binding was visualized using SuperSignal chemiluminescent substrate (Pierce) after incubation with HRP-conjugated goat IgG.

[0197] Активность дезоксирибонуклеазы в сыворотке крови измеряли с использованием ORG590 (Orgentec) в соответствии с протоколом производителя. Детектирование проводили с использованием фотометра для микропланшетов (Multiscan FC) при 450 нм с коррекцией длины волны 620 нм.[0197] Serum deoxyribonuclease activity was measured using ORG590 (Orgentec) according to the manufacturer's protocol. Detection was performed using a microplate photometer (Multiscan FC) at 450 nm with a wavelength correction of 620 nm.

[0198] Образцы крови были взяты у 56-летней пациентки с раком молочной железы, множественными метастазами в легких, печени и средостении (T4N3M1). Аликвоту плазмы объемом 5 мл подвергали многократным пассажам через поликарбонатную колонку объемом 1 мл (0,5×5 см), содержащую 0,5 мл аффинной матрицы на основе гистона Н1.3: оценку электрофоретического профиля циркулирующей вкДНК, вестерн-блоттинг ДНКазы и количественную оценку дезоксирибонуклеазной активности проверяли после каждого пассажа плазмы через колонку. Результаты суммированы на фигуре 6.[0198] Blood samples were taken from a 56-year-old patient with breast cancer, multiple lung, liver and mediastinal metastases (T4N3M1). A 5 ml aliquot of plasma was subjected to multiple passages through a 1 ml polycarbonate column (0.5 × 5 cm) containing 0.5 ml of an affinity matrix based on histone H1.3: assessment of the electrophoretic profile of circulating cfDNA, western blotting of DNase and quantification deoxyribonuclease activity was checked after each passage of plasma through the column. The results are summarized in figure 6.

[0199] Электрофоретическая оценка профиля циркулирующей вкДНК показала непрерывное снижение содержания всех фракций вкДНК по мере увеличения числа пассажей через колонки. Это наблюдение было подтверждено прямой количественной оценкой циркулирующей вкДНК в плазме. Сравнимое количество фермента ДНКазы I, обнаруженное вестерн-блоттингом, изначально присутствовало в плазме пациента. Однако ферментативная активность ДНКазы I была сильно подавлена и стала значимой только после 4 кратного пассажа через колонки, когда количество циркулирующей вкДНК уменьшилось примерно вдвое.[0199] Electrophoretic evaluation of the profile of circulating cfDNA showed a continuous decrease in the content of all fractions of cfDNA as the number of passages through the columns increased. This observation was confirmed by direct quantification of circulating cfDNA in plasma. Comparable amounts of the DNase I enzyme detected by Western blotting were initially present in the patient's plasma. However, the enzymatic activity of DNase I was strongly suppressed and became significant only after a 4-fold passage through the columns, when the amount of circulating cfDNA was approximately halved.

[0200] Таким образом, аферез в соответствии с настоящим изобретением, в котором общие циркулирующие уровни вкДНК снижены по меньшей мере на 50%, может реактивировать активность эндогенного фермента ДНКазы I, что полезно для пациентов, которым требуется снижение уровней циркулирующей вкДНК.[0200] Thus, apheresis in accordance with the present invention, in which total circulating levels of cfDNA are reduced by at least 50%, can reactivate endogenous DNase I enzyme activity, which is useful for patients who require a decrease in circulating cfDNA levels.

[0201] Принимая во внимание самые высокие зарегистрированные уровни циркулирующей вкДНК, составляющей приблизительно 5000 нг/мл (которые сообщаются для некоторых пациентов с поздними стадиями рака, септических расстройств и пациентов с травмой), аффинная колонка или комбинация аффинных колонок со связывающей способностью 30 мг могла бы обеспечить почти полную очистку плазмы пациента от всей с вкДНК, связанной с нуклеосомами, вкДНК, связанной с экзосомами, и несвязанной вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды.[0201] Considering the highest recorded levels of circulating cfDNA of approximately 5000 ng/ml (which are reported for some patients with advanced cancer, septic disorders, and patients with trauma), an affinity column or combination of affinity columns with a binding capacity of 30 mg could would provide nearly complete purification of patient plasma from all nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA, including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides.

Пример 15: Получение аффинной колонки, содержащей аффинную матрицу на основе антител против нуклеосом (ANAM)Example 15 Preparation of an affinity column containing an anti-nucleosome antibody (ANAM) affinity template

[0202] Мышиное моноклональное нуклеосом-специфическое антитело получали с использованием мыши MRL/Мр (-)+/+в соответствии со способом, описанным в М. J. Losman (Monoclonal autoantibodies to subnucleosomes from a MRL/Mp (-)+/+mouse. Oligoclonality of the antibody response and recognition of a determinant composed of histones H2A, H2B, and DNA. J Immunol March 1, 1992, 148 (5) 1561-1569). Подготовленные моноклональные (IgG) антитела (mAb), названные в данном описании как AN-1 и AN-44, соответственно, были отобраны на основе их способности селективного связывания нуклеосом, но не компонентов нуклеосом, таких как коровые гистоны или ДНК. (Kees Kramers, Specificity of monoclonal anti-nucleosome auto-antibodies derived from lupus mice, Journal of Autoimmunity, V. 9, Issue 6, 1996, P. 723-729). Относительная аффинность AN-1 и AN-44 к нуклеосомам и гистоновым и не гистоновым компонентам нуклеосомы суммирована в таблице 6 ниже.[0202] A mouse monoclonal nucleosome-specific antibody was generated using mouse MRL/Mp (-)+/+ according to the method described in M. J. Losman (Monoclonal autoantibodies to subnucleosomes from a MRL/Mp (-)+/+ mouse Oligoclonality of the antibody response and recognition of a determinant composed of histones H2A, H2B, and DNA J Immunol March 1, 1992, 148 (5) 1561-1569). Prepared monoclonal (IgG) antibodies (mAbs), referred to herein as AN-1 and AN-44, respectively, were selected based on their ability to selectively bind nucleosomes, but not nucleosome components such as core histones or DNA. (Kees Kramers, Specificity of monoclonal anti-nucleosome auto-antibodies derived from lupus mice, Journal of Autoimmunity, V. 9, Issue 6, 1996, P. 723-729). The relative affinities of AN-1 and AN-44 for nucleosomes and the histone and non-histone components of the nucleosome are summarized in Table 6 below.

Figure 00000008
Figure 00000008

[0203] 1 мл колонка HiTrap, содержащая NHS активированную сефарозу Sepharose High Performance (GE Healthcare) была использована для приготовления аффинной матрицы и картриджа. 200 мкг AN-1 связывали в соответствии с процедурой производителя с NHS-активированной сефарозой.[0203] A 1 ml HiTrap column containing NHS activated Sepharose High Performance Sepharose (GE Healthcare) was used to prepare the affinity matrix and cartridge. 200 μg of AN-1 was bound according to the manufacturer's procedure with NHS-activated Sepharose.

[0204] На основании данных об аффинности, представленных в таблице выше, очевидно, что аффинная матрица ANAM связывает только вкДНК связанную с нуклеосомами, но не несвязанную циркулирующую вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды.[0204] Based on the affinity data presented in the table above, it is clear that the affinity template ANAM binds only nucleosome-bound cfDNA, but not unbound circulating cfDNA, including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides.

