EA040048B1 - PHARMACEUTICAL COMPOSITION AND METHOD FOR TREATMENT OF GLIOMA CHARACTERIZED BY THE PRESENCE OF HIGH LIF LEVELS - Google Patents

PHARMACEUTICAL COMPOSITION AND METHOD FOR TREATMENT OF GLIOMA CHARACTERIZED BY THE PRESENCE OF HIGH LIF LEVELS Download PDF

Info

Publication number
EA040048B1
EA040048B1 EA201101450 EA040048B1 EA 040048 B1 EA040048 B1 EA 040048B1 EA 201101450 EA201101450 EA 201101450 EA 040048 B1 EA040048 B1 EA 040048B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
lif
glioma
expression
cells
levels
Prior art date
Application number
EA201101450
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Суарес Хоан Сеоане
Прието Сильвия Пеньюелас
Торрес Хосе Басельга
Original Assignee
Фундасио Привада Институсио Каталана Де Ресерка И Эстудис Аванкатс (Икреа)
Фундасио Привада Институт Д'Инвестигасио Онколохика Валь Д'Эброн (Вио)
Фундасио Привада Институт Де Ресерка Оспиталь Университари Валь Эброн (Ирув)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фундасио Привада Институсио Каталана Де Ресерка И Эстудис Аванкатс (Икреа), Фундасио Привада Институт Д'Инвестигасио Онколохика Валь Д'Эброн (Вио), Фундасио Привада Институт Де Ресерка Оспиталь Университари Валь Эброн (Ирув) filed Critical Фундасио Привада Институсио Каталана Де Ресерка И Эстудис Аванкатс (Икреа)
Publication of EA040048B1 publication Critical patent/EA040048B1/en

Links

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к способу лечения глиомы, характеризующейся наличием высоких уровней LIF, включающему введение агента, ингибирующего LIF, выбранного из антитела или миРНК, и к фармацевтической композиции, содержащей агент, ингибирующий LIF, применяемой в предложенном способе. Изобретение также относится к in vitro способу отбора пациентов, страдающих от глиомы, которые будут подвергнуты лечению агентом, ингибирующим LIF, и in vitro способу прогноза продолжительности жизни пациентов, страдающих от глиомы.The present invention relates to a method for the treatment of glioma characterized by the presence of high levels of LIF, comprising the introduction of a LIF inhibitory agent selected from an antibody or siRNA, and to a pharmaceutical composition containing a LIF inhibitory agent used in the proposed method. The invention also relates to an in vitro method for selecting patients suffering from glioma to be treated with a LIF inhibitory agent and an in vitro method for predicting the life expectancy of patients suffering from glioma.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

Недавно в злокачественных новообразованиях была открыта субпопуляция опухолевых клеток со свойствами стволовых клеток. Считается, что эта клеточная популяция, которую назвали злокачественные стволовые клетки, ответственна за возникновение, распространение и рецидив опухолей, что говорит о том, что наиболее эффективные терапии происходят их терапий, направленных на изоляцию опухолевых стволовых клеток. Относительно молекулярных характеристик и регулирующих механизмов, контролирующих биологию опухолевых стволовых клеток известно мало. Глиома является одним из типов опухолей, в которых важную роль играют опухолевые стволовые клетки, так называемые стволовые клетки глиомы или инициирующие клетки глиомы (glioma initiating cell, GIC).Recently, a subpopulation of tumor cells with properties of stem cells has been discovered in malignant neoplasms. This cell population, termed malignant stem cells, is believed to be responsible for the occurrence, spread, and recurrence of tumors, suggesting that the most effective therapies come from therapies aimed at isolating tumor stem cells. Little is known about the molecular characteristics and regulatory mechanisms that control the biology of tumor stem cells. Glioma is one type of tumor in which tumor stem cells, the so-called glioma stem cells or glioma initiating cells (GICs), play an important role.

GIC характеризуются высокоонкогенным потенциалом, способностью к самообновлению и способностью дифференцироваться во множество клеточных линий. Количество в опухоли клеток, подобных стволовым клеткам, регулируются их способностью к самовосстановлению. GIC и в целом стволовые клетки злокачественных опухолей претерпевают симметричные и ассиметричные деления, посредством которых стволовые клетки образуют две идентичные копии или копию стволовой клетки и копию более дифференцированной клетки (ассиметричное деление). Способность к самовосстановлению стволовой клетки злокачественной опухоли регулируется балансом между симметричными и ассиметричными делениями и дерегуляция механизмов, контролирующих указанное самообновление, скорее всего, участвует в возникновении опухоли. Глиома является наиболее распространенной первичной опухолью мозга и может быть классифицирована по четырем клиническим степеням в зависимости от гистологии и прогноза. Глиомы IV степени (мультиформная глиобластома) являются чрезвычайно агрессивными и устойчивыми как к радиотерапии, так и к химиотерапии. Несмотря на прогресс понимания молекулярных механизмов, участвующих в генезе и прогрессии глиомы, прогноз и лечение данного типа опухолей остаются неэффективными. Предпочтительным лечением глиом является хирургическое вмешательство. Тем не менее, хирургическое лечение, как правило, сопровождается фармакологическим адъювантным лечением или лучевой терапией. Предпочтительные лекарственные средства для лечения глиомы включают комбинацию, которая называется PCV, включающую прокарбазин, CCNU (ломустин) и винкристин, темозоломид в комбинации с лучевой терапией.GICs are characterized by high oncogenic potential, the ability to self-renewal and the ability to differentiate into many cell lines. The number of cells similar to stem cells in a tumor is regulated by their ability to self-repair. GICs, and cancer stem cells in general, undergo symmetrical and asymmetric divisions, whereby the stem cells form two identical copies, or a copy of the stem cell and a copy of a more differentiated cell (asymmetric division). The self-repairing ability of a malignant tumor stem cell is regulated by the balance between symmetrical and asymmetric divisions, and deregulation of the mechanisms controlling this self-renewal is most likely involved in the occurrence of a tumor. Glioma is the most common primary brain tumor and can be classified into four clinical grades based on histology and prognosis. Grade IV gliomas (glioblastoma multiforme) are extremely aggressive and resistant to both radiotherapy and chemotherapy. Despite progress in understanding the molecular mechanisms involved in the genesis and progression of glioma, the prognosis and treatment of this type of tumors remain ineffective. The preferred treatment for gliomas is surgery. However, surgical treatment is usually followed by pharmacological adjuvant treatment or radiotherapy. Preferred drugs for the treatment of glioma include a combination called PCV including procarbazine, CCNU (lomustine) and vincristine, temozolomide in combination with radiation therapy.

Считается, что GIC ответственны за возникновение, распространение и рецидив опухолей, что говорит о том, что наиболее эффективные терапии будут получены на основе терапий, направленных на изоляцию стволовых клеток глиомы. Опухоль не будет ликвидирована до тех пор, пока не будут уничтожены GIC.GICs are thought to be responsible for the onset, spread, and recurrence of tumors, suggesting that the most effective therapies will be derived from therapies aimed at isolating glioma stem cells. The tumor will not be eradicated until the GICs are destroyed.

Следовательно, необходимо иметь альтернативные способы лечения, которые предотвратят недостатки известных в данной области способов лечения, и которые эффективно уничтожат GIC.Therefore, there is a need to have alternative treatments that overcome the shortcomings of the treatments known in the art and that effectively eliminate GICs.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Первый аспект настоящего изобретения предусматривает способ лечения глиомы, характеризующейся наличием высоких уровней LIF, включающий введение агента, ингибирующего LIF, выбранного из антитела или миРНК.The first aspect of the present invention provides a method for the treatment of glioma characterized by the presence of high levels of LIF, comprising the introduction of an agent that inhibits LIF, selected from an antibody or siRNA.

Согласно изобретению антитело действует через ингибирование самообновления опухолевых стволовых клеток.According to the invention, the antibody acts by inhibiting the self-renewal of tumor stem cells.

Согласно изобретению глиома вызывается высокой активностью сигнального пути JAK-STAT.According to the invention, glioma is caused by high activity of the JAK-STAT signaling pathway.

Согласно изобретению указанная глиома является глиомой IV степени злокачественности.According to the invention, said glioma is grade IV glioma.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает фармацевтическую композицию, содержащую терапевтически эффективное количество агента, ингибирующего LIF, вместе с фармацевтически приемлемым носителем, для ее применения в способе по изобретению, где ингибирующий агент выбирают из антитела и миРНК.Another aspect of the present invention provides a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of an LIF inhibitory agent, together with a pharmaceutically acceptable carrier, for use in the method of the invention, wherein the inhibitory agent is selected from an antibody and an siRNA.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает способ лечения пациента, страдающего от глиомы, который включает:Another aspect of the present invention provides a method of treating a patient suffering from glioma, which includes:

(а) количественное определение уровней экспрессии LIF в указанном пациенте, (b) сравнение уровней экспрессии с контрольным уровнем и (c) введение агента, ингибирующего LIF, пациенту, имеющему уровень экспрессии LIF больше, чем контрольный уровень, где ингибирующий агент выбирают из анти-LIF антитела и анти-LIF миРНК.(a) quantifying LIF expression levels in said patient, (b) comparing expression levels with a control level, and (c) administering an LIF inhibitory agent to a patient having a LIF expression level greater than the control level, wherein the inhibitory agent is selected from anti- LIF antibodies and anti-LIF siRNA.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает in vitro способ отбора пациентов, страдающих от глиомы, которые будут подвергнуты лечению агентом, ингибирующим LIF, который включает:Another aspect of the present invention provides an in vitro method for selecting patients suffering from glioma to be treated with a LIF inhibitory agent, which comprises:

(a) количественное определение уровней экспрессии LIF в образце из указанного пациента и(a) quantifying LIF expression levels in a sample from said patient, and

- 1 040048 (b) сравнение указанных уровней экспрессии с контрольными уровнями, где если уровни экспрессии LIF в образце из указанного пациента выше, чем контрольные значения, то указанного пациента отбирают для получения лечения агентом, ингибирующим LIF, и где ингибирующий агент выбирают из анти-LIF антитела и анти-LIF миРНК.- 1 040048 (b) comparing said expression levels with control levels, where if LIF expression levels in a sample from said patient are higher than control values, then said patient is selected to receive treatment with a LIF inhibitory agent, and where the inhibitory agent is selected from anti- LIF antibodies and anti-LIF siRNA.

Согласно изобретению указанный агент действует через ингибирование самообновления опухолевых стволовых клеток.According to the invention, said agent acts by inhibiting the self-renewal of tumor stem cells.

Согласно изобретению антитела являются ингибирующими антителами, специфичными к LIF или антителами, блокирующими рецепторы LIF.According to the invention, the antibodies are inhibitory antibodies specific for LIF or antibodies that block LIF receptors.

Согласно изобретению указанная глиома вызывается высокой активностью сигнального пути JAKSTAT.According to the invention, said glioma is caused by high activity of the JAKSTAT signaling pathway.

Согласно изобретению указанная глиома является глиомой IV степени злокачественности.According to the invention, said glioma is grade IV glioma.

Другой аспект настоящего изобретения предусматривает in vitro способ прогноза продолжительности жизни пациентов, страдающих от глиомы, включающий количественную оценку уровней экспрессии гена, кодирующего LIF или белка, кодируемого указанным геном, в биологическом образце от указанного пациента, где увеличение экспрессии гена, кодирующего LIF, или белка, кодируемого указанным геном, относительно экспрессии гена, кодирующего LIF, или белка, кодируемого указанным геном, в контрольном образце, свидетельствует от сниженной продолжительности жизни.Another aspect of the present invention provides an in vitro method for predicting the lifespan of patients suffering from glioma, comprising quantifying expression levels of a gene encoding LIF or a protein encoded by said gene in a biological sample from said patient, wherein the increase in expression of a gene encoding LIF or protein , encoded by the specified gene, relative to the expression of the gene encoding LIF, or the protein encoded by the specified gene, in the control sample, indicates a reduced lifespan.

Согласно изобретению глиома характеризуется представлением высоких уровней LIF в подмножестве пациентов.According to the invention, glioma is characterized by the presentation of high levels of LIF in a subset of patients.

Согласно изобретению глиома является глиобластомой.According to the invention, the glioma is a glioblastoma.

Согласно изобретению количественный анализ уровней экспрессии гена, кодирующего LIF, включает количественный анализ матричной РНК (мРНК) указанного гена, фрагмента указанной мРНК, комплементарной ДНК (кДНК) указанного гена, фрагмента указанной кДНК или их смесей.According to the invention, quantitative analysis of expression levels of a gene encoding LIF includes quantitative analysis of messenger RNA (mRNA) of said gene, fragment of said mRNA, complementary DNA (cDNA) of said gene, fragment of said cDNA, or mixtures thereof.

Согласно изобретению количественный анализ уровней экспрессии гена, кодирующего LIF, осуществляют количественной полимеразной цепной реакцией (ПЦР).According to the invention, the quantitative analysis of expression levels of the gene encoding LIF is carried out by quantitative polymerase chain reaction (PCR).

Согласно изобретению количественный анализ уровней белка осуществляют вестерн-блоттингом, иммуногистохимией или ИФА.According to the invention, quantitative analysis of protein levels is carried out by Western blotting, immunohistochemistry or ELISA.

Согласно изобретению количественный анализ уровней белка осуществляют определением активности указанного белка.According to the invention, the quantitative analysis of protein levels is carried out by determining the activity of said protein.

Краткое описание фигурBrief description of the figures

Фиг. 1. Воздействие TGFe на самообновление GIC, полученных из пациентов.Fig. 1. Effect of TGFe on the self-renewal of patient-derived GICs.

(А) Репрезентативные изображения РСТС и нейросфер GBM, полученных из образцов 3 различных пациентов с GBM (GBM1, GBM2, GBM3).(A) Representative images of PCTS and GBM neurospheres obtained from samples from 3 different GBM patients (GBM1, GBM2, GBM3).

(В) Мусаси-1 (Msi-1), Sox2, Нестин и β-актин определяли с помощью ПЦР-ВР анализа РСТС и нейросфер 3 образцов человеческого GBM.(B) Musashi-1 (Msi-1), Sox2, Nestin, and β-actin were determined by RT-PCR analysis of PCTS and neurospheres 3 of human GBM samples.

(С) 100000 нейросфер (nsph.) или клеток РСТС, полученных из образцов опухолей GBM1, GBM2 и GBM3 в каждом случае интракраниально инокулировали в трех мышей Balbc nu/nu. В каждой мыши на 30-40 день осуществляли исследования с магнитно-резонансной томографией (МРТ). Изображения представляют пример мышей инокулированных нейросферой или клетками РСТС, полученными из GBM1. Мышей взвешивали дважды в неделю. На графике представлены мыши, инокулированные клетками, полученными у GBM1.(C) 100,000 neurospheres (nsph.) or PCTC cells derived from GBM1, GBM2 and GBM3 tumor samples were inoculated intracranially in each case into three Balbc nu/nu mice. Magnetic resonance imaging (MRI) studies were performed in each mouse on day 30-40. The images represent an example of mice inoculated with neurosphere or PCTC cells derived from GBM1. Mice were weighed twice a week. The graph shows mice inoculated with cells derived from GBM1.

(D и Е) Клетки нейросфер указанных GBM инкубировали в отсутствие факторов роста со 100 пМ TGFe1 и/или 2 мкМ ингибитора TeRI в течение 7 дней и определяли количество вновь образованных нейросфер (D) и общее количество клеток (Е).(D and E) Neurosphere cells of the indicated GBMs were incubated in the absence of growth factors with 100 pM TGFe1 and/or 2 μM TeRI inhibitor for 7 days and the number of newly formed neurospheres (D) and the total number of cells (E) were determined.

(F) Репрезентативные изображения нейросфер GBM1, обработанных, как указано в D и Е.(F) Representative images of GBM1 neurospheres processed as indicated in D and E.

Фиг. 2. Иммуногистохимия указанных маркеров в нейросферах, полученных из GBM1, и в нейросферах, дифференцированных в сыворотке, полученной из GBM1.Fig. 2. Immunohistochemistry of these markers in GBM1-derived neurospheres and in neurospheres differentiated in GBM1-derived serum.

Фиг. 3. TGFe индуцирует экспрессию LIF в нейросферах РСТС и GBM.Fig. 3. TGFe induces LIF expression in PCTS and GBM neurospheres.

(А) Клетки РСТС из 11 образцов указанных GBM (GBM1-11) обрабатывали 100 пМ TGFe1 в течение 3 ч в среде без среды или оставляли необработанными, и уровни экспрессии LIF определяли посредством количественной ПЦР-РВ. β-актин определили в качестве внутреннего контроля для нормализации.(A) PCTC cells from 11 samples of indicated GBMs (GBM1-11) were treated with 100 pM TGFe1 for 3 h in medium-free medium or left untreated, and LIF expression levels were determined by qPCR-RT. β-actin was determined as an internal control for normalization.

(В) Клетки нейросфер GBM обрабатывали как в А, а уровни экспрессии LIF определяли с помощью количественной ПЦР-РВ как в А.(B) GBM neurosphere cells were treated as in A and LIF expression levels were determined by qPCR-RT as in A.

(С) Нейросферы GBM инкубировали с 100 пМ TGFe1 и/или 2 μМ ингибитором TeRI в течение 3 ч в среде без сыворотки и уровни мРНК LIF определяли с помощью количественной ПЦР-РВ как в A.(C) GBM neurospheres were incubated with 100 pM TGFe1 and/or 2 μM TeRI inhibitor for 3 h in serum-free medium and LIF mRNA levels were determined by qPCR-RT as in A.

(D) Нейросферы GBM1 инкубировали с 100 пМ TGFe1, TGFe2 и TGFe3 в течение 3 ч в в среде без сыворотки и уровни мРНК LIF определяли с помощью количественной ПЦР-РВ, как в А.(D) GBM1 neurospheres were incubated with 100 pM TGFe1, TGFe2 and TGFe3 for 3 h in serum free medium and LIF mRNA levels were determined by qPCR-RT as in A.

(Е) Уровни секретируемого белка LIF определяли посредством ИФА в нейросферах GBM1 после 48 ч обработки со 100 пМ TGFe1.(E) LIF secreted protein levels were determined by ELISA in GBM1 neurospheres after 48 h of treatment with 100 pM TGFe1.

Фиг. 4. TGFe индуцирует транскрипцию LIF посредством активированного комплекса Smad.Fig. 4. TGFe induces transcription of LIF via activated Smad complex.

(А) Схемы индикаторных конструктов люцифераза-LIF.(A) Schematics of luciferase-LIF indicator constructs.

- 2 040048 (В) Клетки глиомы А172 трансфецировали индикаторным конструктом люцифераза-LIF (-534/+32), (-276/+32), (-275/+32) mutSBE или (-73/+32). Через 16 ч после трансфекции клетки обрабатывали 100 пМ- 2 040048 (B) A172 glioma cells were transfected with the indicator construct luciferase-LIF (-534/+32), (-276/+32), (-275/+32) mutSBE or (-73/+32). 16 h after transfection, cells were treated with 100 pM

TGFe1 в течение 20 ч и анализировали активность люциферазы.TGFe1 for 20 h and analyzed the activity of luciferase.

(С) Клетки U373MG обрабатывали 100 пМ TGFe1 в течение 3 ч и осуществляли ChIP-анализы с указанными антителами и указанными праймерами ПЦР.(C) U373MG cells were treated with 100 pM TGFe1 for 3 h and ChIP assays were performed with the indicated antibodies and the indicated PCR primers.