[0205] Таким образом, для обеспечения связывания несвязанной вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды, в эксперименте на животных использовали две последовательно связанные колонки. Одна колонка с аффинной матрицей на основе антител против нуклеосом (ANAM) была приготовлена, как описано выше в этом примере. Вторую колонку с аффинной матрицей на основе полиамидоаминного дендримера готовили, как описано в примере 4.[0205] Thus, to ensure binding of unbound cfDNA, including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides, two sequentially linked columns were used in the animal experiment. One anti-nucleosome antibody affinity matrix (ANAM) column was prepared as described above in this example. A second column with a polyamidoamine dendrimer affinity matrix was prepared as described in Example 4.

Прмер 16: Процедура аферезаExample 16: Apheresis Procedure

[0206] Постоянные венозные катетеры вводили в бедренную вену и яремную вену экспериментальных крыс под общей анестезией (т.е. инъекция 0,8 мг ксилазина и 4 мг кетамина). Катетеры промывали три раза в неделю гепаринизированным физиологическим раствором во время исследования. Перед каждой процедурой афереза вводили гепариновый болюс (90 МЕ/100 г массы тела (масса тела). Экстракорпоральная система была полностью заполнена гепаринизированным физиологическим раствором, после чего концы катетеров соединялись с экстракорпоральной системой.[0206] Indwelling venous catheters were inserted into the femoral vein and jugular vein of experimental rats under general anesthesia (i.e. injection of 0.8 mg xylazine and 4 mg ketamine). Catheters were flushed three times a week with heparinized saline during the study. Before each apheresis session, a heparin bolus (90 IU/100 g body weight (body weight)) was administered. The extracorporeal system was completely filled with heparinized saline, after which the ends of the catheters were connected to the extracorporeal system.

[0207] Для экспериментов с аферезом на животных аффинные колонки, описанные в данном описании, были снабжены входами и выходами для дальнейшего встраивания этих подготовленных аффинных колонок во второй (плазменный) контур системы экстракорпорального/афереза.[0207] For animal apheresis experiments, the affinity columns described herein were provided with inlets and outlets for further incorporation of these prepared affinity columns into the second (plasma) circuit of the extracorporeal/apheresis system.

[0208] В первом контуре системы кровь откачивали (вращающийся перистальтический мини-насос, Fisher Scientific) от животного (бедренная вена) через плазменный сепаратор (Saxonia medical, Radeberg, Germany) и возвращали животному посредством венозного катетера. Отделенная плазма поступала во второй контур (через второй вращающийся перистальтический мини-насос) и проходила через один или более аффинных картриджей в соответствии с конкретными примерами процедур афереза, описанных в этом описании. В первом контуре системы кровь откачивали (вращающийся перистальтический мини-насос, Fisher Scientific) от животного (бедренная вена) через плазменный сепаратор (Saxonia medical, Radeberg, Germany) и возвращали животному с помощью вставленного венозного катетера в яремную вену. Отделенная плазма поступала во второй контур (поддерживаемый вторым перистальтическим мини-насосом Rotary) и проходила через аффинные картриджи (в соответствии с конкретными примерами процедур афереза, описанных в этом описании) и возвращалась в организм животного через полимерную линию, также соединенную с катетером, вставленным в яремную вену.[0208] In the primary circuit of the system, blood was evacuated (rotary mini-peristaltic pump, Fisher Scientific) from the animal (femoral vein) through a plasma separator (Saxonia medical, Radeberg, Germany) and returned to the animal via a venous catheter. The separated plasma entered the second circuit (via a second rotating peristaltic mini-pump) and passed through one or more affinity cartridges in accordance with specific examples of the apheresis procedures described in this specification. In the first circuit of the system, blood was evacuated (rotating mini-peristaltic pump, Fisher Scientific) from the animal (femoral vein) through a plasma separator (Saxonia medical, Radeberg, Germany) and returned to the animal with an inserted jugular venous catheter. The separated plasma entered the second circuit (supported by a second peristaltic mini-pump Rotary) and passed through the affinity cartridges (according to the specific examples of the apheresis procedures described in this description) and returned to the animal through a polymer line also connected to a catheter inserted into the jugular vein.

Прмер 17: Применение афереза для лечения сепсиса и септического поражения почекExample 17: Use of apheresis for the treatment of sepsis and septic kidney disease

[0209] Были использованы классические модели индукции сепсиса методом лигирования и пункции слепой кишки (CLP). Использовали самок крыс Sprague-Dawley (SD) массой тела 350-400 г. Животных анестезировали пентобарбиталом натрия (50 мг/кг внутрибрюшинно).[0209] Classical models of sepsis induction by cecal ligation and puncture (CLP) were used. Female Sprague-Dawley (SD) rats weighing 350-400 g were used. Animals were anesthetized with sodium pentobarbital (50 mg/kg ip).

[0210] Осуществляли срединный абдоминальный разрез около 1,5 см. Брыжейка слепой кишки была вскрыта, чтобы обнажить слепую кишку. Затем слепую кишку лигировали между терминалом и илеоцекальным клапаном, чтобы сохранить непрерывность кишечника. Затем слепую кишку перфорировали однократной сквозной пункцией иглой 21-го калибра в центральном сегменте перевязки. Связанный сегмент осторожно прижимали, чтобы небольшое количество фекалий было выдавлено на поверхность кишечника. Слепая кишка была возвращена в брюшную полость. Хирургическая рана была зашита послойно с рассасывающимся швом для мышечного слоя и хирургическими скобками для кожи. После операции крысам вводили 10 мл/кг теплого 0,9% хлорида натрия для инъекций и после восстановления животных случайным образом разделяли на группы (группы 1-3; по 6 животных в каждой группе) согласно лечению.[0210] A median abdominal incision of about 1.5 cm was made. The mesentery of the caecum was opened to expose the caecum. The caecum was then ligated between the terminal and the ileocecal valve to maintain bowel continuity. Then the caecum was perforated with a single through puncture with a 21-gauge needle in the central segment of the ligation. The connected segment was gently pressed so that a small amount of feces was squeezed out onto the surface of the intestine. The caecum was returned to the abdominal cavity. The surgical wound was sutured in layers with an absorbable suture for the muscle layer and surgical staples for the skin. After surgery, rats were given 10 ml/kg of warm 0.9% sodium chloride for injection and after recovery, the animals were randomly divided into groups (groups 1-3; 6 animals in each group) according to the treatment.

[0211] Лечение аферезом проводили, как описано в Примере 16. Процедуру афереза проводили дважды: в день 1 (через 24 часа после CLP) и на день 3 (через 72 часа после CLP). 6 крыс получали процедуру афереза с использованием колонки/картриджа с аффинной матрицей на основе антинуклеосомных антител (ANAM), предварительно приготовленной, как указано в примере 15, и 6 крыс получали процедуру афереза с использованием колонки/картриджа, содержащей аффинную матрицу на основе ПАМАМ-дендримера (PDAM), приготовленной, как указано в примере 4. Шесть крыс (группа отрицательного контроля) получали процедуру афереза с картриджем, в который загружен соответствующий объем немодифицированного матриксного материала. Уровень острого повреждения почек (почечная функция) оценивали путем измерения уровней креатинина и азота мочевины в крови (BUN) с помощью Roche Reflotron Plus (Roche Diagnostics) перед каждой процедурой афереза. Циркулирующая вкДНК экстрагировалась из 100 мкл образцов плазмы с помощью обычного ТНР (Triton-Heat-Phenol) метода (Breitbach et al., PLoS ONE, 2014, 9 (3): e87838). ДНК определяли количественно с помощью теста PicoGreen (Molecular Probes, Нидерланды), следуя инструкциям производителя. Изменения уровня вкДНК выражали в процентах от базового уровня, т.е. до уровня перед процедурой первого афереза. Для группы отрицательного контроля колонки/картриджи содержали соответствующее количество немодифицированного матриксного материала (Macroporous Bead Cellulose МТ 500, размер частиц 100-250 мкм, Iontosorb, Чешская Республика, дважды промытые 98% этанолом и бидистиллированной водой). Коэффициент выживаемости (120 часов после CLP) был принят в качестве основного параметра эффективности лечения сепсиса. Распределение животных и результаты приведены в таблице 7 ниже.[0211] Apheresis treatment was performed as described in Example 16. The apheresis procedure was performed twice: on day 1 (24 hours after CLP) and on day 3 (72 hours after CLP). 6 rats received an apheresis procedure using an anti-nucleosomal antibody (ANAM) affinity matrix (ANAM) affinity matrix column/cartridge prepared as described in Example 15 and 6 rats received an apheresis procedure using a column/cartridge containing a PAMAM dendrimer affinity matrix (PDAM) prepared as described in Example 4. Six rats (negative control group) received an apheresis procedure with a cartridge loaded with an appropriate volume of unmodified matrix material. The level of acute kidney injury (renal function) was assessed by measuring the levels of creatinine and blood urea nitrogen (BUN) using Roche Reflotron Plus (Roche Diagnostics) before each apheresis procedure. Circulating cfDNA was extracted from 100 µl plasma samples using the conventional THP (Triton-Heat-Phenol) method (Breitbach et al., PLoS ONE, 2014, 9 (3): e87838). DNA was quantified using the PicoGreen test (Molecular Probes, Netherlands) following the manufacturer's instructions. Changes in the level of cfDNA were expressed as a percentage of the baseline, i.e. to the level before the first apheresis procedure. For the negative control group, the columns/cartridges contained the appropriate amount of unmodified matrix material (Macroporous Bead Cellulose MT 500, particle size 100-250 µm, Iontosorb, Czech Republic, washed twice with 98% ethanol and bidistilled water). The survival rate (120 hours after CLP) was adopted as the main parameter of the effectiveness of the treatment of sepsis. Animal distribution and results are shown in Table 7 below.

Figure 00000009
Figure 00000009

[0212] Результаты показывают, что устройство для афереза PDAM способно захватывать практически все типы вкДНК, включая связанные с нуклеосомами вкДНК, связанные с экзосомами вкДНК и несвязанные вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды), и обеспечивало лучшую терапевтическую эффективность и более эффективно снижало уровень циркулирующей вкДНК при сепсисе и септическом повреждении почек.[0212] The results show that the PDAM apheresis device is capable of capturing virtually all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides), and provided better therapeutic efficacy and reduced levels more effectively. circulating cfDNA in sepsis and septic kidney injury.

Пример 18: Использование афереза для лечения токсичности, вызванной хиимиотер алиейExample 18: Use of apheresis for the treatment of chemotherapial toxicity

[0213] 18 самок крыс Sprague-Dawley (SD) массой тела 300-350 г готовили для процедуры афереза, как описано в примере 16. Животным вводили однократную внутривенную болюсную инъекцию паклитаксела (таксол, Bristol-Myers Squibb SrL) в дозе 10 мг/кг.Процедура афереза начали через 4 часа после инъекции паклитаксела и продолжалась в течение 12 часов; 6 крыс получали процедуру афереза с использованием колонки/картриджа с аффинной матрицей на основе антител к нуклеосомам (ANAM), и 6 крыс получали процедуру афереза с использованием колонки/картриджа, содержащей аффинную матрицу на основе гиперразветвленного поли-L-лизина (PLLAM). 6 крыс (отрицательный контроль) получали процедуру афереза с картриджем, который был загружен соответствующим объемом немодифицированной матрицы (сефароза 4 В).[0213] Eighteen female Sprague-Dawley (SD) rats weighing 300-350 g were prepared for the apheresis procedure as described in Example 16. The animals received a single intravenous bolus injection of paclitaxel (Taxol, Bristol-Myers Squibb SrL) at a dose of 10 mg/day. kg. The apheresis procedure was started 4 hours after paclitaxel injection and continued for 12 hours; 6 rats received an apheresis procedure using an anti-nucleosome antibody affinity matrix (ANAM) column/cartridge, and 6 rats received an apheresis procedure using a hyperbranched poly-L-lysine (PLLAM) affinity matrix (PLLAM) column/cartridge. 6 rats (negative control) received the apheresis procedure with a cartridge that was loaded with the appropriate volume of unmodified matrix (Sepharose 4B).

[0214] Уровни циркулирующей вкДНК были определены количественно и представлены, как описано в Примере 17 (уровень вкДНК, выраженный в процентах по отношению к исходному уровню). Показатель выживаемости (через 24 часа после болюса) был принят в качестве основного показателя эффективности лечения. Распределение животных и результаты показаны в Таблице 8 ниже.[0214] Circulating cfDNA levels were quantified and presented as described in Example 17 (cfDNA level expressed as a percentage of baseline). Survival (24 hours post-bolus) was adopted as the primary measure of treatment success. Animal distribution and results are shown in Table 8 below.

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

[0215] Результаты показывают, что устройство для афереза PLLAM, способное захватывать практически все типы вкДНК, включая связанные с нуклеосомами вкДНК, связанные с экзосомами вкДНК и несвязанные вкДНК (включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды), обеспечивает лучшую защиту/терапевтическую эффективность и более эффективно снижает уровень циркулирующей вкДНК у животных, отравленных химиотерапевтическим препаратом.[0215] The results show that the PLLAM apheresis device, which is capable of capturing virtually all types of cfDNA, including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA (including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides), provides better protection/therapeutic efficacy and is more effective reduces the level of circulating cfDNA in animals poisoned with a chemotherapeutic drug.

Пример 19. Очистка/аферез плазмы вкДНК с одним картриджем, который захватывает нуклеосомную и экзосомную вкДНК, и другим картриджем, который захватывает несвязанную вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотидььExample 19 Purification/apheresis of cfDNA plasma with one cartridge that captures nucleosomal and exosomal cfDNA and another cartridge that captures unbound cfDNA, including dsDNA, ssDNA and oligonucleotides

[0216] Для измерения уровня вкДНК в плазме вкДНК выделяли из 500 мкл образцов плазмы с использованием модифицированного метода НТР (Xue, X., et al. Optimizing the yield and utility of circulating cell-free DNA from plasma and serum, Clinica Chimica Acta, V.404 (2009), pp.100-104) и количественно определяли с использованием анализа PicoGreen (Molecular Probes, Нидерланды) в соответствии с инструкциями производителя.[0216] To measure the level of cfDNA in plasma, cfDNA was isolated from 500 μl of plasma samples using a modified HTP method (Xue, X., et al. Optimizing the yield and utility of circulating cell-free DNA from plasma and serum, Clinica Chimica Acta, V.404 (2009), pp.100-104) and quantified using the PicoGreen assay (Molecular Probes, The Netherlands) according to the manufacturer's instructions.

[0217] Когда вкДНК не обнаруживали в образце с помощью анализа PicoGreen, отсутствие вкДНК в образцах было дополнительно подтверждено с помощью электрофореза ДНК в агарозном геле способом, описанным в описании выше.[0217] When cfDNA was not detected in a sample using PicoGreen analysis, the absence of cfDNA in the samples was further confirmed by DNA agarose gel electrophoresis in the manner described in the description above.