(D, Е) Уровни LIF определяли с помощью количественной ПЦР-РВ в U373MG (D) или нейросферах GBM (Е), обработанных 100 пМ TGFe1 в течение 3 ч после сайленсинга, опосредованного миРНК указанных представителей указанного семейства Smad. Вестерн-блоттинг осуществляли с помощью антител, специфичных для Smad или количественной ПЦР-РВ Smad4. β-актин определили в качестве внутреннего контроля для нормализации.(D, E) LIF levels were determined by qRT-PCR in U373MG (D) or GBM neurospheres (E) treated with 100 pM TGFe1 for 3 h after siRNA-mediated silencing of the indicated members of the indicated Smad family. Western blotting was performed using antibodies specific for Smad or quantitative PCR-RT Smad4. β-actin was determined as an internal control for normalization.

Фиг. 5. TGFe индуцирует сигнальный путь LIF-JAK-STAT в нейросферах GBM, полученных из пациентов.Fig. 5. TGFe induces the LIF-JAK-STAT signaling pathway in patient-derived GBM neurospheres.

(А) Уровни p-STAT3 и STAT3 определяли вестерн-блоттингом нейросфер образца GBM1, обработанного 20 нг/мл LIF в течение указанных периодов времени.(A) p-STAT3 and STAT3 levels were determined by Western blotting of the neurospheres of a GBM1 sample treated with 20 ng/ml LIF for the indicated time periods.

(В) Нейросферы образца GBM1 обрабатывали 20 нг/мл LIF и/или 0,5 мкМ Р6 в течение 15 мин и уровни общих p-STAT3 и STAT3 определяли с помощью вестерн-блоттинга.(B) Sample GBM1 neurospheres were treated with 20 ng/ml LIF and/or 0.5 μM P6 for 15 min and total p-STAT3 and STAT3 levels were determined by Western blotting.

(С) Нейросферы образца GBM1 обрабатывали 100 пМ TGFe1 или 2 мкМ ингибитором TeRI в течение 4 ч в отсутствие EFG и FGF, а уровни p-STAT3, STAT3, p-Smad2, Smad2 и α-тубулина определяли вестерн-блоттингом.(C) Sample GBM1 neurospheres were treated with 100 pM TGFe1 or 2 μM TeRI inhibitor for 4 h in the absence of EFG and FGF, and p-STAT3, STAT3, p-Smad2, Smad2 and α-tubulin levels were determined by Western blotting.

(D) Нейросферы образца GBM1 обрабатывали 100 пМ TGFe1 или 2 мкМ ингибитором TeRI или блокирующим антителом к LIF в течение 4 ч в отсутствие EFG и FGF, а уровни общих p-STAT3 и STAT3 определяли вестерн-блоттингом.(D) GBM1 sample neurospheres were treated with 100 pM TGFe1 or 2 μM TeRI inhibitor or anti-LIF blocking antibody for 4 h in the absence of EFG and FGF, and total p-STAT3 and STAT3 levels were determined by Western blotting.

Фиг. 6. LIF опосредует увеличение самообновления GIC посредством TGFe.Fig. 6. LIF mediates an increase in GIC self-renewal via TGFe.

(A, В) Клетки нейросфер GBM1, GBM2 и GBM3 обрабатывали 100 пМ TGFe1, 20 нг/мл LIF и/или нейтрализующим антителом к LIF и 0.5 мкМ Р6 в отсутствии EGF и FGF и определяли количество новообразованных нейросфер (А) или общее количество клеток (В).(A, B) GBM1, GBM2 and GBM3 neurosphere cells were treated with 100 pM TGFe1, 20 ng/ml LIF and/or a neutralizing antibody to LIF and 0.5 μM P6 in the absence of EGF and FGF and the number of newly formed neurospheres was determined (A) or the total number of cells (IN).

(С) Репрезентативные изображения нейросфер GBM1, обработанных, как указано в А и В.(C) Representative images of GBM1 neurospheres processed as indicated in A and B.

Фиг. 7. TGFe и LIF предотвращают дифференцировку нейросфер GBM.Fig. 7. TGFe and LIF prevent differentiation of GBM neurospheres.

(А) Иммуногистохимию указанных белков осуществляли в нейросферах полученных из GBM1, обработанных 100 пМ TGFe1 или 20 нг/мл LIF в течение 7 дней в отсутствие факторов роста и в последние 3 дня на стеклах, покрытых полиА-лизином.(A) Immunohistochemistry of these proteins was performed on GBM1 derived neurospheres treated with 100 pM TGFe1 or 20 ng/ml LIF for 7 days in the absence of growth factors and for the last 3 days on polyA-lysine coated slides.

(В) Уровни мРНК Мусаси-1 (Msi-D), Sox2 и Нестин определяли в нейросферах GBM1 через 7 дней после указанных обработок без факторов роста. В качестве внутреннего контроля для нормализации использовали уровни 18S РНК.(B) Musashi-1 (Msi-D), Sox2 and Nestin mRNA levels were determined in GBM1 neurospheres 7 days after said treatments without growth factors. 18S RNA levels were used as an internal control for normalization.

Фиг. 8. Воздействие TGFe на способность самообновления нормальных человеческих нейропредшественников. (А) Иммуногистохимию указанных маркеров осуществляли в человеческих нефросферахнейропредшественниках. (В) Нейросферы образца GBM1 и человеческие нейропредшественники инкубировали с указанными представителями 100 пМ семейства TGFe в течение 3 часов и определяли уровни мРНК LIF. (С, D) Клетки нейросфер нормальных человеческих нейропредшественников инкубировали в тех же условиях, которые были описаны выше в фиг. 1D в присутствии 100 пМ TGFe1 или 20 нг/мл LIF в течение 7 дней и определяли количество новообразованных нейросфер (С) и общее количество клеток (D).Fig. 8. Effects of TGFe on the self-renewal ability of normal human neuroprogenitors. (A) Immunohistochemistry of these markers was performed in human neuroprogenitor nephrospheres. (B) Sample GBM1 neurospheres and human neuroprogenitors were incubated with the indicated members of the TGFe family at 100 pM for 3 hours and LIF mRNA levels were determined. (C, D) Normal human neuroprogenitor neurosphere cells were incubated under the same conditions as described above in FIG. 1D in the presence of 100 pM TGFe1 or 20 ng/ml LIF for 7 days and the number of newly formed neurospheres (C) and the total number of cells (D) were determined.

Фиг. 9. Экспрессия LIF в опухолях-глиомах человека.Fig. 9. Expression of LIF in human glioma tumors.

(А) Транскрипты LIF, TGFe2, Мусаси-1 (Msi-D), Sox2 и Нестин определяли анализом количественной ПЦР-РВ в 39 образцах, полученных из пациентов-людей с глиомой.(A) Transcripts of LIF, TGFe2, Musashi-1 (Msi-D), Sox2 and Nestin were determined by qPCR-RT analysis in 39 samples obtained from human patients with glioma.

(В) Корреляции между LIF и TGFe2, Мусаси-1 (Msi-1), Sox2 или Нестин. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена (Rho), двухсторонняя значимость.(B) Correlations between LIF and TGFe2, Musashi-1 (Msi-1), Sox2, or Nestin. Spearman's rank correlation coefficient (Rho), two-tailed significance.

(С) TGFe способствует самообновлению GSC посредством индукции LIF, что приводит к увеличению количества в опухолевой массе группы клеток, подобных стволовым.(C) TGFe promotes self-renewal of GSCs through induction of LIF, which leads to an increase in the number of stem-like cell groups in the tumor mass.

Фиг. 10. Уровни мРНК LIF у пациентов с глиомой связаны со средней продолжительностью жизни. Кривые Каплана-Мейера демонстрируют, что общее выживание пациентов с глиомой с положительно регулируемыми уровнями мРНК LIF, >2 раза, значительно ниже, чем у остальной части пациентов (Р=7,2Е-8) согласно логранговому критерию. Данные получены из программы репозитория молекулярных данных неоплазий мозга (англ. REpository for Molecular BRAin Neoplasia DaTa (REMBRANDT)) Национального института рака.Fig. 10. LIF mRNA levels in glioma patients are associated with mean lifespan. Kaplan-Meier curves demonstrate that the overall survival of glioma patients with positively regulated LIF mRNA levels, >2-fold, is significantly lower than the rest of the patients (P=7.2E-8) according to the log-rank test. Data obtained from the REpository for Molecular BRAin Neoplasia DaTa (REMBRANDT) program of the National Cancer Institute.

Фиг. 11. Уровни мРНК LIF у пациентов с глиобластомой (GBM) связаны со средней продолжительностью жизни. Кривые Каплана-Мейера показывают, что общее выживание пациентов с GBM с положительно регулируемыми уровнями мРНК LIF, >9 раза, значительно ниже, чем у остальной части пациентов (р=6,9Е-4) согласно логранговому критерию. Данные получены из программы репозитория молекулярных данных неоплазий мозга (англ. REpository for Molecular BRAin Neoplasia DaTa (REMBRANDT))Fig. 11. LIF mRNA levels in patients with glioblastoma (GBM) are associated with mean lifespan. The Kaplan-Meier curves show that the overall survival of GBM patients with positively regulated LIF mRNA levels, >9-fold, is significantly lower than that of the rest of the patients (p=6.9E-4) by log-rank test. Data obtained from the REpository for Molecular BRAin Neoplasia DaTa (REMBRANDT) program.

- 3 040048- 3 040048

Национального института рака.National Cancer Institute.

Фиг. 12. Некоторые пациенты с определенными типами опухолей имеют аббератно высокие уровниFig. 12. Some patients with certain tumor types have abnormally high levels

LIF. Уровни мРНК LIF в различных типах опухолей показали, что некоторые пациенты (кружки) имеют аберрантно высокие уровни LIF. Данные получены у биоинформатической команды GeneSapiens (www.genesapiens.org).L.I.F. LIF mRNA levels in various tumor types showed that some patients (circles) have aberrantly high LIF levels. Data obtained from the GeneSapiens bioinformatics team (www.genesapiens.org).

Обозначения номеров: 1) пре-В-клеточный острый лимфобластный лейкоз (В-АЛЛ); 2) пре-Тклеточный острый лимфобластный лейкоз (Т-АЛЛ); 3) В-клеточный хронический лимфолейкоз (В-ХЛЛ); 4) острый миелоидный лейкоз (ОМЛ); 5) плазмоклеточный лейкоз; 6) миелома; 7) В-клеточная лимфома; 8) лимфома Беркитта; 9) Т-клеточная лимфома; 10) хондросаркома; 11) остеосаркома; 12) саркома Юинга; 13) синовиальная саркома; 14) лейомиосаркома; 15) рабдомиосаркома; 16) липосаркома; 17) саркома, без дополнительных уточнений (БДУ); 18) кожная плоскоклеточная карцинома; 19) меланома; 20) глиома; 21) нейробластома; 22) злокачественная опухоль оболочек периферических нервов (ЗООПН); 23) хордома; 24) плоскоклеточная карцинома полости рта; 25) плоскоклеточная карцинома гортаноглотки; 26) карцинома околоушной железы; 27) аденокарцинома легкого; 28) крупноклеточный рак легкого; 29) мелкоклеточный рак легкого; 30) плоскоклеточная карцинома легкого; 31) карциноидная опухоль легкого; 32) мезотелиома; 33) аденокарцинома пищевода; 34) аденокарцинома желудка; 35) желудочнокишечная стромальная опухоль (ЖКСО); 36) аденокарцинома тонкой кишки; 37) колоректальная карцинома; 38) рак печени; 39) рак поджелудочной железы; 40) опухоли надпочечников; 41) карцинома щитовидной железы; 42) онкоцитома почки; 43) рак почки; 44) нефробластома; 45) рак мочевого пузыря; 46) семинома яичка; 47) несеминома яичка, 48) аденокарцинома предстательной железы; 49) протоковый рак молочной железы; 50) лобулярный (дольковый) рак молочной железы; 51) медуллярный рак молочной железы; 52) другой рак молочной железы; 53) карцинома молочной железы, БДУ, 54) светлоклеточная карцинома яичников; 55) эндометриоидный рак яичников; 56) герминома яичников; 57) слизеобразующая карцинома яичника; 58) серозная карцинома яичников; 59) аденокарцинома яичников, без дополнительного уточнения (БДУ); 60) другая опухоль яичника; 61) аденокарцинома брюшины; 62) саркома матки; 63) аденокарцинома матки; 64) плоскоклеточная карцинома матки; 65) мюллерова опухоль матки; 66) аденокарцинома шейки матки; 67) плоскоклеточная карцинома шейки матки; 68) карцинома вагины/вульвы.Number designations: 1) pre-B-cell acute lymphoblastic leukemia (B-ALL); 2) pre-T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL); 3) B-cell chronic lymphocytic leukemia (B-CLL); 4) acute myeloid leukemia (AML); 5) plasma cell leukemia; 6) myeloma; 7) B-cell lymphoma; 8) Burkitt's lymphoma; 9) T-cell lymphoma; 10) chondrosarcoma; 11) osteosarcoma; 12) Ewing's sarcoma; 13) synovial sarcoma; 14) leiomyosarcoma; 15) rhabdomyosarcoma; 16) liposarcoma; 17) sarcoma, not specified (NOS); 18) cutaneous squamous cell carcinoma; 19) melanoma; 20) glioma; 21) neuroblastoma; 22) malignant tumor of peripheral nerve sheaths (MNM); 23) chordoma; 24) squamous cell carcinoma of the oral cavity; 25) squamous cell carcinoma of the laryngopharynx; 26) carcinoma of the parotid gland; 27) lung adenocarcinoma; 28) large cell lung cancer; 29) small cell lung cancer; 30) squamous cell carcinoma of the lung; 31) carcinoid tumor of the lung; 32) mesothelioma; 33) adenocarcinoma of the esophagus; 34) adenocarcinoma of the stomach; 35) gastrointestinal stromal tumor (GIST); 36) adenocarcinoma of the small intestine; 37) colorectal carcinoma; 38) liver cancer; 39) pancreatic cancer; 40) tumors of the adrenal glands; 41) thyroid carcinoma; 42) kidney oncocytoma; 43) kidney cancer; 44) nephroblastoma; 45) bladder cancer; 46) testicular seminoma; 47) testicular non-seminoma; 48) prostate adenocarcinoma; 49) ductal breast cancer; 50) lobular (lobular) breast cancer; 51) medullary breast cancer; 52) other breast cancer; 53) breast carcinoma, NOS; 54) clear cell carcinoma of the ovaries; 55) endometrioid ovarian cancer; 56) ovarian germinoma; 57) mucus-forming ovarian carcinoma; 58) serous ovarian carcinoma; 59) ovarian adenocarcinoma, not otherwise specified (NOS); 60) another ovarian tumor; 61) peritoneal adenocarcinoma; 62) uterine sarcoma; 63) adenocarcinoma of the uterus; 64) squamous cell carcinoma of the uterus; 65) Mullerian tumor of the uterus; 66) adenocarcinoma of the cervix; 67) squamous cell carcinoma of the cervix; 68) carcinoma of the vagina/vulva.

Подробное описание изобретения Терапевтические способы изобретенияDetailed Description of the Invention Therapeutic Methods of the Invention

К своему удивлению авторы настоящего изобретения обнаружили что, цитокин IL-6-типа, более конкретно LIF, вовлечен в активацию каскада JAK-STAT, опосредованного TGFe, что, таким образом, приводит к индукции процесса клеточной пролиферации и к увеличению количества опухолевых стволовых клеток (злокачественных опухолевых стволовых клеток). Основываясь на этом факте, авторы открыли новый терапевтический путь для лечения заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией, например, таких как злокачественные новообразования, а особенно для лечения злокачественных новообразований, вызванных высокой активностью сигнального пути JAK-STAT, где указанная терапия основана на применении ингибиторов цитокинов IL-6-типа. Идентификация LIF в качестве элемента, лежащего ниже TGFe, при активации JAK-STAT дополнительно делает возможным более эффективное ингибирование указанного каскада JAK-STAT, потому что предотвращает активацию не только при активации посредством TGFe, но также при активации посредством других стимулов, таких как интерлейкины, эритропоэтин, гормон роста пролактин и т.п.Surprisingly, the present inventors have found that the IL-6-type cytokine, more specifically LIF, is involved in the activation of the JAK-STAT cascade mediated by TGFe, thus leading to the induction of cell proliferation and an increase in tumor stem cells ( malignant tumor stem cells). Based on this fact, the authors discovered a new therapeutic route for the treatment of diseases associated with unwanted cell proliferation, such as malignancies, and especially for the treatment of malignancies caused by high activity of the JAK-STAT signaling pathway, where this therapy is based on the use of inhibitors IL-6-type cytokines. The identification of LIF as an element downstream of TGFe upon activation of JAK-STAT further enables more effective inhibition of said JAK-STAT cascade, because it prevents activation not only upon activation by TGFe, but also upon activation by other stimuli such as interleukins, erythropoietin, growth hormone prolactin, and the like.

Следовательно, в одном аспекте, изобретение относится к агенту, ингибирующему экспрессию и/или активность цитокинов IL-6-типа для лечения заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией.Therefore, in one aspect, the invention relates to an agent that inhibits the expression and/or activity of IL-6-type cytokines for the treatment of diseases associated with unwanted cell proliferation.

Не желая быть связанными теорией, считаем, что эффект LIF и его ингибиторов на пролиферацию опухолей лежит в способности LIF промотировать пролиферацию опухолевых стволовых клеток. Обработка ингибиторами LIF будет, следовательно, особенно требоваться в тех опухолях, в которых есть высокая экспрессия цитокина IL-6-типа, а более конкретно LIF, а также будет представлять интерес обработка опухолей устойчивых к химиотерапии, учитывая известную способность опухолевых стволовых клеток быть устойчивыми к химиотерапии. И наконец, учитывая то, что опухолевые стволовые клетки, по всей видимости, ответственны за рецидивы, применение ингибиторов LIF для лечения заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией, будет особенно подходящим для предотвращения возникновения рецидивов.Without wishing to be bound by theory, it is believed that the effect of LIF and its inhibitors on tumor proliferation lies in the ability of LIF to promote tumor stem cell proliferation. Treatment with LIF inhibitors will therefore be particularly required in those tumors in which there is high expression of the IL-6-type cytokine, and more specifically LIF, and treatment of chemotherapy-resistant tumors will also be of interest given the known ability of tumor stem cells to be resistant to chemotherapy. Finally, given that tumor stem cells appear to be responsible for relapses, the use of LIF inhibitors for the treatment of diseases associated with unwanted cell proliferation would be particularly useful in preventing relapses.

Следовательно, в первом аспекте изобретение относится к агенту, ингибирующему экспрессию и/или активность цитокинов IL-6-типа для лечения заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией.Therefore, in a first aspect, the invention relates to an agent that inhibits the expression and/or activity of IL-6-type cytokines for the treatment of diseases associated with unwanted cell proliferation.

В другом аспекте изобретение относится к способу лечения заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией, включающему введение агента, ингибирующего экспрессию и/или активность цитокина IL-6-типа. В другом аспекте изобретение относится к агенту, ингибирующему экспрессию и/или активность цитокина IL-6-типа для производства фармацевтической композиции для ле- 4 040048 чения заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией. В контексте настоящего изобретения цитокин IL-6-типа понимается как цитокин-представитель семейства IL-6, которое включает IL-6, IL-11, лейкемический ингибирующий фактор (LIP), онкостатин М (OSM), кардиотрофин-1 (СТ-1), цилиарный нейротрофический фактор (CNTF), и кардиотрофин-подобный цитокин (CLC), активирующий сигнальный путь JAK-STAT. Эти цитокины участвуют в том же рецепторном комплексе, в котором обычным компонентом является субъединица рецептора гликопротеина 130 (gp130).In another aspect, the invention relates to a method for treating diseases associated with unwanted cell proliferation, comprising administering an agent that inhibits the expression and/or activity of an IL-6-type cytokine. In another aspect, the invention relates to an agent that inhibits the expression and/or activity of an IL-6-type cytokine for the manufacture of a pharmaceutical composition for the treatment of diseases associated with unwanted cell proliferation. In the context of the present invention, an IL-6-type cytokine is understood to be a cytokine member of the IL-6 family, which includes IL-6, IL-11, leukemic inhibitory factor (LIP), oncostatin M (OSM), cardiotrophin-1 (CT-1 ), ciliary neurotrophic factor (CNTF), and cardiotrophin-like cytokine (CLC), which activates the JAK-STAT signaling pathway. These cytokines participate in the same receptor complex in which the glycoprotein 130 (gp130) receptor subunit is a common component.