[0218] Для проведения процедур афереза/очистки образцы плазмы наносили на соответствующие аффинные колонки и пропускали через них.[0218] For apheresis/purification procedures, plasma samples were applied to and passed through appropriate affinity columns.

[0219] Образец плазмы объемом 2,0 мл, полученный от 67-летнего пациента с септическим шоком, очищали последовательно через аффинную колонку ANAM (аффинная колонка ANAM, захватывающая вкДНК, связанную с нуклеосомами, была изготовлена на основе 1 мл HiTrap NHS активированной колонки HP (как описано в примере 15), и аффинную колонку с лектином (которая захватывает вкДНК, связанную с экзосомами), изготовленную, как описано в Примере 2 (аффинная матрица на основе лектина из Galanthus nivalis [подснежник]).[0219] A 2.0 ml plasma sample from a 67-year-old patient with septic shock was purified sequentially through an ANAM affinity column (as described in Example 15) and a lectin affinity column (which captures exosome-bound cfDNA) prepared as described in Example 2 (galanthus nivalis [snowdrop] lectin affinity array).

[0220] Начальный уровень вкДНК в плазме пациента составлял 1150 нг/мл со значительным присутствием практически всех типов вкДНК, визуализированных с помощью электрофореза ДНК в агарозном геле (см. фигуру 7, дорожка А). Уровень вкДНК в плазме после первого прохождения через комбинацию аффинных колонок на основе ANAM и лектина снизился до 350 нг/мл. Частично очищенную плазму пациента дополнительно подвергали второму прогону через ту же комбинацию свежих колонок на основе ANAM и лектина. Уровень вкДНК в плазме после второго прохождения оставался неизменным с видимыми количествами вкДНК ненуклеосомного происхождения с молекулярной массой до 750 кДа, визуализированной с помощью электрофореза ДНК в агарозном геле с окрашиванием флуоресцентным красителем ДНК (см. Фиг. 7, дорожка С).[0220] The initial level of cfDNA in the patient's plasma was 1150 ng/ml with a significant presence of almost all types of cfDNA visualized by DNA agarose gel electrophoresis (see figure 7, lane A). The plasma level of cfDNA after the first pass through the combination of affinity columns based on ANAM and lectin decreased to 350 ng/ml. Partially purified patient plasma was additionally subjected to a second run through the same combination of fresh columns based on ANAM and lectin. Plasma cfDNA levels remained unchanged after the second pass with visible amounts of cfDNA of non-nucleosomal origin up to 750 kDa molecular weight visualized by DNA agarose gel electrophoresis with DNA fluorescent dye staining (see Figure 7, lane C).

[0221] Эксперимент прояснил, что неспособность аффинных колонок на основе ANAM и лектина полностью очистить плазму пациента от вкДНК не связана с общей связывающей емкостью комбинации аффинных колонок на основе АМАМ и лектина, а скорее с их неспособностью захватывать вкДНК ненуклеосомного и неэкзосомного происхождения. Чтобы подтвердить это, авторы изобретения дополнительно пропустили образец через аффинную колонку на основе анти-ДНК-антитела, полученную как описано в Примере 7 (матрица на основе агарозы связанная с высоко аффинным мышиным моноклональным IgM антителом связывающим дц+оцДНК). После одного цикла очистки уровень вкДНК в плазме пациента стал необнаружимым при измерении с помощью анализа PicoGreen. Это наблюдение было также подтверждено отсутствием видимого материала ДНК после электрофореза ДНК в агарозном геле.[0221] The experiment clarified that the inability of the ANAM and lectin based affinity columns to completely clear the patient's plasma of cfDNA is not related to the overall binding capacity of the combination of AMAM and lectin based affinity columns, but rather to their inability to capture cfDNA of non-nucleosomal and non-exosomal origin. To confirm this, the inventors further ran the sample through an anti-DNA antibody affinity column prepared as described in Example 7 (agarose-based matrix coupled to a high affinity mouse monoclonal IgM antibody binding ds+ssDNA). After one purification cycle, the level of cfDNA in the patient's plasma became undetectable when measured by the PicoGreen assay. This observation was also confirmed by the absence of visible DNA material after DNA agarose gel electrophoresis.

[0222] Таким образом, использование двух последовательных аффинных колонок/картриджей, в которых одна колонка/картридж захватывает ДНК, связанную с нуклеосомой и экзосомной ДНК, а другая колонка/картридж захватывает несвязанную вкДНК, включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды, очень эффективно для очистки/афереза крови пациента от всех типов циркулирующих вкДНК.[0222] Thus, the use of two consecutive affinity columns/cartridges, in which one column/cartridge captures DNA bound to the nucleosome and exosomal DNA, and the other column/cartridge captures unbound cfDNA, including dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides, is very efficient for purification. /apheresis of the patient's blood from all types of circulating cfDNA.

[0223] Другие 2 мл образца плазмы от того же пациента очищали последовательно через аффинную колонку на основе интеркалятора ДНК (полученную, как описано в примере 8, т.е. целлюлозные шарики конъюгрованные с Hoechst 33342) и аффинную колонку на основе антител против ДНК (полученную, как описано в Примере 7, т.е. матрица агарозы, связанная с высокоаффинным мышиным моноклональным анти-ДНК IgM). Уровень вкДНК в плазме после первого пробега через комбинацию аффинных колонок ДНК-интеркалятор и анти-ДНК-антитело снизился до 475 нг/мл и при этом вкДНК различного происхождения, визуализировали с помощью электрофореза ДНК в агарозном геле (Фигура 7, дорожка В). Эту частично очищенную плазму пациента дополнительно подвергали второму прогону через ту же комбинацию свежих аффинных колонок ДНК-интеркалятор и анти-ДНК-антитело. Уровень вкДНК в плазме после второго запуска в плазме пациента стал необнаружимым при измерении тестом PicoGreen. Это наблюдение было также подтверждено отсутствием видимого материала ДНК после электрофореза ДНК в агарозном геле с окрашиванием флуоресцентным красителем ДНК.[0223] Another 2 ml plasma sample from the same patient was purified sequentially through a DNA intercalator affinity column (prepared as described in Example 8, i.e. cellulose beads conjugated with Hoechst 33342) and an anti-DNA antibody affinity column ( prepared as described in Example 7, i.e. an agarose matrix linked to high affinity mouse monoclonal anti-DNA IgM). The plasma level of cfDNA after the first run through the combination of DNA-intercalator and anti-DNA antibody affinity columns decreased to 475 ng/ml, and cfDNA of different origin was visualized by DNA agarose gel electrophoresis (Figure 7, lane B). This partially purified patient plasma was further subjected to a second run through the same combination of fresh DNA intercalator and anti-DNA antibody affinity columns. The plasma level of cfDNA after the second run in the patient's plasma became undetectable when measured by the PicoGreen test. This observation was also confirmed by the absence of visible DNA material after DNA agarose gel electrophoresis with DNA fluorescent dye staining.

[0224] Таким образом, использование комбинации колонок/картриджей, содержащих матрицы, которые связывают практически все типы вкДНК (включая нуклеосом-связанную вкДНК, экзосом-связанную вкДНК и несвязанную вкДНК [включая дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды]) согласно изобретению позволяет захватить необычно большое количество вкДНК.[0224] Thus, the use of a combination of columns/cartridges containing templates that bind virtually all types of cfDNA (including nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA and unbound cfDNA [including dsDNA, ssDNA and oligonucleotides]) according to the invention allows you to capture an unusually large the amount of cfDNA.

Пример 20. Очистка/аферез плазмы из воротной вены для очистки крови от вкДНК у крыс с острым панкреатитомExample 20 Purification/Apheresis of Portal Vein Plasma to Purify Blood of cfDNA in Rats with Acute Pancreatitis

[0225] В эксперименте использовали шесть самцов крыс Sprague-Dawley весом 250-350 грамм. Все хирургические процедуры выполняли на нагретом операционном столе под общим наркозом с внутрибрюшинным введением 0,8 мг ксилазина и 4 мг кетамина.[0225] Six male Sprague-Dawley rats weighing 250-350 grams were used in the experiment. All surgical procedures were performed on a heated operating table under general anesthesia with intraperitoneal injections of 0.8 mg xylazine and 4 mg ketamine.

[0226] Острый панкреатит вызывали следующим образом. Во время лапаротомии папиллу Ватера канюлировали трансдуодально, используя 24G Abbocath®-T i.v. инфузионную канюлю. Перед инфузией при контролируемом давлении 0,5 мл стерилизованной гликодезоксихолевой кислоты в забуференном растворе глицилглицин-NaOH (10 ммоль/л, рН 8,0, 37°С) общий желчный проток зажимали, и желчи и панкреатической жидкости позволяли стечь через канюлю. Непосредственно после инфузии гепато-дуоденальное течение желчи восстанавливали удалением зажима. Пункционное отверстие в двенадцатиперстной кишке было тщательно закрыто с использованием 8,0 полипропиленового серозного шва.[0226] Acute pancreatitis was called as follows. During laparotomy, Vater's papilla was cannulated transduodally using a 24G Abbocath®-T i.v. infusion cannula. Prior to controlled pressure infusion of 0.5 ml of sterilized glycodeoxycholic acid in buffered glycylglycine-NaOH (10 mmol/L, pH 8.0, 37° C.), the common bile duct was clamped and bile and pancreatic fluid were allowed to drain through the cannula. Immediately after the infusion, the hepatoduodenal flow of bile was restored by removing the clamp. The puncture hole in the duodenum was carefully closed using an 8.0 polypropylene serous suture.

[0227] После закрытия брюшной полости у крыс 1, 2 и 3 в бедренную вену и яремную вену вставляли хронические венозные катетеры, как описано в Примере 16.[0227] After abdominal closure in rats 1, 2, and 3, chronic venous catheters were inserted into the femoral vein and jugular vein as described in Example 16.

[0228] Крысы 4, 5 и 6 имели катетер портальной вены, имплантированный в печеночную портальную вену в области хвостовой части печени, как описано Strubbe (Strubbe J.H. et al, Hepatic-portal and cardiac infusion of CCK-8 and glucagon induce different effects on feeding. Physiol Behav 46: 643-646, 1989).[0228] Rats 4, 5 and 6 had a portal vein catheter implanted in the hepatic portal vein in the caudal region of the liver as described by Strubbe (Strubbe J.H. et al, Hepatic-portal and cardiac infusion of CCK-8 and glucagon induce different effects on feeding Physiol Behav 46: 643-646, 1989).

[0229] Процедуру афереза выполняли, как описано в Примере 16, с использованием аффинного картриджа PDAM, приготовленного, как описано в Примере 4, и снабженного входным и выходным патрубками из полипропилена. Процедуру афереза проводили ежедневно в течение 1-3 дней с продолжительностью 12 часов для каждой процедуры афереза.[0229] The apheresis procedure was performed as described in Example 16 using a PDAM affinity cartridge prepared as described in Example 4 and fitted with polypropylene inlet and outlet fittings. The apheresis procedure was performed daily for 1-3 days with a duration of 12 hours for each apheresis procedure.

[0230] Выживаемость (96 часов после индукции панкреатита) была принята в качестве основного параметра эффективности лечения. Для количественного определения вкДНК крысы и вкДНК бактериального происхождения (то есть бактериальной нагрузки) общую вкДНК выделяли из 200 мкл образцов плазмы крысы с использованием мини-набора QIAamp DNA в соответствии с инструкциями производителя. Концентрацию вкДНК в образцах плазмы измеряли с помощью количественной полимеразной цепной реакции (ПНР) с использованием детектора последовательностей ABI PRISM 7700 (Applied Biosystems) и TaqMan Universal PCR Master Mix (Applied Biosystems) в соответствии с протоколом производителя. Для количественного определения вкДНК бактериального происхождения были разработаны специфические праймеры для консервативных областей бактериальной 16S рДНК: прямой праймер, 5'-TCCTACGGGAGGC AGCAGT-3', обратный праймер 5'-GGACT АСС AGGGTATCTAATCCTGTT-3' и зонд (6-FAM)-5'-CGTATTACCGCGGCTGCTGGCAC-3' - (TAMRA) (см: Mangala, A.; Nadkarni, А. Determination of bacterial load by real-time PCR using a broad-range (universal) probe and primers set. Microbiology, 2002, vol. 148, pp.257-266). Тест TaqMan Gene Expression Assay rat p-actin Rn00667869_m1 (Applied Biosystems) использовали для амплификации геномной вкДНК крысы.[0230] Survival (96 hours after induction of pancreatitis) was adopted as the main parameter of treatment efficacy. For quantification of rat cfDNA and cfDNA of bacterial origin (i.e., bacterial load), total cfDNA was isolated from 200 µl rat plasma samples using a QIAamp DNA mini kit according to the manufacturer's instructions. cfDNA concentration in plasma samples was measured by quantitative polymerase chain reaction (PNR) using ABI PRISM 7700 sequence detector (Applied Biosystems) and TaqMan Universal PCR Master Mix (Applied Biosystems) according to the manufacturer's protocol. To quantify cfDNA of bacterial origin, specific primers were developed for conserved regions of bacterial 16S rDNA: forward primer, 5'-TCCTACGGGAGGC AGCAGT-3', reverse primer 5'-GGACT ACC AGGGTATCTAATCCTGTT-3', and probe (6-FAM)-5' -CGTATTACCGCGGCTGCTGGCAC-3' - (TAMRA) (see: Mangala, A.; Nadkarni, A. Determination of bacterial load by real-time PCR using a broad-range (universal) probe and primers set. Microbiology, 2002, vol. 148 , pp.257-266). The TaqMan Gene Expression Assay rat p-actin Rn00667869_m1 (Applied Biosystems) was used to amplify rat genomic cfDNA.

[0231] Выживаемость и результаты каждой ПЦР (Ct, т.е. значение порогового цикла) для гена (3-актина крысы и бактериальной 16S рДНК в плазме крови, отобранной из яремной вены, представлены в таблице 9.[0231] Survival and results of each PCR (Ct, i.e. cycle threshold value) for the gene (rat 3-actin and bacterial 16S rDNA in blood plasma collected from the jugular vein) are shown in Table 9.

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

[0232] Результаты показывают, что отвод/забор крови для афереза в устройство для афереза в соответствии с изобретением из воротной вены приводило к лучшей (по сравнению с отводом крови от бедренной, то есть не регионарной вены) выживаемости и более эффективной очистка крови от вкДНК (в том числе вкДНК бактериального происхождения) у крыс с острым панкреатитом.[0232] The results show that diverting/drawing blood for apheresis into the apheresis device according to the invention from the portal vein resulted in better (compared to diverting blood from the femoral, i.e. non-regional vein) survival and more efficient blood purification from cfDNA (including cfDNA of bacterial origin) in rats with acute pancreatitis.