Следовательно, в конкретном воплощении изобретения, цитокин IL-6-типа выбирают из LIF, IL-6, IL-11, онкостатина М, карцтиотрофина-1, CNTF и CLC. В еще одном конкретном воплощении цитокином IL-6-типа является LIF.Therefore, in a specific embodiment of the invention, the IL-6-type cytokine is selected from LIF, IL-6, IL-11, oncostatin M, carcinotrophin-1, CNTF and CLC. In yet another specific embodiment, the IL-6-type cytokine is LIF.

В контексте настоящего изобретения ингибирующий агент понимается как любое вещество или соединение, которое способно предотвратить или блокировать транскрипцию и трансляцию гена, кодирующего цитокин IL-6-типа (т.е. предотвратить или блокировать экспрессию указанного гена), или которое способно предотвратить осуществление белком, кодируемым указанным геном, своей функции (активности), т.е. предотвратить способность цитокина IL-6-типа индуцировать активацию сигнального пути JAK-STAT. Анализы для определения является ли соединение агентом, ингибирующим цитокин IL-6типа, хорошо известны в данной области. Например, Mezt S. et al. (J. Biol. Chem, 2007, vol. 282:12381248) описывают анализ, основанный на способности ингибитора блокировать экспрессию репортерного гена, который находится под контролем промотора, чувствительного к цитокину IL-6. В конкретном случае LIF, анализы для идентификации ингибирующих агентов включают ингибирование дифференцировки клеток Ml мышиного миелоидного лейкоза в отсутствии LIF (WO 2005/30803), ингибирование стимуляции высвобождения кальция из клеток Jurkatt (US5980894), измерение фосфорилирования STAT-3 цитокином IL-6-типа (см. например, Пример 2, раздел 2.4 примеров настоящего описания) и т.п.In the context of the present invention, an inhibitory agent is understood to be any substance or compound that is capable of preventing or blocking the transcription and translation of a gene encoding an IL-6-type cytokine (i.e. preventing or blocking the expression of said gene), or that is capable of preventing a protein from encoded by the specified gene, its function (activity), i.e. prevent the ability of the IL-6-type cytokine to induce activation of the JAK-STAT signaling pathway. Assays for determining whether a compound is an IL-6 type cytokine inhibitory agent are well known in the art. For example, Mezt S. et al. (J. Biol. Chem, 2007, vol. 282:12381248) describe an assay based on the ability of an inhibitor to block the expression of a reporter gene that is under the control of an IL-6 cytokine sensitive promoter. In the specific case of LIF, assays to identify inhibitory agents include inhibition of differentiation of murine myeloid leukemia Ml cells in the absence of LIF (WO 2005/30803), inhibition of stimulation of calcium release from Jurkatt cells (US5980894), measurement of STAT-3 phosphorylation by IL-6-type cytokine (see, for example, Example 2, section 2.4 examples of this description), etc.

В качестве иллюстрации ингибирующими экспрессию LIF агентами, подходящими для применения в настоящем изобретении, являются, например, антисмысловые олигонуклеотиды, интерферирующие РНК (миРНК), каталитические РНК или специфические рибозимы, РНК с активностью ловушки, т.е. со способностью специфически связывать фактор (как правило, белковый) важный для экспрессии гена, и т.п. Кроме того, ингибирующими агентами, способными предотвращать осуществление функции белком, кодируемым указанным геном, кодирующим цитокин IL-6-типа, являются, например, ингибиторные пептиды белка, антитела, направленных конкретно против тех эпитопов белка, которые необходимы для осуществления его функции, или антитела против рецепторов цитокина IL-6-типа и т.п.By way of illustration, LIF expression-inhibiting agents suitable for use in the present invention are, for example, antisense oligonucleotides, interfering RNA (siRNA), catalytic RNA or specific ribozymes, RNA with decoy activity, i.e. with the ability to specifically bind a factor (usually a protein) important for gene expression, etc. In addition, inhibitory agents capable of preventing the function of the protein encoded by the specified gene encoding the IL-6 type cytokine are, for example, inhibitory peptides of the protein, antibodies directed specifically against those epitopes of the protein that are necessary for the implementation of its function, or antibodies against IL-6-type cytokine receptors and the like.

Следовательно, в конкретном воплощении изобретения, ингибирующий агент выбирают из группы, состоящей из миРНК, антисмысловых олигонуклеотидов, специфических рибозимов, антител, полипептидов и ингибиторов рецептора цитокина IL-6-типа.Therefore, in a specific embodiment of the invention, the inhibitory agent is selected from the group consisting of siRNAs, antisense oligonucleotides, specific ribozymes, antibodies, polypeptides, and IL-6-type cytokine receptor inhibitors.

миРНКmiRNA

Малые интерферирующие РНК, или миРНК (англ. siRNA), являются агентами, которые способны ингибировать экспрессию гена-мишени посредством РНК-интерференции. миРНК могут быть синтезированы химически, могут быть получены посредством in vitro транскрипции или могут быть синтезированы in vivo клеткой-мишенью. миРНК, как правило, состоят из двухцепочечной РНК длиной от 15 до 40 нуклеотидов, которая может содержать выступающую область на 3' и/или 5' конце длиной от 1 до 6 нуклеотидов. Длина выступающей области не зависит от общей длины молекулы миРНК. миРНК действует посредством деградации или посттрансляционного сайленсинга мессенджера-мишени.Small interfering RNAs, or siRNAs (eng. siRNA), are agents that are able to inhibit the expression of a target gene through RNA interference. siRNAs can be synthesized chemically, can be produced by in vitro transcription, or can be synthesized in vivo by the target cell. miRNAs typically consist of double-stranded RNA 15 to 40 nucleotides in length, which may contain an overhang at the 3' and/or 5' end of 1 to 6 nucleotides in length. The length of the protruding region does not depend on the total length of the miRNA molecule. siRNA acts through degradation or post-translational silencing of the target messenger.

миРНК может называться кшРНК (короткая шпилечная РНК, англ. shRNA), которая отличается тем, что антипараллельные цепи, образующие миРНК, соединены петлей или шпилечной областью. Эти миРНК являются соединениями короткой антисмысловой последовательности (от 19 до 25 нуклеотидов), за которой следует петля длиной от 5 до 9 нуклеотидов, за которой следует смысловая цепь. кшРНК могут кодироваться плазмидами или вирусами, особенно ретровирусами, а, более конкретно, ретровирусами и могут находиться под контролем промоторов, таких как промотор U6 РНК-полимеразы III.miRNA can be called shRNA (short hairpin RNA, English shRNA), which differs in that the antiparallel strands that form the miRNA are connected by a loop or hairpin region. These siRNAs are compounds of a short antisense sequence (19 to 25 nucleotides) followed by a loop of 5 to 9 nucleotides in length followed by a sense strand. shRNAs may be encoded by plasmids or viruses, especially retroviruses, and more particularly retroviruses, and may be under the control of promoters such as the U6 promoter of RNA polymerase III.

миРНК изобретения по существу являются гомологичными мРНК гена, кодирующего цитокин IL-6типа или геномной последовательности, кодирующей указанный белок. По существу является гомологичным понимается как обладание последовательностью, которая в достаточной степени комплементарна или похожа на целевую мРНК, так что миРНК способна вызвать деградацию последней посредством РНК-интерференции. миРНК, которые подходят для вызова указанной интерференции включают миРНК, образованные из РНК, а также миРНК содержащие различные химические модификации, такие как миРНК, в которой связи между нуклеотидами отличаются от тех, которые обнаружены в природе, примером являются фосфоротиоатные связи, конъюгаты цепи РНК с функциональным реактивом, таким как флюорофор. Модификации концов РНК-цепей, особенно 3' конца, посредством модификации различными функциональными группами гидроксила в позиции 2'.miRNAs of the invention are essentially homologous to mRNAs of the gene encoding the IL-6 type cytokine or the genomic sequence encoding said protein. Essentially being homologous is understood as having a sequence that is sufficiently complementary to or similar to the target mRNA such that the miRNA is capable of causing degradation of the latter via RNA interference. miRNAs that are suitable for causing this interference include miRNAs formed from RNA, as well as miRNAs containing various chemical modifications, such as miRNA, in which the bonds between nucleotides are different from those found in nature, an example is phosphorothioate bonds, conjugates of an RNA chain with a functional reagent such as a fluorophore. Modification of the ends of RNA strands, especially the 3' end, by modification with various hydroxyl functional groups in the 2' position.

Нуклеотиды с модифицированными сахарами, такие как О-алкилированные остатки в позиции 2', примером является 2'-О-метилрибоза- р 2'-О-фторрибоза.Nucleotides with modified sugars, such as O-alkylated residues in the 2' position, an example is 2'-O-methylribose-p 2'-O-fluororibose.

Нуклеотиды с модифицированными основаниями, такие как галогенированные основания (например, 5-бромоурацил и 5-йодурацил), алкилированные основания (например, 7-метилгуанозин).Base-modified nucleotides such as halogenated bases (eg 5-bromouracil and 5-ioduracil), alkylated bases (eg 7-methylguanosine).

миРНК и кшРНК изобретения могут быть получены с помощью множества методов, известныхsiRNA and shRNA of the invention can be obtained using a variety of methods known

- 5 040048 специалисту в данной области. Например, миРНК может быть химически синтезирована из рибонуклеозидов, защищенных фосфорамидитами в обычном ДНК/РНК-синтезаторе. В ином случае миРНК может быть получена рекомбинантным способом из плазмиды и вирусного вектора, в случае которых область, кодирующая цепь или цепи, образующие миРНК, находится под функциональным контролем промоторов РНК-полимеразы III. В клетках РНаза Dicer процессирует кшРНК в функциональную миРНК.- 5 040048 specialist in this field. For example, miRNA can be chemically synthesized from phosphoramidite-protected ribonucleosides in a conventional DNA/RNA synthesizer. Alternatively, siRNA can be produced recombinantly from a plasmid and a viral vector, in which case the region coding for the siRNA-forming strand or strands is under the functional control of RNA polymerase III promoters. In cells, RNase Dicer processes shRNA into functional siRNA.

Область нуклеотидной последовательности, которая берется за основу для разработки миРНК, не ограничена и может содержать область кодирующей последовательности (между старт-кодоном и последним кодоном) или может, в ином случае, содержать последовательности 5' или 3' нетранслируемой области, предпочтительно длиной от 25 до 50 нуклеотидов и в любой позиции в 3' направлении относительно старт-кодона. Один из способов разработки миРНК включает идентификацию мотивов AA(N19)TT в которых N может быть любым нуклеотидом в последовательности, кодирующей цитокин IL-6-типа, и отбор тех из них, которые имеют высокое содержание G/C. Если указанный мотив не найдет, возможно идентифицировать мотив NA(N21), в котором N может быть любым нуклеотидом.The region of the nucleotide sequence that is taken as the basis for the design of the siRNA is not limited and may contain a region of the coding sequence (between the start codon and the last codon) or may otherwise contain sequences of the 5' or 3' untranslated region, preferably from 25 up to 50 nucleotides and in any position in the 3' direction relative to the start codon. One way to design siRNAs involves identifying AA(N 19 )TT motifs in which N can be any nucleotide in the IL-6-type cytokine coding sequence and selecting those that have a high G/C content. If the indicated motif is not found, it is possible to identify the NA(N 21 ) motif, in which N can be any nucleotide.

Антисмысловые олигонуклеотидыAntisense oligonucleotides

В дополнительном аспекте изобретение относится к применению выделенных антисмысловых нуклеиновых кислот для ингибирования экспрессии, например, для ингибирования транскрипции и/или трансляции нуклеиновой кислоты, кодирующей цитокин IL-6-типа, активность которого ингибируется. Антисмысловые нуклеиновые кислоты могут связывать потенциальную лекарственную мишень посредством обычной комплементарности оснований, или, например, в случае связывания двухцепочечных ДНК, через специфические взаимодействия в большой борозде двойной спирали. Эти способы, в целом, относятся к диапазону методов используемых, как правило, в данной области, и включают любой способ, который основан на специфическом связывании с олигонуклеотидными последовательностями.In a further aspect, the invention relates to the use of isolated antisense nucleic acids to inhibit expression, for example, to inhibit transcription and/or translation of a nucleic acid encoding an IL-6-type cytokine whose activity is inhibited. Antisense nucleic acids can bind a potential drug target through normal base complementarity, or, for example, in the case of double-stranded DNA binding, through specific interactions in the major groove of the double helix. These methods generally fall within the range of methods commonly used in the art and include any method that relies on specific binding to oligonucleotide sequences.

Антисмысловой конструкт настоящего изобретения может быть доставлен, например, экспрессирующей плазмидой, которая при транскрипции в клетке, продуцирует РНК комплементарную, по меньшей мере, одной части клеточной мРНК, кодирующей цитокин IL-6-типа. В ином случае антисмысловой конструкт является олигонуклеотидным зондом, который получают ex vivo и который, если ввести его в клетку, ингибирует экспрессию посредством гибридизации с мРНК и/или геномными последовательностями целевой нуклеиновой кислоты. Такие олигонуклеоитидные зонды предпочтительно являются модифицированными олигонуклеотидами, которые устойчивы к эндогенным нуклеазам, например, экзонуклеазам и/или эндонуклеазам, и которые, следовательно, стабильны in vivo. Примерными молекулами нуклеиновой кислоты для применения в качестве антисмысловых олигонуклеотидов являются фосфорамидатные, фосфотионатные и метилфосфонатные аналоги ДНК (также см. документы пат. США 5176996; 5264564 и 5256775). Общие подходы при конструировании олигомеров, полезных при антисмысловой терапии, дополнительно были рассмотрены, например, в Van der Krol et al., BioTechniques 6: 958-976, 1988; and Stein et al., Cancer Res 48: 2659-2668, 1988.The antisense construct of the present invention can be delivered, for example, by an expression plasmid that, when transcribed in a cell, produces an RNA complementary to at least one portion of a cellular mRNA encoding an IL-6-type cytokine. Alternatively, the antisense construct is an oligonucleotide probe that is prepared ex vivo and that, when introduced into a cell, inhibits expression by hybridization with the mRNA and/or genomic sequences of the target nucleic acid. Such oligonucleotide probes are preferably modified oligonucleotides which are resistant to endogenous nucleases, eg exonucleases and/or endonucleases, and which are therefore stable in vivo. Exemplary nucleic acid molecules for use as antisense oligonucleotides are phosphoramidate, phosphothionate, and methylphosphonate DNA analogs (see also US Pat. Nos. 5,176,996; 5,264,564; and 5,256,775). General approaches in the design of oligomers useful in antisense therapy have been further discussed in, for example, Van der Krol et al., BioTechniques 6: 958-976, 1988; and Stein et al., Cancer Res 48: 2659-2668, 1988.

Что касается антисмысловой ДНК, то предпочтительными являются области олигодеоксирибонуклеотидов, полученные из сайта инициации трансляции, например, между -10 и +10 гена-мишени. Антисмысловые подходы включают разработку олигонуклеотидов (либо ДНК, либо РНК), которые комплементарны мРНК, кодирующей полипептид-мишень. Антисмысловые олигонуклеотиды будут связывать транскрипты мРНК и предотвращать трансляцию. Полная комплементарность не требуется, хотя и является предпочтительной. В случае двухцепочечных антисмысловых нуклеиновых кислот, одиночная цепь двухцепочечных ДНК, или может быть проверено образование трехцепочечных ДНК. Емкость гибридизации будет зависеть от степени комплементарности и от длины антисмысловой нуклеиновой кислоты. Как правило, чем более длинная нуклеиновая кислота гибридизуется, тем больше ошибок спаривания с РНК она может содержать, при этом формируя стабильный дуплекс (или триплекс, который может быть образован в зависимости от обстоятельств). Специалист в данной области может определить допустимую степень ошибок спаривания посредством применения стандартных процессов для определения температуры плавления комплекса гибридизации. Олигонуклеотиды, которые комплементарны 5' концу мРНК, например нетранслируемой 5' последовательности вплоть до и включая старт-кодон AUG, в целях ингибирования трансляции должны функционировать так эффективно, насколько это возможно. Однако недавно было показано, что последовательности комплементарные нетранслируемым 3' последовательностям мРНК также являются эффективными при ингибировании трансляции мРНК (Wagner, Nature 372: 333, 1994). Следовательно, олигонуклеотиды, комплементарные либо 5', либо 3' нетранслируемым, некодирующим областям гена могут быть использованы в антисмысловом подходе для ингибирования трансляции данной РНК. Олигонуклеотиды, комплементарные 5' нетранслируемой области мРНК должны включать фрагмент, комплементарный старт-кодону AUG. Олигонуклеотиды, комплементарные кодирующим областям мРНК, являются менее эффективными ингибиторами трансляции, но они также могут быть использованы в соответствии с изобретением. Если антисмысловые нуклеиновые кислоты сконструированы для гибридизации с 5', 3' или кодирующей областью мРНК, то они должны иметь длину, по меньшей мере, шесть олигонуклеотидов, а предпочтительно иметь не меньше чем около 100 или больше, предпочтительно иметь длину не меньше чем около 50, 25, 17 или 10 нуклеотидов.With respect to antisense DNA, oligodeoxyribonucleotide regions derived from the translation initiation site, eg between -10 and +10 of the target gene, are preferred. Antisense approaches involve designing oligonucleotides (either DNA or RNA) that are complementary to the mRNA encoding the target polypeptide. Antisense oligonucleotides will bind mRNA transcripts and prevent translation. Complete complementarity is not required, although it is preferred. In the case of double-stranded antisense nucleic acids, single-strand double-stranded DNA, or the formation of triple-stranded DNA can be tested. The hybridization capacity will depend on the degree of complementarity and on the length of the antisense nucleic acid. Generally, the longer the nucleic acid hybridizes, the more RNA mismatches it can contain while still forming a stable duplex (or triplex, which can be formed as the case may be). One of ordinary skill in the art can determine the tolerable degree of mismatching by applying standard processes for determining the melting temperature of a hybridization complex. Oligonucleotides that are complementary to the 5' end of the mRNA, such as the untranslated 5' sequence up to and including the AUG start codon, should function as efficiently as possible to inhibit translation. However, it has recently been shown that sequences complementary to untranslated 3' mRNA sequences are also effective in inhibiting mRNA translation (Wagner, Nature 372: 333, 1994). Therefore, oligonucleotides complementary to either the 5' or 3' untranslated, non-coding regions of a gene can be used in an antisense approach to inhibit translation of a given RNA. Oligonucleotides complementary to the 5' untranslated region of the mRNA must include a fragment complementary to the AUG start codon. Oligonucleotides complementary to mRNA coding regions are less effective inhibitors of translation, but they can also be used in accordance with the invention. If antisense nucleic acids are designed to hybridize to the 5', 3', or mRNA coding region, then they should be at least six oligonucleotides in length, and preferably not less than about 100 or more, preferably not less than about 50 , 25, 17 or 10 nucleotides.