[0233] Таким образом, в клинических условиях, когда патологический процесс, приводящий к высвобождению вкДНК (опухолевый рост, септическое или асептическое воспаление, высвобождение бактериальной ДНК), происходит из областей/регионов, дренируемых преимущественно портальной веной (пищевод, желудок, кишечник, селезенка, поджелудочная железа, желчный пузырь, брюшная полость) может быть полезным отвод крови для процедуры афереза из воротной вены.[0233] Thus, in a clinical setting, when the pathological process leading to the release of cfDNA (tumor growth, septic or aseptic inflammation, release of bacterial DNA) occurs from areas / regions drained mainly by the portal vein (esophagus, stomach, intestines, spleen , pancreas, gallbladder, abdomen) may be useful to drain blood for the portal vein apheresis procedure.

Пример 21. Сравнение удаления вкДНК из плазмы пациента с помощью аффинной матрицы на основе H1 гистона, аффинной матрицы на основе РАМАМ-дендримера и аффинной матрицы на основе поли-L-лизина (PLLAM).Example 21 Comparison of removal of cfDNA from patient plasma with an H1 histone affinity matrix, a PAMAM dendrimer affinity matrix, and a poly-L-lysine (PLLAM) affinity matrix.

[0234] Аффинную матрицу на основе поли-L-лизина (PLLAM) получали, как указано в Примере 12. Аффинную матрицу на основе дендримера РАМАМ (PDAM) получали, как указано в Примере 4. Аффинную матрицу на основе гистона H1 получали, как указано в Примере 1.[0234] Poly-L-lysine affinity matrix (PLLAM) was prepared as described in Example 12. PAMAM dendrimer (PDAM) affinity matrix was prepared as described in Example 4. Histone H1 affinity matrix was prepared as indicated in example 1.

[0235] Модельную плазму, обогащенную вкДНК, получали путем смешивания плазмы здорового добровольца с маркерной ДНК (1 kbp плюс DNA Ladder, Invitrogen) до конечной концентрации вкДНК 10 мкг/мл. Адсорбционная способность аффинной матрицы на основе поли-L-лизина (PLLAM), аффинной матрицы на основе РАМАМ-дендримера (PDAM) и аффинной матрицы на основе гистона H1 по отношению к модельной плазме, обогащенной искусственной lkbp плюс ДНК Ladder, была протестирована методом адсорбции с объемным соотношением аффинная матрица: плазма 1: 5 (100 мкл аффинной матрицы смешивали с 500 мкл модельной плазмы) в течение 1 часа при 37°С при медленном вращении. Этаноламин-сефарозу FF использовали в качестве контроля. Образцы плазмы анализировали с помощью электрофореза в 1% агарозном геле с использованием системы E-Gel Invitrogen до инкубации и после осаждения аффинной матрицы. вкДНК выделяли из плазмы пациента с использованием QIAamp DNA Blood Mini Kit, Quagen и количественно определяли с помощью флуориметра Qubit 3.0. Те же аффинные матрицы инкубировали с плазмой пациента, у которого был диагностирован одонтогенный сепсис с соотношением аффинная матрица: плазма 1:10 (100 мкл аффинной матрицы смешивали с 1 мл плазмы пациента), используя те же условия инкубации. Через один час аффинную матрицу удаляли центрифугированием. Образцы плазмы анализировали с помощью электрофореза в 1% агарозном геле с использованием системы E-Gel Invitrogen до инкубации и после осаждения аффинной матрицы. Этаноламин-сефарозу FF использовали в качестве контроля. вкДНК выделяли из плазмы пациента с использованием QIAamp DNA Blood Mini Kit, Quagen и количественно определяли с помощью флуориметра Qubit 3.0. Данные количественного определения вкДНК представлены в таблице 10 ниже.[0235] Model cfDNA enriched plasma was generated by mixing healthy volunteer plasma with marker DNA (1 kbp plus DNA Ladder, Invitrogen) to a final cfDNA concentration of 10 μg/mL. The adsorption capacity of poly-L-lysine affinity matrix (PLLAM), PAMAM dendrimer affinity matrix (PDAM), and histone H1 affinity matrix to model plasma enriched with artificial lkbp plus Ladder DNA was tested by adsorption with volume ratio of affinity matrix: plasma 1:5 (100 μl of affinity matrix was mixed with 500 μl of model plasma) for 1 hour at 37°C with slow rotation. Ethanolamine Sepharose FF was used as a control. Plasma samples were analyzed by 1% agarose gel electrophoresis using the E-Gel Invitrogen system before incubation and after affinity matrix precipitation. cfDNA was isolated from patient plasma using a QIAamp DNA Blood Mini Kit, Quagen and quantified using a Qubit 3.0 fluorimeter. The same affinity matrices were incubated with the plasma of a patient diagnosed with odontogenic sepsis with an affinity matrix:plasma ratio of 1:10 (100 μl of the affinity matrix was mixed with 1 ml of the patient's plasma) using the same incubation conditions. After one hour, the affinity matrix was removed by centrifugation. Plasma samples were analyzed by 1% agarose gel electrophoresis using the E-Gel Invitrogen system before incubation and after affinity matrix precipitation. Ethanolamine Sepharose FF was used as a control. cfDNA was isolated from patient plasma using a QIAamp DNA Blood Mini Kit, Quagen and quantified using a Qubit 3.0 fluorimeter. Quantification data for cfDNA are shown in Table 10 below.

Figure 00000014
Figure 00000014

[0236] Видно, что аффинная матрица на основе поли-L-лизина (PLLAM), аффинная матрица на основе РАМАМ-дендримера (PDAM) и аффинная матрица на основе гистона H1 обладают равной способностью удалять модельную вкДНК из модельной плазмы, обогащенной вкДНК, но аффинная матрица гистона H1 значительно превосходит остальные в удалении вкДНК из плазмы пациента. Данные результаты были подтверждены электрофоретическим анализом образцов (см. Фигуры 8 и 9).[0236] It can be seen that the poly-L-lysine affinity matrix (PLLAM), the PAMAM dendrimer (PDAM) affinity matrix, and the histone H1 affinity matrix have equal ability to remove model cfDNA from cfDNA enriched model plasma, but the H1 histone affinity template is significantly superior to others in removing cfDNA from patient plasma. These results were confirmed by electrophoretic analysis of the samples (see Figures 8 and 9).

[0237] Тест адсорбции в объеме с модельной плазмой с аффинной матрицей на основе поли-L-лизина (PLLAM), аффинной матрицей на основе РАМАМ-дендримера (PDAM) и аффинной матрицей на основе гистона H1 дал почти одинаковую электрофоретическую картину с небольшим содержанием вкДНК.[0237] A bulk adsorption test with a model plasma with a poly-L-lysine affinity matrix (PLLAM), a PAMAM dendrimer (PDAM) affinity matrix, and a histone H1 affinity matrix gave almost the same electrophoretic pattern with a small amount of cfDNA .

[0238] Тест адсорбции в объеме с плазмой пациента с аффинной матрицей на основе поли-Е-лизина (PLLAM), аффинной матрицей на основе РАМАМ-дендримера (PDAM) и аффинной матрицей на основе гистона H1 показал различную электрофоретическую картину с содержанием маргинальной вкДНК после инкубации с аффинной матрицей на основе H1 гистона, но значимым содержанием вкДНК после инкубации с аффинной матрицей на основе поли-Е-лизина и аффинной матрицей на основе РАМАМ -дендримера.[0238] A volume adsorption test with patient plasma with poly-E-lysine affinity matrix (PLLAM), PAMAM dendrimer (PDAM) affinity matrix, and histone H1 affinity matrix showed a different electrophoretic pattern with marginal cfDNA content after incubation with an affinity matrix based on histone H1, but a significant content of cfDNA after incubation with an affinity matrix based on poly-E-lysine and an affinity matrix based on PAMAM-dendrimer.