Предпочтительно, если вначале проводятся in vitro исследования для количественной оценки спо- 6 040048 собности антисмысловых олигонуклеотидов ингибировать генную экспрессию. Предпочтительно, если в этих исследованиях используют контроли, различающие между антисмысловым ингибированием генов и неспецифическими биологическими эффектами олигонуклеотидов. Предпочтительно, если в этих исследованиях сравнивают уровни РНК или целевого белка с уровнями внутреннего РНК-или белкового контроля. Результаты, полученные с помощью антисмысловых олигонуклеотидов, могут быть сравнены с результатами, полученными с помощью контрольных олигонуклеотидов. Предпочтительно, если контрольный олигонуклеотид имеет ту же длину, что и анализируемый олигонуклеотид, и если олигонуклеотидная последовательность отличается от антисмысловой последовательности не больше, чем необходимо для предотвращения специфической гибридизации к последовательностью-мишенью.Preferably, in vitro assays are first conducted to quantify the ability of antisense oligonucleotides to inhibit gene expression. Preferably, these assays use controls that distinguish between antisense inhibition of genes and non-specific biological effects of oligonucleotides. Preferably, these assays compare levels of RNA or target protein with levels of an internal RNA or protein control. The results obtained with antisense oligonucleotides can be compared with the results obtained with control oligonucleotides. Preferably, the control oligonucleotide is the same length as the oligonucleotide under analysis, and if the oligonucleotide sequence differs from the antisense sequence by no more than necessary to prevent specific hybridization to the target sequence.

Олигонуклеотидные последовательности могут быть ДНК или РНК или химерными смесями или модифицированными производными или их версиями, одноцепочечными или двухцепочечными. Олигонуклеотид может быть модифицирован в группе основания, в группе сахара, или в фосфатном каркасе, например, для улучшения стабильности молекулы, гибридизации и т.п. Олигонуклеотиды могут включать другие связывающие группы, такие как пептиды (например, для направления их на рецепторы клетки-хозяина), или агенты для создания более легкого транспорта через клеточную мембрану (см. например, Letsinger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 86: 6553-6556, 1989; Lemaitre et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 84: 648-652, 1987; публикация РСТ № WO 88/09810) или через гематоэнцефалический барьер (см., например, публикацию РСТ № WO 89/10134), расщепляющие агенты, переключаемые гибридизацией (см., например, Krol et al., BioTechniques 6: 958-976, 1988), интеркалирующие агенты (см., например, Zon, Pharm. Res. 5: 539-549, 1988). Для этой цели, олигонуклеотид может быть конъюгирован с другой молекулой, например, пептидом, переключаемым гибридизацией перекрестносшивающим агентом, агентомпереносчиком, расщепляющим агентом, переключаемым гибридизацией, и т.п.Oligonucleotide sequences can be DNA or RNA or chimeric mixtures or modified derivatives or versions thereof, single or double stranded. The oligonucleotide may be modified in the base group, in the sugar group, or in the phosphate backbone, for example, to improve the stability of the molecule, hybridization, and the like. Oligonucleotides may include other linking groups such as peptides (for example, to direct them to host cell receptors), or agents to create easier transport across the cell membrane (see, for example, Letsinger et al., Proc. Natl. Acad. Sci 86: 6553-6556, 1989; Lemaitre et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 84: 648-652, 1987; PCT Publication No. WO 88/09810) or through the blood-brain barrier (see, e.g., PCT Publication No. WO 89/10134), cleavage agents switched by hybridization (see e.g. Krol et al., BioTechniques 6: 958-976, 1988), intercalators (see e.g. Zon, Pharm. Res. 5 : 539-549, 1988). For this purpose, the oligonucleotide can be conjugated to another molecule, such as a hybridization-switched peptide, a crosslinker, a transfer agent, a hybridization-switched cleavage agent, and the like.

Антисмысловые олигонуклеотиды могут содержать, по меньшей мере, одно модифицированное основание, которое выбирают из группы, включающей, без ограничения перечисленным, 5-фторурацил, 5бромурацил, 5-хлорурацил, 5-йодурацил, гипоксантин, ксантин, 4-ацетилцитозин, 5-(карбоксигидроксиэтил)урацил, 5-карбоксиметиламинометил-2-тиоуридин, 5-карбоксиметиламинометилурацил, дигидроурацил, бета-О-галактозилквеозин, инозин, N6-изопентениладенин, 1-метилгуанин, 1метилинозин, 2, 2-диметилгуанин, 2-метиладенин, 2-метилгуанин, 3-метилцитозин, 5-метилцитозин, N6аденин, 7-метилгуанин, 5-метиламинометилурацил, 5-метоксиаминометил-2-тиоурацил, бета-Dманнозилквеозин, 5'-метоксикарбоксиметилурацил, 5-метоксиурацил, 2-метилтио-N6-изопентениладенин, урацил-5-оксиуксусная кислота (v), вибутоксозин, всевдоурацил, квеозин, 2-тоцитозин, 5метил-2-тиоурацил, 2-тиоурацил, 4-тиоурацил, 5-метилурацил, метиловый эфир урацил-5-оксиуксусной кислоты, урацил-5-оксиуксной кислоты (v), 5-метил-2-тиоурацил, 3-(3-амино-3-N-2-карбоксипропил)урацил, (acp3)w, и 2,6-диаминопурин.The antisense oligonucleotides may contain at least one modified base selected from the group including, but not limited to, 5-fluorouracil, 5-bromouracil, 5-chlorouracil, 5-ioduracil, hypoxanthine, xanthine, 4-acetylcytosine, 5-(carboxyhydroxyethyl )uracil, 5-carboxymethylaminomethyl-2-thiouridine, 5-carboxymethylaminomethyluracil, dihydrouracil, beta-O-galactosylqueosine, inosine, N6-isopentenyladenine, 1-methylguanine, 1methylinosine, 2, 2-dimethylguanine, 2-methyladenine, 2-methylguanine, 3 -methylcytosine, 5-methylcytosine, N6adenine, 7-methylguanine, 5-methylaminomethyluracil, 5-methoxyaminomethyl-2-thiouracil, beta-D-mannosylqueosine, 5'-methoxycarboxymethyluracil, 5-methoxyuracil, 2-methylthio-N6-isopentenyladenine, uracil-5- hydroxyacetic acid (v), vibutoxosin, vseudouracil, queosin, 2-tocytosine, 5methyl-2-thiouracil, 2-thiouracil, 4-thiouracil, 5-methyluracil, uracil-5-hydroxyacetic acid methyl ester, uracil-5-hydroxyacetic acid ( v), 5-methyl-2-thiouracil, 3-(3-amino-3-N-2-car boxypropyl)uracil, (acp3)w, and 2,6-diaminopurine.

Антисмысловой олигонуклеотид также может содержать по меньшей мере одну модифицированную сахарную группу, выбранную из группы, включающей без ограничения перечисленным арабинозу, 2-фторарабинозу, ксилулозу и гексозу. Антисмысловой олигонуклеотид также может содержать каркас, подобный нейтральному пептиду. Такие молекулы относятся к олигомерам пептид-нуклеиновой кислоты (ПНК), описанные например, в Perry-O' Keefe et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 14670, 1996, и в Eglom et al., Nature 365: 565, 1993. Преимущество олигомеров ПНК заключается в их способности связывать комплементарную ДНК способом, фактически независящим от ионной силы среды из-за нейтрального каркаса ДНК. В еще одном воплощении, антисмысловой олигонуклеотид содержит, по меньшей мере, один модифицированный фосфатный каркас, выбранный из группы, состоящей из фосфоротиоата, фосфородитиоата, фосфорамидотиоата, фосфорамидата, фосфордиамидата, метилфосфоната, алкилфосфотриэфира и формацеталя или его аналога.The antisense oligonucleotide may also contain at least one modified sugar group selected from the group including, but not limited to, arabinose, 2-fluoroarabinose, xylulose, and hexose. The antisense oligonucleotide may also contain a backbone like a neutral peptide. Such molecules are referred to as peptide-nucleic acid (PNA) oligomers, as described, for example, in Perry-O' Keefe et al., Proc. Natl. Acad. sci. USA 93: 14670, 1996, and in Eglom et al., Nature 365: 565, 1993. The advantage of PNA oligomers is their ability to bind complementary DNA in a manner that is virtually independent of the ionic strength of the medium due to the neutral backbone of the DNA. In yet another embodiment, the antisense oligonucleotide contains at least one modified phosphate backbone selected from the group consisting of phosphorothioate, phosphorodithioate, phosphoramidothioate, phosphoramidate, phosphorodiamidate, methylphosphonate, alkyl phosphotriester, and formaacetal or an analogue thereof.

В еще одном воплощении антисмысловой олигонуклеотид является альфа-аномерным олигонуклеотидом. Альфа-аномерный олигонуклеотид образует специфические двухцепочечные гибриды, с комплементарной РНК в которой, в противоположность типичной антипараллельной ориентации, цепи являются параллельными друг другу (Gautier et al., Nucl. Acids Res. 15: 6625-6641, 1987). Олигонуклеотид является 2'-О-метилрибонуклеотидом (Inoue et al., Nucl. Acids Res. 15: 6131-6148, 1987) или химерным аналогом РНК-ДНК (Inoue et al., FEBS Lett. 215: 327-330, 1987).In yet another embodiment, the antisense oligonucleotide is an alpha anomeric oligonucleotide. The alpha-anomeric oligonucleotide forms specific double-stranded hybrids with a complementary RNA in which, in contrast to the typical anti-parallel orientation, the strands are parallel to each other (Gautier et al., Nucl. Acids Res. 15: 6625-6641, 1987). The oligonucleotide is a 2'-O-methylribonucleotide (Inoue et al., Nucl. Acids Res. 15: 6131-6148, 1987) or a chimeric RNA-DNA analogue (Inoue et al., FEBS Lett. 215: 327-330, 1987) .

Хотя могут быть применены антисмысловые олигонуклеотиды, комплементарные кодирующей области последовательности целевой мРНК, также может быть использована комплементарность к нетранслируемой транскрибируемой области.Although antisense oligonucleotides complementary to the coding region of the target mRNA sequence can be used, complementarity to the untranslated transcribed region can also be used.

В некоторых случаях может быть трудно достичь внутриклеточных концентраций антисмысловой молекулы, достаточных для супрессии трансляции эндогенной мРНК. Следовательно, предпочтительным подходом является применение рекомбинантных ДНК-конструктов, в которых антисмысловой олигонуклеотид размещен под контролем сильного промотора полимеразы III или полимеразы II. Применение такого конструкта для трансфекции клеток-мишеней приведет к транскрипции достаточных количеств одноцепочечных РНК, которые будут образовывать комплементарные пары оснований с потенциальными целевыми лекарственными эндогенными транскриптами и будут, следовательно, предотвращать трансляцию. Например, вектор может быть введен так, чтобы при захвате клеткой с него началась трансIn some cases, it may be difficult to achieve sufficient intracellular concentrations of the antisense molecule to suppress translation of the endogenous mRNA. Therefore, the preferred approach is to use recombinant DNA constructs in which the antisense oligonucleotide is placed under the control of a strong polymerase III or polymerase II promoter. The use of such a construct for transfection of target cells will result in the transcription of sufficient amounts of single-stranded RNAs that will form complementary base pairs with potential drug-targeted endogenous transcripts and will therefore prevent translation. For example, a vector can be introduced so that when it is captured by a cell, trans

- 7 040048 крипция антисмысловой РНК. Такой вектор может оставаться эписомальными или может быть интегрирован в хромосому, при этом он может транскрибироваться для получения требуемой антисмысловой РНК. Такие векторы могут быть сконструированы с помощью стандартных в данной области способов технологии рекомбинантных ДНК. Векторы могут быть вирусными плазмидами, или другими плазмидами, известными в данной области, используемыми для репликации и экспрессии в клетках млекопитающих. Экспрессия последовательностей кодирующих антисмысловую РНК может быть опосредована любым промотором, известным в данной области, который действует на клетки млекопитающих, предпочтительно на человеческие клетки. Такие промоторы могут быть индуцибельными или конститутивными. Такие промоторы включают, без ограничения перечисленным: промотор ранней области SV40 (Bernoist and Chambon, Nature 290: 304-310, 1981), промотор, содержащийся 3' части длинного концевого повтора вируса саркомы Payca (Yamamoto et al., Cell 22: 787-797, 1980), промотор тимидинкиназы герпес-вируса (Wagner efc al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 78:1441-1445, 1981), регуляторные последовательности гена металлотионеина (Brinster et al., Nature 296: 39-42, 1982) и т.п. Любой тип плазмиды, космиды, YAC и вирусного вектора может быть применен для приготовления конструкта рекомбинантной ДНК, которая может быть введена напрямую в участок ткани.- 7 040048 antisense RNA encryption. Such a vector may remain episomal, or may be integrated into the chromosome, while being transcribed to produce the desired antisense RNA. Such vectors can be constructed using art-standard recombinant DNA techniques. The vectors may be viral plasmids, or other plasmids known in the art, used for replication and expression in mammalian cells. Expression of antisense RNA encoding sequences can be mediated by any promoter known in the art that acts on mammalian cells, preferably human cells. Such promoters may be inducible or constitutive. Such promoters include, but are not limited to: the SV40 early region promoter (Bernoist and Chambon, Nature 290: 304-310, 1981), the promoter contained in the 3' portion of the Payca sarcoma virus long terminal repeat (Yamamoto et al., Cell 22: 787- 797, 1980), herpes virus thymidine kinase promoter (Wagner et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 78:1441-1445, 1981), metallothionein gene regulatory sequences (Brinster et al., Nature 296: 39-42 , 1982), etc. Any type of plasmid, cosmid, YAC and viral vector can be used to prepare a recombinant DNA construct that can be introduced directly into a tissue site.

Экспрессия гена-мишени в ином случае может быть выражена направлением комплементарных деоксирибонуклеотидных последовательностей к регуляторной области гена (т.е. промотору и энхансеру) для образования тройных спиральных структур, предотвращающих транскрипцию гена в клеткахмишенях в организме (см., в общих чертах, Helene, Anticancer Drug Des, 6(6): 569-84, 1991; Helene et al., Ann. N. E. Acad. Sci., 660: 27-36, 1992; и Maher, Bioassays 14(12): 807-15, 1992).Expression of a target gene may otherwise be expressed by targeting complementary deoxyribonucleotide sequences to the gene's regulatory region (i.e., promoter and enhancer) to form triple helical structures that prevent transcription of the gene in target cells in the body (see, in general terms, Helene, Anticancer Drug Des, 6(6): 569-84, 1991; Helene et al., Ann. N. E. Acad. Sci., 660: 27-36, 1992; and Maher, Bioassays 14(12): 807-15, 1992 ).

Молекулы нуклеиновой кислоты, которые будут использоваться при образовании тройных спиралей для ингибирования транскрипции, предпочтительно являются одноцепочечными и образованы деоксирибонуклеотидами. Композиция оснований этих олигонуклеотидов должна усиливать образование тройных спиралей по правилам Хугстина для спаривания оснований, которые, как правило, требуют присутствия в известной степени больших участков пуринов или пиримидинов в цепи дуплекса. Нуклеотидные последовательности могут быть основаны на пиримидинах, которые дадут ТАТ и CGC в трех связанных цепях полученной тройной спирали. Богатые пиримидинами молекулы обеспечивают комплементарность оснований области, богатой одноцепочечными пуринами дуплекса в ориентации, параллельной указанной цепи. Более того, могут быть выбраны молекулы нуклеиновой кислоты, которые обогащены пуринами, например, которые содержат участок из остатков G. Эти молекулы образуют тройную спираль с двухцепочечной ДНК, которая обогащена GC-парами, в которых большинство пуриновых остатков расположены в одной цепи дуплекса-мишени, что приводит к образованию триплетов CGC тремя цепями триплета.The nucleic acid molecules to be used in the formation of triple helices to inhibit transcription are preferably single stranded and formed from deoxyribonucleotides. The base composition of these oligonucleotides should enhance triple helix formation according to Hoogsteen's rules for base pairing, which generally require the presence of somewhat large portions of purines or pyrimidines in the duplex chain. Nucleotide sequences can be based on pyrimidines which will give TAT and CGC in the three linked strands of the resulting triple helix. Pyrimidine-rich molecules provide base complementarity to a region rich in single-stranded purines of the duplex in an orientation parallel to said strand. Moreover, nucleic acid molecules that are enriched in purines can be selected, for example, which contain a region of G residues. These molecules form a triple helix with double-stranded DNA that is enriched in GC pairs, in which most of the purine residues are located in the same strand of the target duplex. , which results in the formation of CGC triplets by the three strands of the triplet.

Потенциальные последовательности-мишени, которые могут быть выбраны для образования тройных спиралей в ином случае могут быть увеличены, образованием молекулы нуклеиновой кислоты, которая называется шпилька. Молекулы в виде шпильки синтезируют в переменной 5'-3', 3'-5' форме, так что они образуют первую пару оснований с цепью дуплекса, а затем с другой цепью, устраняя необходимость присутствия довольно большого участка пуринов или пиримидинов в цепи дуплекса.Potential target sequences that can be chosen to form triple helices can otherwise be increased by the formation of a nucleic acid molecule called a hairpin. Hairpin molecules are synthesized in a variable 5'-3', 3'-5' form, so that they base pair first with the duplex strand and then with the other strand, obviating the need for a fairly large patch of purines or pyrimidines in the duplex strand.

В некоторых воплощениях, антисмысловые олигонуклеотиды являются антисмысловыми морфолинами. Морфолины являются синтетическим молекулами, которые являются продуктами перепланирования естественной структуры нуклеиновых кислот. Как правило, длиной в 25 оснований, они связывают комплементарные РНК-последовательности стандартным спариванием оснований нуклеиновых кислот. Конструктивно говоря, разница между морфолинами и ДНК заключается в том, что хотя морфолины имеют стандартные основания нуклеиновых кислот, эти основания связаны с морфолиновыми кольцами, а не с деоксирибозными кольцами, и они связаны фосфородиамидатными группами, а не фосфатными. Переключение с анионных фосфатов на нейтральные фосфородиамидатные группы устраняет ионизацию в нормальном физиологическом диапазоне рН, так что морфолины в клетках или организмах являются незаряженными молекулами. Морфолины не являются химерными олигомерами; целый каркас морфолина сделан из таких модифицированных субъединиц. Морфолины более часто применяют в виде одноцепочечных олигомеров, хотя гетеродуплексы морфолиновой цепи и комплементарной цепи ДНК могут быть использованы в комбинации с катионными реактивами с цитозольным распределением.In some embodiments, the antisense oligonucleotides are antisense morpholines. Morpholines are synthetic molecules that are products of the rearrangement of the natural structure of nucleic acids. Typically 25 bases long, they link complementary RNA sequences by standard nucleic acid base pairing. Structurally speaking, the difference between morpholines and DNA is that although morpholines have standard nucleic acid bases, these bases are linked to morpholine rings rather than deoxyribose rings, and they are linked by phosphorodiamidate groups rather than phosphate ones. Switching from anionic phosphates to neutral phosphorodiamidate groups eliminates ionization in the normal physiological pH range so that morpholines in cells or organisms are uncharged molecules. Morpholines are not chimeric oligomers; the whole backbone of morpholine is made from such modified subunits. Morpholines are more commonly used as single-stranded oligomers, although heteroduplexes of the morpholine chain and complementary DNA strand can be used in combination with cationic cytosolic distribution reagents.

В отличие от многих антисмысловых структурных типов (например, фосфоротиодатов), морфолины не деградируют молекулы своих целевых РНК. Наоборот, морфолины действуют посредством стерического несоответствия связывая целевую последовательность в РНК и просто размещаясь на пути молекул, которые в ином случае взаимодействовали бы с РНК. Морфолиновые олигомеры широко применяют при исследовании роли конкретного транскрипта РНК в эмбрионе, таком как яйца, или эмбрионы данио-рерио, африканской шпорцевой лягушки (Xenopus), в цыплятах и в морских ежах, для получения морфантных (англ. morphant) эмбрионов. С помощью подходящей системы распространения в цитозоле, морфолины являются эффективными в клеточной культуре.Unlike many antisense structural types (eg, phosphorothiodates), morpholines do not degrade their target RNA molecules. Conversely, morpholines act through steric mismatch by binding to a target sequence in RNA and simply placing themselves in the path of molecules that would otherwise interact with RNA. Morpholine oligomers are widely used in the study of the role of a particular RNA transcript in an embryo, such as eggs, or embryos of zebrafish, African clawed frog (Xenopus), in chickens and in sea urchins, to obtain morphant (English morphant) embryos. With a suitable distribution system in the cytosol, morpholines are effective in cell culture.

Морфолины были разработаны AVI BioPharma Inc. как лекарственные средства под названием NeuGenes. Их применяли на млекопитающих, в диапазоне от мышей до человека, и некоторые в настоящее время проходят проверку в клинических исследованиях.Morpholines were developed by AVI BioPharma Inc. like medicines called NeuGenes. They have been used in mammals ranging from mice to humans, and some are currently being tested in clinical trials.

- 8 040048- 8 040048

Связываясь с 5'-нетранслируемой областью матричной РНК (мРНК), морфолины могут препятствовать прогрессии комплекса инициации рибосомы от 5' -кэпа до старт-кодона. Это предотвращает трансляцию кодирующей области транскрипта-мишени (так называемый сайленсинг генной экспрессии). Морфолины обеспечивают подходящую среду для сайленсинга экспрессии белка и информацию о том, как данное снижение изменяет клетки или организмы. Некоторые морфолины сайленсируют экспрессию настолько эффективно, что после деградации ранее существовавших белков, белки-мишени становятся неопределяемыми вестерн-блоттингом.By binding to the 5'-untranslated region of messenger RNA (mRNA), morpholines can prevent the progression of the ribosome initiation complex from the 5' cap to the start codon. This prevents translation of the coding region of the target transcript (so-called gene expression silencing). Morpholines provide a suitable environment for protein expression silencing and information about how this reduction alters cells or organisms. Some morpholines silence expression so effectively that after degradation of pre-existing proteins, target proteins become undetectable by Western blotting.

Морфолины также могут препятствовать стадиям процессирования пре-мРНК, как правило, препятствуя комплексам RNPnp, которые направляют сплайсинг от связывания с их мишенями в границах интронов в преРНК спирали. Предотвращение U1 связывания (на донорной стороне) или U2/U5 связывания (в полипуримидиновой группе и акцепторном сайте) может вызвать модифицированный сплайсинг, как правило, приводящий к исключению зрелых экзонов мРНК. Управление некоторыми мишенями сплайсирования вызывает включение интронов, тогда как активация криптических сайтов сплайсинга может привести к частичному включению или исключению. U11/U12 RNPnp-мишени также могут быть блокированы. Модификация сплайсинга может быть подходящим образом проанализирована с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) и она выглядит как миграция полосы после гель-электрофореза продуктов ОТ-ПЦР.Morpholines can also interfere with pre-mRNA processing steps, typically by preventing the RNPnp complexes that direct splicing from binding to their targets within intron boundaries in the preRNA helix. Prevention of U1 binding (on the donor side) or U2/U5 binding (at the polypurimidine group and acceptor site) can induce modified splicing, typically leading to exclusion of mature mRNA exons. The control of some splicing targets causes the inclusion of introns, while the activation of cryptic splicing sites can result in partial inclusion or exclusion. U11/U12 RNPnp targets can also be blocked. Splicing modification can be suitably analyzed by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) and appears as band migration after gel electrophoresis of RT-PCR products.

Морфолины также применяют для блокировки активности микроРНК, активности рибозимов, сайленсеров сплайсинга интронов и энхансеров сплайсинга. Функции U2 и U12 RNPnp ингибируются морфолинами. Морфолины направленные против скользких последовательностей РНК в пределах кодирующих областей белков могут индуцировать изменения в рамке считывания при трансляции. Активности морфолинов против данного множества мишеней предполагают, что морфолины могут быть использованы как основной многоцелевой инструмент для блокирования взаимодействий белков и нуклеиновых кислот с мРНК.Morpholines are also used to block miRNA activity, ribozyme activity, intron splicing silencers, and splicing enhancers. U2 and U12 RNPnp functions are inhibited by morpholines. Morpholines directed against slippery RNA sequences within the coding regions of proteins can induce changes in reading frame during translation. The activities of morpholines against this variety of targets suggest that morpholines can be used as a major multipurpose tool for blocking protein and nucleic acid interactions with mRNA.

Примеры LIF-специфичных антисмысловых олигонуклеотидов описаны в Kamohara et al. (Int J Oncol, 2007, 30: 977-983) и Cheng et al. (Biol Reprod, 2004, 70: 1270-1276).Examples of LIF-specific antisense oligonucleotides are described in Kamohara et al. (Int J Oncol, 2007, 30: 977-983) and Cheng et al. (Biol Reprod, 2004, 70: 1270-1276).

ДНК-ферментыDNA enzymes

Другой аспект изобретения относится к применению ДНК-ферментов для ингибирования экспрессии генов, кодирующих цитокин IL-6-типа по изобретению. ДНК-ферменты включают некоторые из механистических характеристик как антисмысловой, так и рибозимной технологий. ДНК-ферменты разработаны так, чтобы они распознавали определенную целевую последовательность нуклеиновой кислоты, подобно антисмысловому олигонуклеотиду, однако, так же как и рибозимы, они являются каталитическими и специфически расщепляют целевую нуклеиновую кислоту.Another aspect of the invention relates to the use of DNA enzymes to inhibit the expression of genes encoding the IL-6 type cytokine of the invention. DNA enzymes include some of the mechanistic characteristics of both antisense and ribozyme technologies. DNA enzymes are designed to recognize a specific target nucleic acid sequence, like an antisense oligonucleotide, however, like ribozymes, they are catalytic and specifically cleave the target nucleic acid.

В настоящее время существует два типа ДНК-ферментов, и оба они обнаружены Santoro и Joyce (см., например, пат. США 6110462). ДНК-фермент 10-23 содержит петлевую структуру, соединяющую два плеча. Два плеча обеспечивают специфичность путем распознавания определенной целевой последовательности нуклеиновой кислоты, тогда как петлевая структура обеспечивает каталитическую функцию в физиологических условиях.There are currently two types of DNA enzymes, both of which have been discovered by Santoro and Joyce (see eg US Pat. No. 6,110,462). DNA enzyme 10-23 contains a loop structure connecting two arms. The two arms provide specificity by recognizing a particular target nucleic acid sequence, while the loop structure provides a catalytic function under physiological conditions.

Вкратце для разработки идеального ДНК-фермента, который специфически распознает и расщепляет целевую нуклеиновую кислоту, специалист в данной области должен, во-первых, найти уникальную целевую последовательность. Это можно сделать таким же образом, как описано для антисмысловых олигонуклеотидов. Предпочтительно, если уникальная или фактически уникальная последовательность является G/C-богатой последовательностью примерно 18-22 нуклеотида в длину. Высокое содержание G/C помогает при обеспечении более сильного взаимодействия между ДНК-ферментом и целевой последовательностью. Когда синтезируется ДНК-фермент, специфичная антисмысловая распознающая последовательность, которая направляет фермент на мессенджер, разделяется так, что она содержалась в обоих плечах ДНК-фермента, а петля ДНК-фермента располагается между двумя специфическими плечами. Способы изготовления и введения ДНК-ферментов можно найти, например, в пат. США 6110462. Подобным образом, способы для доставки ДНК-рибозимов in vitro или in vivo включают способы для доставки РНК-рибозимов, как подробно объяснено выше. В ином случае, специалист в данной области поймёт, что подобно антисмысловому нуклеотиду, ДНК-ферменты необязательно могут быть модифицированы для улучшения стабильности и для улучшения устойчивости к деградации.Briefly, to develop an ideal DNA enzyme that specifically recognizes and cleaves a target nucleic acid, one skilled in the art must first find a unique target sequence. This can be done in the same manner as described for antisense oligonucleotides. Preferably, the unique or virtually unique sequence is a G/C rich sequence of about 18-22 nucleotides in length. The high content of G/C helps in providing a stronger interaction between the DNA enzyme and the target sequence. When a DNA enzyme is synthesized, the specific antisense recognition sequence that directs the enzyme to the messenger is split so that it is contained in both arms of the DNA enzyme, and the DNA enzyme loop is located between the two specific arms. Methods for the manufacture and introduction of DNA enzymes can be found, for example, in US Pat. US 6,110,462. Similarly, methods for delivering DNA ribozymes in vitro or in vivo include methods for delivering RNA ribozymes as detailed above. Otherwise, one skilled in the art will appreciate that, like the antisense nucleotide, DNA enzymes may optionally be modified to improve stability and to improve resistance to degradation.

Антисмысловые РНК и ДНК, рибозимы, иРНК и молекулы тройных спиралей по изобретению могут быть получены любым известным в данной области способом синтеза молекул ДНК и РНК. Они включают хорошо известные в данной области способы химического синтеза олигонуклеотидов и олигорибонуклеотидов, такие как, например, химический синтез фосфорамидита в твердой фазе. В ином случае, молекулы РНК могут быть образованы с помощью in vitro и in vivo транскрипции последовательностей ДНК, кодирующих антисмысловые молекулы РНК. Такие последовательности могут быть включены во множество векторов, несущих подходящие промоторы РНК-полимеразы, такие как промоторы полимераз Т7 или SP6. В ином случае антисмысловые кДНК конструкты конститутивно или индуцибельно синтезирующие антисмысловую РНК, в зависимости от используемого промотора, могут быть стабильно интродуцированы в клеточные линии. Более того, в молекулы нуклеиновой кислоты могутThe antisense RNA and DNA, ribozymes, mRNA and triple helix molecules of the invention can be prepared by any method known in the art for synthesizing DNA and RNA molecules. These include methods well known in the art for the chemical synthesis of oligonucleotides and oligoribonucleotides, such as, for example, solid phase chemical synthesis of phosphoramidite. Alternatively, RNA molecules can be generated by in vitro and in vivo transcription of DNA sequences encoding antisense RNA molecules. Such sequences can be included in a variety of vectors carrying suitable RNA polymerase promoters, such as promoters for T7 or SP6 polymerases. Otherwise, antisense cDNA constructs constitutively or inducibly synthesizing antisense RNA, depending on the promoter used, can be stably introduced into cell lines. Moreover, nucleic acid molecules can

- 9 040048 быть введены несколько известных модификаций как средство увеличения внутриклеточной стабильности и периода полужизни. Возможные модификации включают, без ограничения перечисленным, добавление фланкирующих рибонуклеотидных или деоксирибонуклеотидных последовательностей на 5'и/или 3'-концах молекулы или применение фосфоротиоата или 2'-О-метильных связей, а не фосфодиэстеразы в каркасе олигодеоксирибонуклеотида.- 9 040048 be introduced several known modifications as a means of increasing intracellular stability and half-life. Possible modifications include, but are not limited to, the addition of flanking ribonucleotide or deoxyribonucleotide sequences at the 5' and/or 3' ends of the molecule, or the use of phosphorothioate or 2'-O-methyl bonds rather than phosphodiesterase in the backbone of the oligodeoxyribonucleotide.

РибозимыRibozymes

Молекулы рибозимов, разработанных для каталитического расщепления мРНК-мишени также могут быть использованы для предотвращения трансляции мРНК, кодирующей цитокин IL-6-типа, активность которого ингибируется. Рибозимы являются ферментативными молекулами РНК, способными катализировать специфическое расщепление РНК. (Для обзора см., Rossi, Current Biology 4: 469-471, 1994). Механизм действия рибозима включает специфичную по последовательности гибридизацию молекулы рибозима с комплементарной РНК-мишенью, с последующим событием эндонуклеолитического расщепления. Композиция молекул рибозимов предпочтительно включает одну или несколько последовательностей комплементарных мРНК-мишени, и хорошо известной последовательности ответственной за расщепление мРНК или функционально эквивалентной последовательности (см., например, патент США 5093246, включённый в данный документ ссылкой во всей полноте).Ribozyme molecules designed to catalytically cleave a target mRNA can also be used to prevent translation of an mRNA encoding an IL-6-type cytokine whose activity is inhibited. Ribozymes are enzymatic RNA molecules capable of catalyzing the specific cleavage of RNA. (For a review, see Rossi, Current Biology 4: 469-471, 1994). The mechanism of action of a ribozyme involves sequence-specific hybridization of the ribozyme molecule with a complementary target RNA, followed by an endonucleolytic cleavage event. The composition of ribozyme molecules preferably includes one or more sequences complementary to the target mRNA and a well-known mRNA cleavage sequence or functionally equivalent sequence (see, for example, US Pat. No. 5,093,246, incorporated herein by reference in its entirety).

Хотя рибозимы, расщепляющие мРНК в распознаваемых сайт-специфически последовательностях, могут быть использованы для разрушения мРНК-мишеней, предпочтительным является применение молоточковых рибозимов. Расщепление мРНК молоточковыми рибозимами направляется фланкирующими областями, образующими комплементарные пары с основаниями мРНК-мишени. Предпочтительно, если мРНК-мишень имеет следующую последовательность из двух остатков: 5'-UG-3'. Конструирование и получение молоточковых рибозимов хорошо известно в данной области и полностью описано Haseloff and Gerlach, Nature 334: 585-591, 1988; и см. заявку РСТ WO 89/05852, содержание которой включено в данный документ ссылкой. Последовательности молоточкового рибозима могут быть вставлены в стабильную РНК, такую как транспортная РНК (тРНК) для увеличения эффективности расщепления in vivo (Perriman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 92: 6175-79, 1995; Feyter, and Gaudron, Methods in Molecular Biology, Vol. 74, Chapter 43, Expressing Ribozymes in Plants, Edited by Turner, P. C., Humana Press Inc., Totowa, N.J.). Особенно широко известна в данной области экспрессия химерных рибозимов с тРНК, опосредуемая РНК-полимеразой III (см., Kawasaki et al., Nature 393: 284-9, 1998; Kuwabara et al., Nature Biotechnol. 16: 961-5, 1998; и Kuwabara et al., Mol. Cell. 2: 617-27, 1998; Koseki et al., J Virol 73: 1868-77, 1999; Kuwabara et al., Proc Natl Acad Sci USA 96: 1886-91, 1999; Tanabe et al., Nature 406: 473-4, 2000). Как правило, существует несколько потенциальных участков расщепления молоточковых рибозимов в последовательности кДНК-мишени. Рибозим предпочтительно делают так, чтобы сайт распознавания расщепления располагался ближе к 5'-концу целевой мРНК - для увеличения эффективности и минимизации внутриклеточного накопления нефункциональных мРНК-транскриптов. Более того, применение любого сайта распознавания расщепления, расположенного в целевой последовательности, кодирующей различные С-концевые аминокислотные домены, например, короткой и длинной формы мишени, позволит избирательное получение любой формы мишени, и таким образом, позволит достичь избирательного эффекта по отношению к форме целевого генного продукта.Although ribozymes that cleave mRNA at site-specific recognition sequences can be used to destroy target mRNAs, the use of hammer-action ribozymes is preferred. Cleavage of mRNA by hammer-action ribozymes is directed by flanking regions that form complementary pairs with bases of the target mRNA. Preferably, the target mRNA has the following sequence of two residues: 5'-UG-3'. The construction and production of hammer-action ribozymes is well known in the art and is fully described by Haseloff and Gerlach, Nature 334: 585-591, 1988; and see PCT application WO 89/05852, the contents of which are incorporated herein by reference. Hammerhead ribozyme sequences can be inserted into stable RNA such as transfer RNA (tRNA) to increase the efficiency of in vivo cleavage (Perriman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 92: 6175-79, 1995; Feyter, and Gaudron, Methods in Molecular Biology, Vol.74, Chapter 43, Expressing Ribozymes in Plants, Edited by Turner, P.C., Humana Press Inc., Totowa, N.J.). Expression of chimeric ribozymes with tRNA mediated by RNA polymerase III is particularly well known in the art (see Kawasaki et al., Nature 393: 284-9, 1998; Kuwabara et al., Nature Biotechnol. 16: 961-5, 1998 and Kuwabara et al., Mol. Cell 2: 617-27, 1998; Koseki et al., J Virol 73: 1868-77, 1999; Kuwabara et al., Proc Natl Acad Sci USA 96: 1886-91, 1999; Tanabe et al., Nature 406: 473-4, 2000). Typically, there are several potential cleavage sites for hammer-type ribozymes in the target cDNA sequence. The ribozyme is preferably made so that the cleavage recognition site is located closer to the 5' end of the target mRNA to increase efficiency and minimize intracellular accumulation of non-functional mRNA transcripts. Moreover, the use of any cleavage recognition site located in the target sequence encoding different C-terminal amino acid domains, e.g., short and long forms of the target, will allow selective production of any form of the target, and thus will achieve a selective effect with respect to the form of the target. gene product.

Рибозимы к генам обязательно содержат область гибридизации, комплементарную двух областям, каждая, по меньшей мере, длиной 5, а предпочтительно каждая из которых длиной 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20 смежных нуклеотидов мРНК-мишени, такой как мРНК последовательности, представленная в любом из человеческих белков RAP80. Более того, рибозимы имеют очень специфичную эндонуклеазную активность, которая автокаталитически расщепляет кодируемую мРНКмишень. Настоящее изобретение распространяется на рибозимы, гибридизующиеся с кодирующей мРНК, кодируемой целевым геном, таким как целевой ген-кандидат терапевтического лекарственного средства, следовательно, рибозимы, гибридизующиеся с кодирующей мРНК и расщепляющей ее так, чтобы она больше не была способна транслироваться для синтеза функционального полипептидного продукта.Ribozymes to genes necessarily contain a hybridization region complementary to two regions, each at least 5 in length, and preferably each of which is 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 in length. , 18, 19, or 20 contiguous nucleotides of a target mRNA, such as an mRNA sequence present in any of the human RAP80 proteins. Moreover, ribozymes have a very specific endonuclease activity that autocatalytically cleaves the encoded target mRNA. The present invention extends to ribozymes that hybridize to a coding mRNA encoded by a target gene, such as a target therapeutic drug candidate gene, hence ribozymes that hybridize to and cleave the coding mRNA so that it is no longer capable of being translated to synthesize a functional polypeptide product. .

Рибозимы, используемые в композициях настоящего изобретения, также включают РНКэндорибонуклеазы (здесь и далее рибозимы Чеха) такие как те, что обнаружены в природе в Tetrahymena thermophila (известные как IVS, или L-19 IVS RNA), которые подробно описаны Thomas Cech et al. (Zaug et al., Science 224:574-578, 1984; Zaug et al., Science 231: 470-475, 1986; Zaug et al., Nature 324: 429433, 1986; опубликованная международная патентная заявка WO88/04300 University Patents Inc.; Been, et al., Cell 47: 207-216, 1986). Рибозимы Чеха имеют активный сайт с восемью парами оснований, которые гибридизуются с целевой последовательностью РНК, где позже происходит расщепление целевой РНК. Изобретение включает те рибозимы Чеха, которые в качестве целевых последовательностей имеют активный сайт с восемью парами оснований, которые представлены в целевом гене или в целевой нуклеотидной последовательности.The ribozymes used in the compositions of the present invention also include RNA endoribonucleases (hereinafter Cech ribozymes) such as those found naturally in Tetrahymena thermophila (known as IVS, or L-19 IVS RNA), which are described in detail by Thomas Cech et al. (Zaug et al., Science 224:574-578, 1984; Zaug et al., Science 231: 470-475, 1986; Zaug et al., Nature 324: 429433, 1986; International Published Application WO88/04300 University Patents Inc.; Been, et al., Cell 47: 207-216, 1986). Cech ribozymes have an eight base pair active site that hybridizes to the target RNA sequence, where the target RNA is later cleaved. The invention includes those Cech ribozymes which have as target sequences an eight base pair active site that is present in the target gene or target nucleotide sequence.