[0239] Настоящее изобретение не должно быть ограничено в объеме конкретными вариантами осуществления, описанными в данном документе. Действительно, различные модификации изобретения в дополнение к описанным в данном документе станут очевидными для специалистов в данной области техники из предшествующего описания и сопровождающих чертежей. Такие модификации предназначены для попадания в объем прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, следует понимать, что все значения являются приблизительными и представлены для описания.[0239] The present invention should not be limited in scope to the specific embodiments described herein. Indeed, various modifications of the invention in addition to those described herein will become apparent to those skilled in the art from the foregoing description and accompanying drawings. Such modifications are intended to fall within the scope of the appended claims. In addition, it should be understood that all values are approximate and are provided for description.

[0240] Патенты, заявки на патенты, публикации, описания продуктов и протоколы цитируются по всему описанию данной заявки, раскрытия которых полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки для всех целей.[0240] Patents, patent applications, publications, product descriptions, and protocols are cited throughout the specification of this application, the disclosures of which are hereby incorporated by reference in their entirety for all purposes.

Claims (30)

1. Устройство для проведения афереза, содержащее одну или более аффинных матриц, где указанные одна или более аффинных матриц способны захватывать внеклеточную ДНК (вкДНК), связанную с нуклеосомами, вкДНК, связанную с экзосомами, и несвязанную вкДНК из крови или плазмы субъекта, и причем указанные одна или более аффинных матриц содержит ДНК-связывающий полимер, ДНК-связывающий белок, анти-гистоновое антитело, анти-нуклеосомное антитело, ДНК-интеркалирующий агент, анти-ДНК-антитело или любую их комбинацию.1. An apheresis device comprising one or more affinity templates, wherein said one or more affinity templates are capable of capturing extracellular DNA (ecDNA) associated with nucleosomes, cfDNA associated with exosomes, and unbound cfDNA from the blood or plasma of a subject, and wherein said one or more affinity templates comprise a DNA binding polymer, a DNA binding protein, an anti-histone antibody, an anti-nucleosome antibody, a DNA intercalating agent, an anti-DNA antibody, or any combination thereof. 2. Устройство по п. 1, где несвязанная вкДНК содержит дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды.2. The device of claim 1, wherein the unbound cfDNA contains dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides. 3. Устройство по п. 1 или п. 2, где устройство содержит две или более аффинных матриц.3. The device according to claim 1 or claim 2, where the device contains two or more affine matrices. 4. Устройство по п. 3, в котором (i) первая одна или более аффинных матриц способна захватывать внеклеточную ДНК (вкДНК), связанную с нуклеосомами и/или вкДНК, связанную с экзосомами, и (ii) вторая одна или более аффинных матриц способна захватывать несвязанную вкДНК, и при этом указанные первая и вторая аффинные матрицы расположены внутри устройства в любом порядке.4. The device of claim 3, wherein (i) the first one or more affinity templates are capable of capturing extracellular DNA (ecDNA) associated with nucleosomes and/or cfDNA associated with exosomes, and (ii) the second one or more affinity templates are capable of to capture unbound cfDNA, and said first and second affinity templates are located within the device in any order. 5. Устройство по п. 4, в котором (i) первая одна или более аффинных матриц содержит ДНК-связывающий белок, анти-гистоновое антитело, анти-нуклеосомное антитело, ДНК-интеркалирующий агент, ДНК-связывающий полимер, анти-ДНК-антитело, лектин или любую их комбинацию, и (ii) вторая одна или более аффинных матриц содержит ДНК-связывающий белок, ДНК-интеркалирующий агент, ДНК-связывающий полимер, анти-ДНК-антитело или любую их комбинацию.5. The device of claim 4, wherein (i) the first one or more affinity templates comprise a DNA binding protein, an anti-histone antibody, an anti-nucleosomal antibody, a DNA intercalating agent, a DNA binding polymer, an anti-DNA antibody , a lectin, or any combination thereof, and (ii) the second one or more affinity templates contain a DNA binding protein, a DNA intercalating agent, a DNA binding polymer, an anti-DNA antibody, or any combination thereof. 6. Устройство по п. 1, где устройство содержит одну аффинную матрицу.6. The device according to claim. 1, where the device contains one affine matrix. 7. Устройство по п. 6, где указанная аффинная матрица содержит ДНК-связывающий белок.7. The device of claim 6 wherein said affinity template contains a DNA binding protein. 8. Устройство по п. 7, в котором ДНК-связывающий белок содержит гистон.8. The device of claim 7 wherein the DNA binding protein contains a histone. 9. Устройство по п. 8, в котором гистон представляет собой гистон H1.9. The device of claim 8 wherein the histone is an H1 histone. 10. Устройство по п. 9, в котором гистон представляет собой гистон Н1.3.10. The device of claim 9 wherein the histone is H1.3 histone. 11. Способ снижения уровня внеклеточной ДНК (вкДНК) в крови субъекта, включающий:11. A method for reducing the level of extracellular DNA (cfDNA) in the blood of a subject, including: (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от субъекта в устройство для афереза по любому из пп. 1-10 для получения крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и(a) performing an apheresis procedure comprising withdrawing blood or plasma from a subject into an apheresis device according to any one of paragraphs. 1-10 to obtain blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (б) возврат крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК субъекту,(b) returning blood or plasma with reduced levels of cfDNA to the subject, причем процедура афереза снижает уровень связанной с нуклеосомами вкДНК, связанной с экзосомами вкДНК и несвязанной вкДНК в крови субъекта.wherein the apheresis procedure reduces the level of nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA in the subject's blood. 12. Способ по п. 11, где заболевание у субъекта характеризуется повышенным уровнем вкДНК в крови.12. The method of claim 11, wherein the disease in the subject is characterized by elevated levels of cfDNA in the blood. 13. Способ по п. 11, где субъект страдает от заболевания, выбранного из группы, состоящей из нейродегенеративного заболевания, рака, токсичности, связанной с химиотерапией, токсичности, вызванной облучением, органной недостаточности, повреждения органа, инфаркта органа, ишемии, острого сосудистого события, инсульта, болезни трансплантат против хозяина (GVHD), отторжения трансплантата, сепсиса, синдрома системного воспалительного ответа (SIRS), синдрома полиорганной дисфункции (MODS), травматического повреждения, старения, диабета, атеросклероза, аутоиммунного расстройства, эклампсии, бесплодия, осложнений, связанных с беременностью, нарушения свертываемости крови и инфекции.13. The method of claim 11, wherein the subject is suffering from a disease selected from the group consisting of a neurodegenerative disease, cancer, chemotherapy-related toxicity, radiation-induced toxicity, organ failure, organ damage, organ infarction, ischemia, acute vascular event , stroke, graft versus host disease (GVHD), graft rejection, sepsis, systemic inflammatory response syndrome (SIRS), multiple organ dysfunction syndrome (MODS), traumatic injury, aging, diabetes, atherosclerosis, autoimmune disorder, eclampsia, infertility, related complications with pregnancy, bleeding disorders and infections. 14. Способ по любому из пп. 11-13, дополнительно включающий мониторинг уровня вкДНК в крови субъекта.14. The method according to any one of paragraphs. 11-13, further comprising monitoring the level of cfDNA in the subject's blood. 15. Способ по любому из пп. 11-14, включающий продолжение или повторение процедуры афереза до тех пор, пока уровень вкДНК в крови субъекта не уменьшится по меньшей мере на 25%.15. The method according to any one of paragraphs. 11-14, which includes continuing or repeating the apheresis procedure until the level of cfDNA in the blood of the subject decreases by at least 25%. 16. Способ по п. 15, включающий продолжение или повторение процедуры афереза до тех пор, пока уровень вкДНК не уменьшится по меньшей мере на 50%.16. The method of claim 15, comprising continuing or repeating the apheresis procedure until the level of cfDNA is reduced by at least 50%. 17. Способ по п. 16, включающий продолжение или повторение процедуры афереза до тех пор, пока уровень вкДНК не уменьшится по меньшей мере на 75%.17. The method of claim 16, comprising continuing or repeating the apheresis procedure until the level of cfDNA is reduced by at least 75%. 18. Способ по любому из пп. 11-17, в котором несвязанная вкДНК включает дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды.18. The method according to any one of paragraphs. 11-17, wherein the unbound cfDNA includes dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides. 19. Способ лечения заболевания, характеризующегося повышенными уровнями циркулирующей ДНК в крови, у нуждающегося субъекта, включающий:19. A method for treating a disease characterized by elevated levels of circulating DNA in the blood in a subject in need, comprising: (а) выполнение процедуры афереза, включающей отвод крови или плазмы от субъекта в устройство для афереза по любому из пп. 1-10 для получения крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК; и(a) performing an apheresis procedure comprising withdrawing blood or plasma from a subject into an apheresis device according to any one of paragraphs. 1-10 to obtain blood or plasma with reduced levels of cfDNA; and (б) возврат крови или плазмы с пониженными уровнями вкДНК субъекту,(b) returning blood or plasma with reduced levels of cfDNA to the subject, где процедура афереза снижает уровень связанной с нуклеосомами вкДНК, связанной с экзосомами вкДНК и несвязанной вкДНК в крови субъекта.wherein the apheresis procedure reduces the level of nucleosome-bound cfDNA, exosome-bound cfDNA, and unbound cfDNA in the subject's blood. 20. Способ по п. 19, дополнительно включающий мониторинг уровня вкДНК в крови субъекта.20. The method of claim 19, further comprising monitoring the level of cfDNA in the subject's blood. 21. Способ по любому из пп. 19-20, включающий продолжение или повторение процедуры афереза до тех пор, пока уровень вкДНК в крови субъекта не уменьшится по меньшей мере на 25%.21. The method according to any one of paragraphs. 19-20, which includes continuing or repeating the apheresis procedure until the level of cfDNA in the blood of the subject decreases by at least 25%. 22. Способ по п. 21, включающий продолжение или повторение процедуры афереза до тех пор, пока уровень вкДНК не уменьшится по меньшей мере на 50%.22. The method of claim 21, comprising continuing or repeating the apheresis procedure until the level of cfDNA is reduced by at least 50%. 23. Способ по п. 22, включающий продолжение или повторение процедуры афереза до тех пор, пока уровень вкДНК не уменьшится по меньшей мере на 75%.23. The method of claim 22, comprising continuing or repeating the apheresis procedure until the level of cfDNA is reduced by at least 75%. 24. Способ по любому из пп. 19-23, в котором несвязанная вкДНК включает дцДНК, оцДНК и олигонуклеотиды.24. The method according to any one of paragraphs. 19-23, wherein the unbound cfDNA includes dsDNA, ssDNA, and oligonucleotides.
RU2020113528A 2017-09-18 2018-09-17 Method and device for blood purification from free-circulating dna RU2779220C9 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762559822P 2017-09-18 2017-09-18
US62/559,822 2017-09-18
PCT/EP2018/075014 WO2019053243A1 (en) 2017-09-18 2018-09-17 Method and device for purification of blood from circulating cell free dna