Рибозимы могут быть созданы из модифицированных олигонуклеотидов (например, для улучшения стабильности, ориентации и т.п.) и они должны быть доставлены в клетку, экспрессирующую целевой ген in vivo. Предпочтительный способ доставки включает применение ДНК-конструкта кодирующегоRibozymes can be created from modified oligonucleotides (eg, to improve stability, orientation, etc.) and must be delivered to a cell expressing the target gene in vivo. The preferred delivery method involves the use of a DNA construct encoding

- 10 040048 рибозим под контролем строго конститутивного промотора pol II или pol III, так чтобы трансфецированные клетки продуцировали достаточные количества рибозима для разрушения эндогенных мессенджеров-мишеней и ингибирования трансляции. Поскольку рибозимы являются каталитическими, в отличие от других антисмысловых молекул, для того чтобы быть эффективными им необходима более низкая внутриклеточная концентрация.- 10 040048 ribozyme under the control of a strictly constitutive pol II or pol III promoter such that the transfected cells produce sufficient amounts of the ribozyme to destroy endogenous target messengers and inhibit translation. Because ribozymes are catalytic, unlike other antisense molecules, they require a lower intracellular concentration to be effective.

В некоторых воплощениях рибозим может быть разработан после определения участка последовательности достаточного, чтобы вызвать снижение эффективности посредством иРНК. Такая же часть последовательности позже может быть вставлена в рибозим. В этом аспекте изобретения, части рибозима или иРНК, которые направлены против генов, по существу являются одной и той же последовательностью длиной, по меньшей мере, 5, а предпочтительно, 7, 8, 9.10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20 или больше смежных нуклеотидов целевой нуклеиновой кислоты, такой как нуклеиновая кислота любой из человеческих последовательностей RAP80. В длинной цепи целевой РНК для рибозимов не доступно значительно количество сайтов-мишеней, потому что они скрыты вторичной и третичной структурами (Birikh et al., Eur J Biochem 245: 1-16, 1997). Для преодоления проблемы доступности целевой РНК, компьютерные прогнозы вторичной структуры, как правило, используют для идентификации мишеней, которые наиболее вероятно будут одноцепочечными или будут иметь открытую конфигурацию (см. Jaeger et al., Methods Enzymol 183: 281-306, 1989). В других подходах применяют системный подход прогнозирования вторичной структуры, который включает большое число гибридизуемых молекул олигонуклеотидов-кандидатов (см. Milner et al., Nat Biotechnol 15: 537-41, 1997; and Patzel and Sczakiel, Mat Biotechnol 16: 64-8, 1998). Кроме того, в патенте США 6251588, содержимое которого включено в данный документ ссылкой, описаны способы для оценки последовательностей олигонуклеотидных зондов для прогнозирования потенциала гибридизации целевой последовательности нуклеиновой кислоты. Способ изобретения обеспечивает применение таких способов для отбора предпочтительных сегментов последовательности целевой мРНК, которая спрогнозирована одноцепочечной, и более того, для гибкого применения ее или фактически идентичной целевой последовательности мРНК, предпочтительно содержащей около 10-20 последовательных нуклеотидов целевой мРНК, в дизайне как олигонуклеотидов иРНК, так и рибозимов по изобретению.In some embodiments, the ribozyme may be designed after determining a portion of the sequence sufficient to cause a reduction in efficiency by the mRNA. The same part of the sequence can later be inserted into the ribozyme. In this aspect of the invention, the parts of the ribozyme or mRNA that are directed against the genes are essentially the same sequence in length, at least 5, and preferably 7, 8, 9.10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, or 20 or more contiguous nucleotides of a target nucleic acid, such as any of the human RAP80 sequences. In a long chain of target RNA, a significant number of target sites are not available to ribozymes because they are hidden by secondary and tertiary structures (Birikh et al., Eur J Biochem 245: 1-16, 1997). To overcome the problem of target RNA availability, computer generated secondary structure predictions are typically used to identify targets that are most likely to be single stranded or have an open configuration (see Jaeger et al., Methods Enzymol 183: 281-306, 1989). Other approaches use a systematic secondary structure prediction approach that involves a large number of hybridizable candidate oligonucleotide molecules (see Milner et al., Nat Biotechnol 15: 537-41, 1997; and Patzel and Sczakiel, Mat Biotechnol 16: 64-8, 1998). In addition, US Pat. No. 6,251,588, the contents of which are incorporated herein by reference, describes methods for evaluating oligonucleotide probe sequences to predict the hybridization potential of a target nucleic acid sequence. The method of the invention provides for the use of such methods for selecting preferred segments of a target mRNA sequence that is predicted to be single stranded, and moreover, for the flexible use of it or a substantially identical target mRNA sequence, preferably containing about 10-20 consecutive nucleotides of the target mRNA, in design as mRNA oligonucleotides, and ribozymes according to the invention.

Ингибирующие пептидыInhibitory peptides

При использовании в данном документе термин ингибирующий пептид относится к тем пептидам, которые способны связывать цитокин IL-6-типа и ингибировать его активность как объяснялось выше, т.е. предотвращать способность цитокина IL-6-типа индуцировать активацию сигнального пути JAK-STAT.As used herein, the term inhibitory peptide refers to those peptides that are capable of binding an IL-6-type cytokine and inhibiting its activity as explained above, ie. prevent the ability of the IL-6-type cytokine to induce activation of the JAK-STAT signaling pathway.

Примером ингибирующего пептида являются ПЭГилированные варианты LIF, описанные White et al. (J. Biol.Chem, 2007, Proc.Natl. Acad. Sci. USA, 104: 19357-19362).An example of an inhibitory peptide is the PEGylated LIF variants described by White et al. (J. Biol. Chem, 2007, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104: 19357-19362).

Ингибиторы связывания цитокинов с рецепторамиInhibitors of cytokine binding to receptors

При использовании в данном документе, выражение ингибиторы связывания с цитокиновым рецептором указывает на любое соединение, которое демонстрирует аффинность по отношению к цитокину IL-6-типа и, следовательно, способно секвестрировать цитокин и предотвращать его связывание с его физиологическими рецепторами. Ингибирующий полипептид предпочтительно является растворимой формой рецептора цитокина IL-6-типа (которая также называется рецептором-ловушкой). В конкретном случае LIF, возможно применение растворимого варианта рецептора LIF или LIF-связывающего белка (LBP), растворимая форма альфа рецептора LIF обнаружена в природе и было обнаружено, что она способна эффективно предотвращать воздействие LIF на метаболизм протеогликанов в эксплантах суставного хряща (Bell et al., 1997, J. Rheumatol. 24: 2394).As used herein, the expression cytokine receptor binding inhibitors refers to any compound that exhibits affinity for an IL-6-type cytokine and is therefore capable of sequestering a cytokine and preventing it from binding to its physiological receptors. The inhibitory polypeptide is preferably a soluble form of the IL-6-type cytokine receptor (also referred to as a decoy receptor). In the specific case of LIF, a soluble LIF receptor variant or LIF-binding protein (LBP) may be used, a soluble form of the alpha LIF receptor has been found in nature and has been found to be able to effectively prevent the effects of LIF on proteoglycan metabolism in articular cartilage explants (Bell et al ., 1997, J. Rheumatol 24: 2394).

Ингибирующие антителаinhibitory antibodies

В контексте настоящего изобретения ингибирующее антитело понимается как любое антитело, которое способно связывать цитокин IL-6-типа или рецепторы указанных цитокинов IL-6-типа, предотвращая тем самым индукцию указанным цитокином IL-6-типа сигнального пути JAK-STAT. Антитела могут быть получены с помощью любых способов, которые известны специалисту в данной области. Таким образом, поликлональные антитела получают посредством иммунизации животного ингибируемым белком. Моноклональные антитела получают способами описанными Kohler, Milstein et al. (Nature, 1975, 256: 495). Поскольку антитела со способностью связывать цитокин IL-6-типа или со способностью связывать рецепторы указанных цитокинов идентифицированы, те из них, которые способны ингибировать активность данного белка будут отобраны с помощью анализа идентификации ингибирующих агентов, описанного выше (Metz, 2007 упомянуто выше).In the context of the present invention, an inhibitory antibody is understood to be any antibody that is capable of binding an IL-6-type cytokine or receptors for said IL-6-type cytokines, thereby preventing said IL-6-type cytokine from inducing the JAK-STAT signaling pathway. Antibodies can be obtained using any of the methods known to the person skilled in the art. Thus, polyclonal antibodies are obtained by immunizing an animal with an inhibited protein. Monoclonal antibodies are prepared by the methods described by Kohler, Milstein et al. (Nature, 1975, 256:495). Since antibodies with the ability to bind the IL-6-type cytokine or with the ability to bind the receptors of these cytokines have been identified, those that are able to inhibit the activity of this protein will be selected using the inhibitor identification assay described above (Metz, 2007 mentioned above).

Следовательно, в более конкретном воплощении, антитела являются ингибирующими антителами, специфичными к указанному цитокину IL-6-типа или антителами, блокирующими рецепторы цитокина IL-6-типа.Therefore, in a more specific embodiment, the antibodies are inhibitory antibodies specific for said IL-6-type cytokine or antibodies that block IL-6-type cytokine receptors.

Антитела, специфичные к LIF описаны в US 5654157A, Kim et al., (J. Immunol. Meth., 156: 9-17, 1992), Alphonso et al., (J. Leukocyte Biology (Abstracts of the 28th National Meeting of the Society for Leukocyte Biology, vol. 0, no. SP.2 (1991) (NY, N. E., p. 49) (Mabs D4.16.9, D25.1.4, and D62. 3.2).Antibodies specific for LIF are described in US 5654157A, Kim et al., (J. Immunol. Meth., 156: 9-17, 1992), Alphonso et al. the Society for Leukocyte Biology, vol.0, no.SP.2 (1991) (NY, N.E., p.49) (Mabs D4.16.9, D25.1.4, and D62.3.2).

В настоящем изобретении термин антитело должен интерпретироваться широко и включать по- 11 040048 ликлональные, моноклональные мультиспецифичные антитела и их фрагменты (F(ab')2, Fab) и т.п. при условии, что они способны специфически распознавать представляющий интерес антиген, который в контексте настоящего изобретения является цитокином IL-6-типа или рецепторами указанных цитокинов IL-6-типа. Примерами антител, которые могут быть применены в контексте настоящего изобретения, являются, в качестве неограничивающих примеров, поликлональные антитела, моноклональные антитела, рекомбинантные антитела, химерные антитела, гуманизированные антитела, полностью человеческие антитела и т.п.In the present invention, the term antibody should be interpreted broadly to include polyclonal, monoclonal multispecific antibodies and fragments thereof (F(ab')2, Fab) and the like. provided that they are capable of specifically recognizing the antigen of interest, which in the context of the present invention is an IL-6-type cytokine or receptors for said IL-6-type cytokines. Examples of antibodies that can be used in the context of the present invention include, but are not limited to, polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, recombinant antibodies, chimeric antibodies, humanized antibodies, fully human antibodies, and the like.

Поликлональные антитела являются изначально гетерогенными смесями молекул антител, полученными из сыворотки животного, которое было иммунизировано антигеном. Они включают моноспецифичные поликлональные антитела, полученные из гетерогенных смесей, например, посредством колоночной хроматографии с пептидами одиночного эпитопа представляющего интерес антигена. Моноклональное антитело является гомогенной популяцией антител, специфичных к одиночному эпитопу антигена. Эти моноклональные антитела могут быть получены посредством обычных методов, уже описанных, например, Kohler и Milstein [Nature, 1975; 256:495-397] или Harlow и Lane [Using Antibodies. A Laboratory Manual of E. Harlow and D. Lane, Editor: Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York; 1998 (ISBN 978-0879695439)].Polyclonal antibodies are initially heterogeneous mixtures of antibody molecules derived from the sera of an animal that has been immunized with an antigen. These include monospecific polyclonal antibodies prepared from heterogeneous mixtures, for example by column chromatography with single epitope peptides of the antigen of interest. A monoclonal antibody is a homogeneous population of antibodies specific for a single epitope of an antigen. These monoclonal antibodies can be obtained by conventional methods already described, for example, Kohler and Milstein [Nature, 1975; 256:495-397] or Harlow and Lane [Using Antibodies. A Laboratory Manual of E. Harlow and D. Lane, Editor: Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York; 1998 (ISBN 978-0879695439)].

Химерное антитело является моноклональным антителом, сконструированным клонированием или рекомбинацией антител из различных видов животных. В типичной, но не ограничивающей, конфигурации изобретения химерное антитело включает часть моноклонального антитела, как правило, вариабельный фрагмент (Fv), включая участки для распознавания антигена и связывания, и другую часть, соответствующую человеческому антителу, как правило часть, включающую константную область и область, прилегающую к константной.A chimeric antibody is a monoclonal antibody constructed by cloning or recombining antibodies from different animal species. In a typical, but non-limiting, configuration of the invention, a chimeric antibody comprises a portion of a monoclonal antibody, typically a variable fragment (Fv), including antigen recognition and binding regions, and another portion corresponding to a human antibody, typically a portion including a constant region and a region adjacent to the constant.

Полностью человеческое антитело является антителом или антителами, которые были получены в трансгенных мышах с человеческой иммунной системой или in vitro иммунизацией человеческих иммунных клеток (включая как генетическую, так и традиционную иммунизацию с или без адъювантов и с очищенным или неочищенным антигеном; или посредством способа экспонирования антигена иммунной системе) или из естественных/синтетических библиотек, полученных из человеческих иммунных клеток. Данные антитела могут быть получены и отобраны из трансгенных животных (например, из мышей), в которых были клонированы человеческие иммуноглобулиновые гены и которые были иммунизированы целевым антигеном (в настоящем изобретении указанным антигеном является цитокин IL-6-типа или рецепторы указанных цитокинов IL-6-типа). Данные антитела могут быть получены отбором человеческих одноцепочечных вариабельных фрагментов (scFv) или антигенсвязывающих фрагментов (Fab), представленных в фаговых дисплеях с последующим клонированием и прививанием в человеческое антитело или любым другим способом производства и выявления, который известен специалисту в данной области, библиотеки, полученной клонированием вариабельных фрагментов обоих цепей с последующей их комбинацией/мутацией для получения библиотек антител.A fully human antibody is an antibody or antibodies that have been generated in transgenic mice with a human immune system or in vitro by immunization of human immune cells (including both genetic and conventional immunization with or without adjuvants and with purified or crude antigen; or by antigen display method immune system) or from natural/synthetic libraries derived from human immune cells. These antibodies can be obtained and selected from transgenic animals (for example, from mice) in which human immunoglobulin genes have been cloned and which have been immunized with a target antigen (in the present invention, said antigen is an IL-6-type cytokine or IL-6 receptors of said cytokines -type). These antibodies can be produced by selecting human single chain variable fragments (scFv) or antigen binding fragments (Fab) displayed in phage displays, followed by cloning and grafting into a human antibody, or by any other method of production and detection known to the person skilled in the art, of the library obtained cloning of variable fragments of both chains with their subsequent combination/mutation to obtain antibody libraries.

Гуманизированное антитело является моноклональным антителом, которое сконструировано путем клонирования и пересадки гипервариабельных участков (CDR) мышиного моноклонального антитела в человеческое антитело вместо его собственных гипервариабельных участков.A humanized antibody is a monoclonal antibody that is constructed by cloning and transplanting the hypervariable regions (CDRs) of a mouse monoclonal antibody into a human antibody in place of its own hypervariable regions.

Кроме того, в контексте настоящего изобретения, термин антитело также включает варианты с измененным паттерном гликозилирования, а также гликозилированные и негликозилированные фрагменты антител, полученные из белка или с помощью рекомбинантной технологии, которые могут состоять из (i) вариабельных зон антитела, связанных друг с другом связывающим пептидом (scFv), (ii) вариабельной зоны вместе с константной СН1 тяжелой цепи (Fd) связанной с легкой цепью с помощью цистеинов или с помощью связывающих пептидов и дисульфидной связи (scFab), (iii) новых вариантов, таких как отдельные тяжелые цепи, или (iv) любые модификации, произведенные с фрагментами антитела с целью сделать его более похожим, менее иммуногенным (гуманизированным) или более стабильным в биологических жидкостях и которое в контексте настоящего изобретения, обладает способностью предотвращать осуществление цитокинами IL-6-типа их функций (активности), т.е. предотвращать активацию сигнального пути JAK-STAT.In addition, in the context of the present invention, the term antibody also includes variants with an altered glycosylation pattern, as well as glycosylated and non-glycosylated antibody fragments derived from protein or by recombinant technology, which may consist of (i) antibody variable regions linked to each other. binding peptide (scFv), (ii) variable zone together with heavy chain constant CH1 (Fd) linked to light chain via cysteines or via binding peptides and disulfide bond (scFab), (iii) new variants such as single heavy chains , or (iv) any modification made to antibody fragments to make it more similar, less immunogenic (humanized) or more stable in biological fluids and which, in the context of the present invention, has the ability to prevent IL-6-type cytokines from performing their functions ( activity), i.e. prevent activation of the JAK-STAT signaling pathway.

Как будет понятно специалисту в данной области, антитела могут быть получены обычными методами генетической инженерии и рекомбинантными методами, методами получения антител, методами экстракции и очистки из биологических жидкостей и тканей, или любым другим обычным методом для получения белков и антител, который широко известен специалистам в данной области. Наглядными неограничивающими примерами методов получения антител являются: методы иммунизации животных, включая животных, трансгенных по человеческих иммуноглобулиновым генам, получение моноклональных антител с помощью гибридом, получение библиотек антител, которые могут быть естественными, синтетическими или полученными из организмов, иммунизированных представляющим интерес антигеном и которые могут быть отобраны различными способами дифференциального дисплея (фаговый дисплей, рибосомальный дисплей и т.п.) и затем посредством методов генетической инженерии могут быть реконструированы и экспрессированы в векторах, разработанных для продуцирования рекомбинантных антител различных размеров, композиции и структуры. Обзор основных способов получения иAs will be appreciated by one of skill in the art, antibodies can be produced by conventional genetic engineering and recombinant methods, antibody production methods, extraction and purification methods from biological fluids and tissues, or any other conventional method for producing proteins and antibodies that is widely known to those skilled in the art. this area. Illustrative non-limiting examples of methods for producing antibodies are: methods for immunizing animals, including animals transgenic for human immunoglobulin genes, obtaining monoclonal antibodies using hybridomas, obtaining libraries of antibodies, which can be natural, synthetic or obtained from organisms immunized with an antigen of interest and which can be selected by various differential display methods (phage display, ribosomal display, etc.) and then through genetic engineering techniques can be reshaped and expressed in vectors designed to produce recombinant antibodies of various sizes, compositions and structures. An overview of the main ways to obtain and

- 12 040048 очистки антител может быть найден, например, в- 12 040048 purification of antibodies can be found, for example, in

Handbook of Therapeutic Antibodies, by S. Dubel. Editor: Wiley-VCH, 2007, Vol: I to III (ISBN 9783527314539);Handbook of Therapeutic Antibodies, by S. Dubel. Editor: Wiley-VCH, 2007, Vol: I to III (ISBN 9783527314539);

Antibodies: Volume 1: Production and Purification by G. Subramanian Ed., Editor: Springer, 1st Ed,Antibodies: Volume 1: Production and Purification by G. Subramanian Ed., Editor: Springer, 1st Ed,

2004 (ISBN 978-0306482458);2004 (ISBN 978-0306482458);

Antibodies: Volume 2: Novel Technologies and Therapeutic Use, by G. Subramanian Ed., Editor: Springer, first edition, 2004 (ISBN 978-0306483158); J Molecular Cloning: a Laboratory manual, by J. Sambrook and D. W. Russel Eds., Publisher: Cold Spring Harbor Laboratory Press, third edition, 2001 (ISBN 9780879695774).Antibodies: Volume 2: Novel Technologies and Therapeutic Use, by G. Subramanian Ed., Editor: Springer, first edition, 2004 (ISBN 978-0306483158); J Molecular Cloning: a Laboratory manual, by J. Sambrook and D. W. Russel Eds., Publisher: Cold Spring Harbor Laboratory Press, third edition, 2001 (ISBN 9780879695774).

Другие соединения ингибирующие активность цитокина IL-6-типа Другие соединения со способностью ингибировать экспрессию цитокина IL-6-типа включают аптамеры и шпигельмеры, которые являются одно- или двухцепочечными D-или L-нуклеиновыми кислотами, которые специфически связывают белок, что приводит к модификации его биологической активности. Аптамеры и шпигельмеры имеют длину от 15 до 80 нуклеотидов, и предпочтительно от 20 до 50 нуклеотидов.Other compounds that inhibit IL-6-type cytokine activity Other compounds with the ability to inhibit IL-6-type cytokine expression include aptamers and spiegelmers, which are single- or double-stranded D- or L-nucleic acids that specifically bind a protein, resulting in modification its biological activity. Aptamers and Spiegelmers are 15 to 80 nucleotides in length, and preferably 20 to 50 nucleotides in length.

Полипептиды с активностью, ингибирующей цитокины IL-6-типа В частности, антагонисты LIF (цитокина IL-6-типа) которые могут быть полезны в контексте настоящего изобретения.Polypeptides with IL-6-type cytokine inhibitory activity In particular, LIF (IL-6-type cytokine) antagonists which may be useful in the context of the present invention.

Варианты LIF, имеющие мутации в участках связывания с рецептором, которые демонстрируют сниженную аффинность к нему, или которые способны связываться только с одной из цепей рецептора. Примеры указанных мутантов включают мутанты, описанные Hudson et al. (J.Biol. Chem., 1996, 271:11971-11978), варианты LIF описанные в WO 05030803, которые имеют одну или несколько мутаций, выбранных из группы Q29A, G124R и N128A и которые демонстрируют сниженную аффинность к рецептору LIF и к gp130. Вариант высокоэффективного антагониста LIF, содержащий MH35BD/Q29A+G124R, описан Fairlie, W. D. et al. (J. Biol. Chem., 2004, 279: 2125-2134).LIF variants having mutations at the receptor binding sites that exhibit reduced affinity for it, or that are able to bind to only one of the receptor chains. Examples of these mutants include those described by Hudson et al. (J. Biol. Chem., 1996, 271:11971-11978), LIF variants described in WO 05030803 which have one or more mutations selected from the group Q29A, G124R and N128A and which show reduced affinity for the LIF receptor and for gp130 . A highly effective LIF antagonist variant containing MH35BD/Q29A+G124R is described by Fairlie, W. D. et al. (J. Biol. Chem., 2004, 279: 2125-2134).

Мутант, описанный в WO 9601319, характеризуется одной или несколькими заменами в областях связывания с рецептором и, в частности, в позициях 25-38, 150-160 или 161-180 в соответствии с нумерацией человеческого LIF.The mutant described in WO 9601319 is characterized by one or more substitutions at the receptor binding sites and in particular at positions 25-38, 150-160 or 161-180 according to human LIF numbering.

Растворимые варианты рецептора LIF, основанные на первичной структуре и способные связываться с LIF и предотвращать взаимодействие с его естественным рецептором на клеточной поверхности, такие как химерные белки, содержащие часть внеклеточной области рецептора LIF и лигандсвязывающий домен gp130, как описано, Metz S. et al. (J.Biol.Chem., 2008, 283:5985-5995).Soluble variants of the LIF receptor based on the primary structure and capable of binding to LIF and preventing interaction with its natural receptor on the cell surface, such as chimeric proteins containing part of the extracellular region of the LIF receptor and the gp130 ligand-binding domain, as described by Metz S. et al. (J. Biol. Chem., 2008, 283:5985-5995).

Как отмечалось в начале описания, авторы открыли новый терапевтический путь лечения заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией, таких как злокачественные новообразования, особенно лечения злокачественных новообразований, вызванных активностью сигнального пути JAK-STAT, с помощью описанного в данном документе изобретения.As noted at the beginning of the description, the authors have discovered a new therapeutic route for the treatment of diseases associated with unwanted cell proliferation, such as malignancies, especially the treatment of malignancies caused by the activity of the JAK-STAT signaling pathway, using the invention described herein.

В контексте настоящего изобретения заболевание, связанное с нежелательной клеточной пролиферацией включает рост, прогрессию и метастазирование злокачественных новообразований и опухолей.In the context of the present invention, a disease associated with unwanted cell proliferation includes the growth, progression and metastasis of malignant neoplasms and tumors.

Примеры заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией, которые могут быть обработаны в соответствии со способами, описанными в настоящем изобретении, являются злокачественные новообразования, рестеноз, артериосклероз, ангиогенные заболевания, фиброз, дерматологические заболевания и воспалительные заболевания.Examples of diseases associated with unwanted cell proliferation that can be treated in accordance with the methods described in the present invention are malignancies, restenosis, arteriosclerosis, angiogenic diseases, fibrosis, dermatological diseases and inflammatory diseases.

В конкретном воплощении изобретения заболевание, связанное с нежелательной клеточной пролиферацией, является злокачественным новообразованием.In a specific embodiment of the invention, the disease associated with unwanted cell proliferation is a malignant neoplasm.

Термины злокачественное новообразование и опухоль относятся к физиологическому состоянию в млекопитающих, которое характеризуется дерегулированным клеточным ростом. Соединения настоящего изобретения полезны при лечении опухолей молочной железы, сердца, легкого, тонкого кишечника, прямой кишки, селезенки, почки, мочевого пузыря, головы, шеи, яичников, предстательной железы, мозга, поджелудочной железы, кожи, кости, костного мозга, крови, тимуса, матки, яичка и печени.The terms malignancy and tumor refer to a physiological condition in mammals that is characterized by deregulated cell growth. The compounds of the present invention are useful in the treatment of tumors of the breast, heart, lung, small intestine, rectum, spleen, kidney, bladder, head, neck, ovary, prostate, brain, pancreas, skin, bone, bone marrow, blood, thymus, uterus, testis and liver.

Конкретно, опухоли, которые могут быть обработаны соединениями изобретения, включают аденому, ангиосаркому, астроцитому, эпителиальную карциному, герминому, глиобластому, глиому, гемангиоэндотелиому, гемангиосаркому, гематому, гепатобластому, лейкоз, лимфому, медуллобластому, меланому, нейробластому, остеосаркому, ретинобластому, рабдомиосаркому, саркому и тератому. Конкретно опухоль/злокачественную опухоль выбирают из группы акральной лентигинозной меланомы, актинического кератоза, аденокарциномы, аденокистозной карциномы, аденом, аденосаркомы, аденосквамозной карциномы, астроцитарных опухолей, карциномы бартолиновой железы, базально-клеточной карциномы, карциномы бронхиальных желез, капиллярного карциноида, карциномы, карциносаркомы, холангиокарциномы, хондросаркомы цистоаденомы, эндодермальной опухоли, гиперплазии эндометрия, эндометриальной стромальной саркомы, эндометриоидной аденокарциномы, эпендимальной саркомы, саркомы Юинга, фокальной нодулярной гиперплазии, гастриномы, герминогенных опухолей, глиобластомы, глюкагономы, гемангиобластомы, гемангиоэндотелиомы, гемангиомы, аденомы печени, аденоматоза печени, гепатоцеллюлярной карциномы, инсулинита, интраэпителиальной неоплазии, интраэпителиальной плоскоклеточной неоплазии, инвазивной плоскоклеточной карциномы, крупноклеточной кар- 13 040048 циномы, липосаркомы, лимфобластного лейкоза, лимфоцитарного лейкоза, лейомиосаркомы, меланомы, злокачественной меланомы, злокачественной мезотелиальной опухоли, опухоли оболочки нервов, медуллобластомы, медуллоэпителиомы, мезотелиомы, слизеобразующей плоскоклеточной карциномы, миелолейкоза, нейробластомы, нейроэпителиальной аденокарциномы, узловой меланомы, остеосаркомы, карциномы яичников, папиллярной серозной аденокарциномы, опухоли гипофиза, плазмоцитомы, псевдосаркомы, бластомы легких, почечно-клеточной карциномы, ретинобластомы, рабдомиосаркомы, саркомы, серозной карциномы, плоскоклеточной карциномы, мелкоклеточной карциномы, карциномы мягких тканей, опухоли секретирующей соматостатин, сквамозной карциномы, плоскоклеточной карциномы, недифференцированной карциномы, увеальной меланомы, бородавчатой карциномы, карциномы влагалища/вульвы, ВИПомы, опухоли Вильмса. Еще более предпочтительно опухоли/злокачественные опухоли, которые будут подвергаться обработке соединениями изобретения, включают, рак мозга, рак головы и шеи, колоректальную карциному, острый миелоидный лейкоз, пре-В-клеточный острый лимфобластный лейкоз, рак мочевого пузыря, астроцитому, предпочтительно астроцитому II, III или IV степени злокачественности, глиобластому, предпочтительно мультиформную глиобластому, мелкоклеточный рак, и немелкоклеточный рак, предпочтительно немелкоклеточный рак легкого, метастатическую меланому, андроген-независимый метастатический рак предстательной железы, андрогензависимый метастатический рак предстательной железы и рак молочной железы, предпочтительно протоковый рак или карцинома молочной железы.Specifically, tumors that can be treated with the compounds of the invention include adenoma, angiosarcoma, astrocytoma, epithelial carcinoma, germinoma, glioblastoma, glioma, hemangioendothelioma, hemangiosarcoma, hematoma, hepatoblastoma, leukemia, lymphoma, medulloblastoma, melanoma, neuroblastoma, osteosarcoma, retinoblastoma, rhabdomyosarcoma , sarcoma and teratoma. Specifically, the tumor/malignant tumor is selected from the group of acral lentiginous melanoma, actinic keratosis, adenocarcinoma, adenocystic carcinoma, adenomas, adenosarcoma, adenosquamous carcinoma, astrocytic tumors, bartholin gland carcinoma, basal cell carcinoma, bronchial gland carcinoma, capillary carcinoid, carcinoma, carcinosarcoma холангиокарциномы, хондросаркомы цистоаденомы, эндодермальной опухоли, гиперплазии эндометрия, эндометриальной стромальной саркомы, эндометриоидной аденокарциномы, эпендимальной саркомы, саркомы Юинга, фокальной нодулярной гиперплазии, гастриномы, герминогенных опухолей, глиобластомы, глюкагономы, гемангиобластомы, гемангиоэндотелиомы, гемангиомы, аденомы печени, аденоматоза печени, гепатоцеллюлярной carcinoma, insulinitis, intraepithelial neoplasia, intraepithelial squamous neoplasia, invasive squamous cell carcinoma, large cell carcinoma, liposarcoma, lymphoblastic leukemia, lymphocytic leukemia, leiomyosarcoma, melanoma, malignant melanoma, malignant mesothelial tumor, nerve sheath tumor, medulloblastoma, medulloepithelioma, mesothelioma, mucus-forming squamous cell carcinoma, myeloid leukemia, neuroblastoma, neuroepithelial adenocarcinoma, nodular melanoma, osteosarcoma, ovarian carcinoma, adenocarcinoma serosa plasmacytoma, pseudosarcoma, lung blastoma, renal cell carcinoma, retinoblastoma, rhabdomyosarcoma, sarcoma, serous carcinoma, squamous cell carcinoma, small cell carcinoma, soft tissue carcinoma, somatostatin-secreting tumor, squamous carcinoma, squamous cell carcinoma, undifferentiated carcinoma, uveal melanoma, verrucous, vaginal/vulvar carcinomas, VIPomas, Wilms tumors. Even more preferably, the tumors/malignancies to be treated with the compounds of the invention include, brain cancer, head and neck cancer, colorectal carcinoma, acute myeloid leukemia, pre-B cell acute lymphoblastic leukemia, bladder cancer, astrocytoma, preferably astrocytoma II , grade III or IV, glioblastoma, preferably glioblastoma multiforme, small cell carcinoma, and non-small cell carcinoma, preferably non-small cell lung cancer, metastatic melanoma, androgen-independent metastatic prostate cancer, androgen-dependent metastatic prostate cancer, and breast cancer, preferably ductal carcinoma, or breast carcinoma.

В конкретном воплощении изобретения злокачественное новообразование или клетки, образующие опухоли, возникающие при онкологических заболеваниях, характеризуются наличием высоких уровней цитокина IL-6-типа. В контексте настоящего изобретения, под высокими уровнями цитокина IL-6-типа, следует понимать, что концентрации цитокина больше чем в контрольном образце по меньшей мере на 5%, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15%, по меньшей мере на 20%, по меньшей мере на 25%, по меньшей мере на 30%, по меньшей мере на 35%, по меньшей мере на 40%, по меньшей мере на 45%, по меньшей мере на 50%, по меньшей мере, на 55%, по меньшей мере на 60%, по меньшей мере на 65%, по меньшей мере на 70%, по меньшей мере на 75%, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95%, по меньшей мере на 100%, по меньшей мере на 110%, по меньшей мере на 120%, по меньшей мере на 130%, по меньшей мере на 140%, по меньшей мере на 150% или больше. Контрольный образец понимается как образец, в котором уровни цитокина IL-6типа полезны в качестве эталона для определения относительных уровней указанного цитокина в тестовом образце. Эталонные образцы, как правило, получают из пациентов, которые являются хорошо задокументированными с клинической точки зрения, и у которых нет заболевания. В указанных примерах концентрация биомаркера может быть определена, например, посредством определения средней концентрации в эталонной популяции. При определении эталонной популяции для определенного маркера, необходимо принять во внимание некоторые характеристики типа образца, такие как возраст, пол, физическое состояние и т.п. пациента. Например, эталонный образец может быть получен из идентичных количеств группы по меньшей мере от 2, по меньшей мере от 10, по меньшей мере от 100 до больше чем 1000 индивидуумов, так чтобы популяция являлась статистически значимой.In a specific embodiment of the invention, the malignant neoplasm or cells that form tumors arising from oncological diseases are characterized by the presence of high levels of the IL-6-type cytokine. In the context of the present invention, by high levels of the IL-6-type cytokine, it should be understood that the cytokine concentrations are greater than in the control sample by at least 5%, at least 10%, at least 15%, at least 20%, at least 25%, at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 100%, at least 110%, at least 120%, at least 130%, at least 140%, at least 150 % or more. A control sample is understood as a sample in which the levels of the IL-6 type cytokine are useful as a reference for determining the relative levels of said cytokine in the test sample. Reference samples are usually obtained from patients who are clinically well documented and who do not have disease. In these examples, the concentration of the biomarker can be determined, for example, by determining the average concentration in the reference population. When defining a reference population for a particular marker, some characteristics of the sample type, such as age, sex, physical condition, etc., must be taken into account. patient. For example, a reference sample can be derived from identical numbers of a group of at least 2, at least 10, at least 100 to more than 1000 individuals such that the population is statistically significant.

Концентрация цитокина IL-6-типа может быть определена внутриклеточно, в интерстициальном промежутке или в экстрактах, в которых есть как внутриклеточный белок, так и белок, обнаруженный в интерстициальном промежутке. Уровни цитокина IL-6 могут быть определены посредством измерения активности указанного цитокина с помощью анализов, подходящих для этой цели, или посредством измерения количества белка с помощью иммунологических способов или посредством измерения мРНК, соответствующей цитокину IL-6-типа. В другом конкретном воплощении злокачественное новообразование вызывается высокой активностью сигнального пути JAK-STAT, который в другом, еще более конкретном воплощении, является глиомой, предпочтительно глиомой IV степени злокачественности.The concentration of the IL-6-type cytokine can be determined intracellularly, in the interstitial space, or in extracts that have both an intracellular protein and a protein found in the interstitial space. Levels of the cytokine IL-6 can be determined by measuring the activity of said cytokine using assays suitable for this purpose, or by measuring the amount of protein using immunological methods or by measuring the mRNA corresponding to the IL-6-type cytokine. In another specific embodiment, the cancer is caused by high activity of the JAK-STAT signaling pathway, which in another even more specific embodiment is a glioma, preferably a grade IV glioma.

Как упомянуто ранее, ингибирующий агент по изобретению способен ингибировать пролиферацию опухолевых стволовых клеток, так что его применение особенно полезно для лечения заболеваний, при которых можно получить пользу при ингибировании пролиферации стволовых клеток. Таким образом, в предпочтительном воплощении ингибирующие агенты действуют на самообновление опухолевых стволовых клеток.As previously mentioned, the inhibitory agent of the invention is capable of inhibiting tumor stem cell proliferation, so that its use is particularly useful in the treatment of diseases that would benefit from inhibition of stem cell proliferation. Thus, in a preferred embodiment, the inhibitory agents act on the self-renewal of tumor stem cells.

Термин артериосклероз относится к утолщению и упрочнению артериальной стенки. Частным типом артериосклероза является атеросклероз, который вызывает большинство заболеваний коронарных артерий, аневризму аорты и артериальное заболевание нижних конечностей, и, более того, вносит вклад в цереброваскулярное заболевание. Нормальная артерия, как правило, имеет внутреннюю часть (интиму), образованную одним слоем эндотелиальных клеток. Под этим слоем лежит так называемый средний слой, содержащий только гладкомышечные клетки. Внешним слоем, в свою очередь, является адвентициальная оболочка. С возрастом ширина интимы непрерывно увеличивается частично, как результат миграции и пролиферации гладкомышечных клеток. Похожее увеличение также происходит с шириной интимы в результате нескольких травматических эпизодов или вмешательств, таких как те, которые происходят, когда процесс дилятации вызывает разрушение стенки сосуда. Соединения, используемые в настоящем изобретении, потенциально полезны при ингибировании пролиферации эндотелиальных клеThe term arteriosclerosis refers to the thickening and hardening of the arterial wall. A particular type of arteriosclerosis is atherosclerosis, which causes most coronary artery diseases, aortic aneurysm, and lower extremity arterial disease, and moreover, contributes to cerebrovascular disease. A normal artery, as a rule, has an internal part (intima) formed by a single layer of endothelial cells. Beneath this layer lies the so-called middle layer, containing only smooth muscle cells. The outer layer, in turn, is the adventitia. With age, the width of the intima continuously increases in part, as a result of the migration and proliferation of smooth muscle cells. A similar increase also occurs in the width of the intima as a result of several traumatic episodes or interventions, such as those that occur when the process of dilatation causes destruction of the vessel wall. The compounds used in the present invention are potentially useful in inhibiting the proliferation of endothelial cells.

- 14 040048 ток, гладкомышечных клеток и фибробластов. Соответственно дитерпеноидные соединения лабданового типа описанные в изобретении также могут быть полезны при лечении артериосклеротических состояний. Артериосклеротические состояния понимаются как классический атеросклероз, ускоренный атеросклероз и другое артериосклеротическое состояние, характеризуемое нежелательной пролиферацией эндотелиальных и/или сосудистых гладкомышечных клеток, включая сосудистые осложнения диабета и диабетического гломерулосклероза.- 14 040048 current, smooth muscle cells and fibroblasts. Accordingly, the labdan-type diterpenoid compounds described herein may also be useful in the treatment of arteriosclerotic conditions. Arteriosclerotic conditions are understood to include classic atherosclerosis, accelerated atherosclerosis, and other arteriosclerotic conditions characterized by unwanted proliferation of endothelial and/or vascular smooth muscle cells, including vascular complications of diabetes and diabetic glomerulosclerosis.

Термин рестеноз понимается как заболевание, демонстрирующее избыточную пролиферацию и миграцию клеток как результат высвобождения факторов роста, вызванный механическим нарушением эндотелиальных клеток, образующих коронарные артерии.The term restenosis is understood as a disease demonstrating excessive cell proliferation and migration as a result of the release of growth factors, caused by mechanical disruption of the endothelial cells that form the coronary arteries.