Publications (4)

Publication Number Publication Date
RU2020113528A RU2020113528A (en) 2021-10-20
RU2020113528A3 RU2020113528A3 (en) 2021-12-02
RU2779220C2 true RU2779220C2 (en) 2022-09-05
RU2779220C9 RU2779220C9 (en) 2023-03-20

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007049286A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 Tata Memorial Centre A system for ex-vivo separation of apoptotic chromatin particles from blood or plasma
US9364601B2 (en) * 2006-03-09 2016-06-14 Aethlon Medical, Inc. Extracorporeal removal of microvesicular particles
WO2017137495A1 (en) * 2016-02-09 2017-08-17 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Blood treatment with inactivation of circulating nucleic acids

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007049286A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 Tata Memorial Centre A system for ex-vivo separation of apoptotic chromatin particles from blood or plasma
US9364601B2 (en) * 2006-03-09 2016-06-14 Aethlon Medical, Inc. Extracorporeal removal of microvesicular particles
WO2017137495A1 (en) * 2016-02-09 2017-08-17 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Blood treatment with inactivation of circulating nucleic acids

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТОКАРЕВА А.Г. Исследование фетальной и материнской внеклеточной ДНК при нормальной беременности и нарушениях развития плода. Автореф. дисс. канд. биол. наук. Томск, 2006, 121 c. (Ссылка помещена на сайт в Интернет 03 мая 2012 года URL: https://www.dissercat.com/content/issledovanie-fetalnoi-i-materinskoi-vnekletochnoi-dnk-pri-normalnoi-beremennosti-i-narusheni; дата размещения подтверждена по адресу Web-архива URL: http://web.archive.org/web/20120101000000*/https://www.dissercat.com/content/issledovanie-fetalnoi-i-materinskoi-vnekletochnoi-dnk-pri-normalnoi-beremennosti-i-narusheni) . MARLEAU A.M. et al. Exosome removal as a therapeutic adjuvant in cancer. J Transl Med. 2012; 10: 134. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7341539B2 (en) Methods and devices for purifying blood from circulating cell-free DNA
EP2497828A1 (en) Use of aptamers in therapy and/or diagnosis of autoimmune diseases
JP4495258B2 (en) Interaction system for material supply and removal
WO2021064463A1 (en) Method for isolating and analyzing cell free dna
WO2016143904A1 (en) Method for disrupting exosomes, exosome disruption kit, and method for separating exosomes derived from normal cells
WO2019051121A1 (en) Compositions and devices for removal of endotoxins and cytokines from fluids
RU2779220C2 (en) Method and device for blood purification from free-circulating dna
RU2779220C9 (en) Method and device for blood purification from free-circulating dna
EP3490696B1 (en) Flow capture device for removing cells from blood
US20230201439A1 (en) Method and device for removal of circulating cell free dna
RU2441674C1 (en) Method for blood purification from dna-containing immune complexes using combined sorbent
WO2016129531A1 (en) Dna aptamer capable of binding to non-small cell lung cancer cell (h1975)
KR20190052522A (en) DNA Aptamer Specifically Binding to GPC3 Protein and Its Use
JP2016021883A (en) Nucleic acids that specifically bind to human colon cancer cell colo205
KR20220046187A (en) Development and application of polymer coated gold nanoparticle-aptamer nanoconstruct containing reactive oxygen species responsibility
US20240100234A1 (en) System and methods to enhance chemotherapy delivery and reduce toxicity
CN113403300A (en) Method for enriching circulating free nucleic acid in body fluid by using MOF material and application thereof
JP2016146766A (en) DNA APTAMER BOUND TO NON-SMALL-CELL LUNG CANCER CELL (a431)