Ангиогенное заболевание понимается как заболевание или медицинское состояние демонстрирующее аномальную неоваскуляризацию. Такие заболевания или состояния включают диабетическую ретинопатию, неоваскулярную глаукому, ревматоидный артрит и некоторые злокачественные новообразования, такие как гемангиоэндотелиомы, гемангиомы и саркома Капоши. Пролиферация эндотелиальных клеток и сосудистых гладкомышечных клеток является основной характеристикой неоваскуляризации. Соединения, описанные в настоящем изобретении, полезны при ингибировании указанной пролиферации и соответственно при ингибировании прогрессии ангиогенного состояния, которое зависит полностью или частично от указанной неоваскуляризации.Angiogenic disease is understood as a disease or medical condition exhibiting abnormal neovascularization. Such diseases or conditions include diabetic retinopathy, neovascular glaucoma, rheumatoid arthritis, and certain malignancies such as hemangioendotheliomas, hemangiomas, and Kaposi's sarcoma. The proliferation of endothelial cells and vascular smooth muscle cells is the main characteristic of neovascularization. The compounds described in the present invention are useful in inhibiting said proliferation and consequently in inhibiting the progression of an angiogenic state which depends in whole or in part on said neovascularization.

Термин фиброз относится к образованию или избыточному развитию фиброзной соединительной ткани в органе или ткани. Фиброз включает, например, эндомиокардиальный фиброз, идиопатический пульмонарный фиброз, эмфизему, пульмонарный фиброз (приводящий к хроническому обструктивному заболеванию легких), болезнь Пейрони, склеродермию, диффузные паренхиматозные заболевания легкого, келоиды, фиброз средостения, прогрессивный массивный фиброз, пролиферативный фиброз, неопластический фиброз, интерстициальный фиброз почек, фиброз печени, хирургические шрамы и ожоги.The term fibrosis refers to the formation or overdevelopment of fibrous connective tissue in an organ or tissue. Fibrosis includes, for example, endomyocardial fibrosis, idiopathic pulmonary fibrosis, emphysema, pulmonary fibrosis (leading to chronic obstructive pulmonary disease), Peyronie's disease, scleroderma, diffuse parenchymal lung disease, keloids, mediastinal fibrosis, progressive massive fibrosis, proliferative fibrosis, neoplastic fibrosis, interstitial fibrosis of the kidneys, fibrosis of the liver, surgical scars and burns.

Термин дерматологические заболевания понимается как заболевания кожи, демонстрирующие клеточную пролиферацию, связанную с любой пролиферативной дисфункцией. Эти дисфункции включают, например, келоиды, гипертрофированные ожоговые шрамы, себорейный кератоз, инфекцию вирусом папилломы, актинический кератоз и экзема.The term dermatological diseases is understood as skin diseases exhibiting cell proliferation associated with any proliferative dysfunction. These dysfunctions include, for example, keloids, hypertrophic burn scars, seborrheic keratosis, papillomavirus infection, actinic keratosis, and eczema.

Термин воспалительные заболевания понимается как заболевания, вызванные воспалением, как результат клеточной пролиферации, ассоциированной с любой пролиферативной дисфункцией. Они включают, например, пролиферативный гломерулонефрит, красную волчанку, склеродермию, временный артрит, тромбангиит и слизисто-кожный лимфоузелковый синдром.The term inflammatory diseases is understood as diseases caused by inflammation as a result of cell proliferation associated with any proliferative dysfunction. These include, for example, proliferative glomerulonephritis, lupus erythematosus, scleroderma, temporary arthritis, thromboangiitis, and mucocutaneous lymph node syndrome.

В другом аспекте изобретение относится к фармацевтической композиции, содержащей терапевтически эффективное количество ингибирующего агента по настоящему изобретению вместе с фармацевтически приемлемым носителем для лечения заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией. Примеры заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией были упомянуты выше в описании.In another aspect, the invention relates to a pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of an inhibitory agent of the present invention together with a pharmaceutically acceptable carrier for the treatment of diseases associated with unwanted cell proliferation. Examples of diseases associated with unwanted cell proliferation have been mentioned above in the description.

В контексте настоящего изобретения терапевтически эффективное количество понимается как количество агента, ингибирующего экспрессию и/или активность цитокина IL-6-типа, которое необходимо для достижения требуемого эффекта, который, в данном конкретном случае, является лечением заболевания, связанного с нежелательной клеточной пролиферацией. В целом, терапевтически эффективное количество вводимого ингибирующего агента по настоящему изобретению будет зависеть среди других факторов от подвергаемого лечению индивидуума, от тяжести заболевания, которым страдает указанный индивидуум, от выбранной лекарственной формы и т.п. По этой причине дозы, упомянутые в этом изобретении, должны рассматриваться только как руководство для специалиста в данной области, и последний должен корректировать дозы в соответствии с ранее упомянутыми переменными. Тем не менее, ингибирующий агент по настоящему изобретению может быть введен один или несколько раз в день, например 1, 2, 3 или 4 раза в день, в типичном общем ежедневном количестве, содержащем от 0,1 до 1000 мг/кг массы тела/день, предпочтительно 10 мг/кг массы тела/день.In the context of the present invention, a therapeutically effective amount is understood as the amount of an agent that inhibits the expression and/or activity of an IL-6-type cytokine that is necessary to achieve the desired effect, which, in this particular case, is the treatment of a disease associated with unwanted cell proliferation. In general, the therapeutically effective amount of the inhibitory agent of the present invention to be administered will depend on the individual being treated, the severity of the disease that the individual is suffering from, the dosage form chosen, and the like, among other factors. For this reason, the doses mentioned in this invention should only be considered as a guide for a person skilled in the art, and the latter should adjust the doses in accordance with the previously mentioned variables. However, the inhibitory agent of the present invention can be administered one or more times a day, for example 1, 2, 3 or 4 times a day, in a typical total daily amount containing from 0.1 to 1000 mg/kg body weight/ day, preferably 10 mg/kg body weight/day.

В контексте данного описания термин лечение или лечить означает введение ингибирующего агента по изобретению для предотвращения, облегчения или устранения заболевания или одного или нескольких симптомов связанных с указанным заболеванием, связанным с нежелательной клеточной пролиферацией. Лечение также включает предупреждение, ослабление или устранение физиологических осложнений заболевания. В контексте данного изобретения термин облегчать понимается как любое улучшение ситуации подвергаемого лечению пациента - как субъективно (ощущения пациента или о пациенте), так и объективно (измеряемые параметры).In the context of this description, the term treatment or treat means the administration of an inhibitory agent of the invention to prevent, alleviate or eliminate a disease or one or more symptoms associated with said disease associated with unwanted cell proliferation. Treatment also includes preventing, attenuating or eliminating the physiological complications of the disease. In the context of the present invention, the term alleviate is understood as any improvement in the situation of the patient being treated - both subjectively (feelings of the patient or about the patient) and objectively (measurable parameters).

Термины носитель, адъювант и/или переносчик относятся к молекулярным сущностям или субстанциям, с которыми вводится активный ингредиент. Такие фармацевтические носители, адъюванты или переносчики могут быть стерильными жидкостями, такими как вода или масло, включая масла нефтяного, животного, растительного или синтетического происхождения, такие как арахисовое масло, соевое масло, минеральное масло, кунжутное масло и т.п., наполнители, вещества для улучшения распадаемости, смачивающие агенты или растворители. Подходящие фармацевтические переносчики описаны в Remington's Pharmaceutical Sciences by E. W. Martin.The terms carrier, adjuvant and/or carrier refer to the molecular entities or substances with which the active ingredient is administered. Such pharmaceutical carriers, adjuvants or carriers may be sterile liquids such as water or oil, including oils of petroleum, animal, vegetable or synthetic origin such as peanut oil, soybean oil, mineral oil, sesame oil and the like, excipients, disintegrating agents, wetting agents or solvents. Suitable pharmaceutical carriers are described in Remington's Pharmaceutical Sciences by E. W. Martin.

- 15 040048- 15 040048

В контексте настоящего изобретения термин фармацевтически приемлемый относится к молекулярным сущностям и композициям, которые физиологически переносимы и, как правило, не вызывают аллергическую реакцию или подобную побочную реакцию, такую как расстройство желудка, головокружение и т.п. когда их вводят человеку. Термин фармацевтически приемлемый предпочтительно означает одобренный федеральным и региональным регулирующим агентством, или включенный в Фармакопею США или другую широко признанную фармакопею для применения на животных, а более конкретно на людях. Агент, ингибирующий экспрессию и/или активность цитокина IL-6-типа, а также фармацевтические композиции, содержащие его, могут быть применены вместе с другими дополнительными лекарственными средствами, полезными при лечении заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией. Указанные дополнительные лекарственные средства могут формировать часть той же фармацевтической композиции или, в ином случае, они могут быть представлены в виде отдельной композиции для их введения, которое может быть одновременным или не одновременным с введением фармацевтической композиции, содержащей указанный агент, ингибирующий экспрессию и/или активность цитокина IL-6-типа.In the context of the present invention, the term pharmaceutically acceptable refers to molecular entities and compositions that are physiologically tolerable and do not generally cause an allergic reaction or similar adverse reaction such as stomach upset, dizziness, and the like. when they are administered to a person. The term pharmaceutically acceptable preferably means approved by a federal and state regulatory agency, or listed in the USP or other widely accepted pharmacopoeia for use in animals, and more particularly in humans. An agent that inhibits the expression and/or activity of an IL-6-type cytokine, as well as pharmaceutical compositions containing it, can be used together with other additional drugs useful in the treatment of diseases associated with unwanted cell proliferation. Said additional drugs may form part of the same pharmaceutical composition or, alternatively, they may be presented as a separate composition for their administration, which may or may not be simultaneous with the administration of a pharmaceutical composition containing said agent that inhibits expression and/or activity of IL-6-type cytokine.

Примеры других дополнительных лекарственных средств, полезных при лечении заболеваний, связанных с нежелательной пролиферацией клеток, включают, без ограничения перечисленным, алкилирующие агенты, такие как, например, циклофосфамид, кармустин, даунорубицин, мехлорэтамин, хлорамбуцил, нимустин, мелфалан и т.п.; антрациклины, такие как, например, даунорубицин, доксорубицин, эпирубицин, идарубицин, митоксантрон, валрубицин и т.п.; соединения таксана, такие как, например, паклитаксел, доцетаксел и т.п.; ингибиторы топоизомеразы, такие как, например, этопозид, тенипозид, тулипозид, иринотекан и т.п.; нуклеотидные аналоги, такие как, например, азацитидин, азатиоприн, капецитабин, цитарабин, доксифлуридин, фторурацил, гемцитабин, меркаптопурин, метотрексат, тиогуанин, фторафур и т.п.; агенты на основе платины, такие как, например, карбоплатин, цисплатин, оксалиплатин и т.п.; противоопухолевые агенты, такие как, например, винкристин, лейковорин, ломустин, прокарбазин и т.п.; модуляторы гормонов, такие как, например, тамоксифен, финастерид, ингибиторы 5-αредуктазы и т.п.; алкалоиды барвинка такие как, например, винбластин, винкристин, виндезин, винорелбин и т.п. Подходящие химиотерапевтические агенты описаны более подробно в литературе, такой как указатель Merck на CD-ROM, 13-е издание.Examples of other additional drugs useful in the treatment of diseases associated with unwanted cell proliferation include, but are not limited to, alkylating agents such as, for example, cyclophosphamide, carmustine, daunorubicin, mechlorethamine, chlorambucil, nimustine, melphalan, and the like; anthracyclines such as, for example, daunorubicin, doxorubicin, epirubicin, idarubicin, mitoxantrone, valrubicin, and the like; taxane compounds such as, for example, paclitaxel, docetaxel, and the like; topoisomerase inhibitors such as, for example, etoposide, teniposide, tuliposide, irinotecan, and the like; nucleotide analogs such as, for example, azacitidine, azathioprine, capecitabine, cytarabine, doxyfluridine, fluorouracil, gemcitabine, mercaptopurine, methotrexate, thioguanine, ftorafur, and the like; platinum-based agents such as, for example, carboplatin, cisplatin, oxaliplatin, and the like; antitumor agents such as, for example, vincristine, leucovorin, lomustine, procarbazine, and the like; hormone modulators such as, for example, tamoxifen, finasteride, 5-α reductase inhibitors, and the like; vinca alkaloids such as, for example, vinblastine, vincristine, vindesine, vinorelbine and the like. Suitable chemotherapeutic agents are described in more detail in the literature, such as the Merck index on CD-ROM, 13th edition.

Фармацевтическая композиция изобретения может быть введена любым подходящим для введения путем, например, перорально, парентерально (например, подкожно, внутрибрюшинно, внутривенно, внутримышечно и т.п.), ректально и т.п., как правило, пероральным путем из-за хронической природы подвергаемого лечению заболевания.The pharmaceutical composition of the invention may be administered by any route suitable for administration, for example, orally, parenterally (e.g., subcutaneously, intraperitoneally, intravenously, intramuscularly, etc.), rectally, etc., usually orally due to chronic the nature of the disease being treated.

Наглядные примеры фармацевтических лекарственных форм, вводимых пероральным путем, включают таблетки, капсулы, гранулы, растворы, суспензии и т.п., и они могут содержать обычные наполнители, такие как связующие, разбавители, вещества для улучшения распадаемости, смазывающие вещества, смачивающие вещества и т.п., и могут быть приготовлены обычными способами. Фармацевтические композиции также могут подходить для парентерального введения, в форме, например, стерильных растворов, суспензий или лиофилизированных продуктов, в подходящей лекарственной форме; в данном случае указанные фармацевтические композиции будут включать подходящие наполнители, такие как буферы, реактивы и т.п. В любом случае наполнители выбирают в соответствии с выбранной фармацевтической лекарственной формой.Illustrative examples of oral pharmaceutical dosage forms include tablets, capsules, granules, solutions, suspensions, and the like, and may contain conventional excipients such as binders, diluents, disintegrators, lubricants, wetting agents, and the like, and can be prepared by conventional methods. Pharmaceutical compositions may also be suitable for parenteral administration, in the form of, for example, sterile solutions, suspensions or lyophilized products, in a suitable dosage form; in this case, said pharmaceutical compositions will include suitable excipients such as buffers, reagents, and the like. In any case, the excipients are selected in accordance with the selected pharmaceutical dosage form.

Обзор различных фармацевтических лекарственных форм лекарственных препаратов и их приготовление можно найти в книге Tratado de Farmacia, Galenica, by С. Fauli i Trillo, 10th Edition, 1993, Luzan 5, S.A. de Ediciones.An overview of various pharmaceutical dosage forms of drugs and their preparation can be found in Tratado de Farmacia, Galenica, by C. Fauli i Trillo, 10th Edition, 1993, Luzan 5, S.A. de Ediciones.

Как понятно специалисту, если агент, ингибирующий экспрессию и/или активность цитокина IL-6типа, в соответствии с изобретением содержит нуклеотидную последовательность, такую как, например, антисмысловые олигонуклеотиды, интерферирующие РНК (миРНК), каталитические РНК или специфические рибозимы, РНК с активностью ловушки, и т.п., фармацевтическая композиция изобретения может быть составлена в виде композиции, предназначенной для применения в генной терапии; в качестве неограничивающей иллюстрации, в данном случае, фармацевтическая композиция изобретения может содержать вирусный или невирусный вектор, включающий указанную нуклеотидную последовательность или генный конструкт, содержащий упомянутую последовательность. В качестве неограничивающей иллюстрации, указанные вектора могут быть вирусными векторами, например, основанными на ретровирусах, аденовирусах и т.п., или невирусными, такими как комплексы ДНК-липосома, ДНК-полимер, ДНК-полимер-липосома и т.п. [см. Nonviral Vectors for Gene Therapy, edited by Huang, Hung and Wagner, Academic Press (1999)]. Указанные вектора могут быть введены напрямую в организм человека или животного обычными способами и в ином случае они могут быть применены для трансформации, трансфекции или инфекции клеток, например, клеток млекопитающих, включая человеческие клетки, ex vivo, с последующей имплантацией их в организм человека или животного для получения требуемого терапевтического эффекта. Для их введения в организм человека или животного указанные клетки будут составлены в подходящей среде, которая не сказывается негативно на жизнеспособности указанных клеток.As one skilled in the art will understand, if an agent that inhibits the expression and/or activity of an IL-6 type cytokine according to the invention contains a nucleotide sequence such as, for example, antisense oligonucleotides, interfering RNA (siRNA), catalytic RNA or specific ribozymes, RNA with decoy activity , etc., the pharmaceutical composition of the invention may be formulated as a composition for use in gene therapy; as a non-limiting illustration, in this case, the pharmaceutical composition of the invention may contain a viral or non-viral vector comprising the specified nucleotide sequence or a gene construct containing the said sequence. By way of non-limiting illustration, these vectors can be viral vectors, such as those based on retroviruses, adenoviruses, and the like, or non-viral, such as DNA-liposome complexes, DNA polymer, DNA polymer-liposome, and the like. [cm. Nonviral Vectors for Gene Therapy, edited by Huang, Hung and Wagner, Academic Press (1999)]. These vectors can be introduced directly into a human or animal body by conventional means, and otherwise they can be used to transform, transfect or infect cells, for example, mammalian cells, including human cells, ex vivo, followed by implantation in a human or animal body. to obtain the desired therapeutic effect. For their introduction into the human or animal body, said cells will be formulated in a suitable medium that does not adversely affect the viability of said cells.

- 16 040048- 16 040048

Способы скрининга по изобретениюScreening Methods of the Invention

Открытие, сделанное авторами настоящего изобретения и изложенное в настоящем описании, относится не только к лечению заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией или к диагностике указанных заболеваний, но также относится к вовлечению LIF в активацию каскада JAK/STAT, которое также может быть использовано при разработке метода скрининга для идентификации соединений, способных блокировать/ингибировать клеточную пролиферацию опухолевых клеток, индуцированную цитокином IL-6-типа или его функционально эквивалентным вариантом.The discovery made by the authors of the present invention and set forth in the present description, not only relates to the treatment of diseases associated with unwanted cell proliferation or to the diagnosis of these diseases, but also relates to the involvement of LIF in the activation of the JAK/STAT cascade, which can also be used in the development a screening method to identify compounds capable of blocking/inhibiting tumor cell proliferation induced by an IL-6-type cytokine or a functionally equivalent variant thereof.

Следовательно, в другом аспекте, изобретение относится к in vitro способу идентификации соединений, способных блокировать/ингибировать клеточную пролиферацию опухолевых клеток, индуцированную цитокином IL-6-типа или его функционально эквивалентным вариантом, включающему стадии (i) контакта клетки, экспрессирующей рецептор цитокина IL-6-типа с цитокином IL-6-типа и соединением-кандидатом, и (ii) идентификацию соединений, блокирующих клеточную пролиферацию указанных клеток.Therefore, in another aspect, the invention relates to an in vitro method for identifying compounds capable of blocking/inhibiting tumor cell proliferation induced by an IL-6-type cytokine or a functionally equivalent variant thereof, comprising the steps of (i) contacting a cell expressing the IL-cytokine receptor 6-type with an IL-6-type cytokine and a candidate compound, and (ii) identifying compounds that block cell proliferation of said cells.

В первой стадии способ изобретения включает контакт клетки, экспрессирующей рецептор цитокина IL-6-типа, с цитокином IL-6-типа в присутствии соединения-кандидата любой степени чистоты.In a first step, the method of the invention comprises contacting a cell expressing an IL-6-type cytokine receptor with an IL-6-type cytokine in the presence of a candidate compound of any purity.

В контексте настоящего изобретения клетка понимается как любая клетка, экспрессирующая рецептор цитокина IL-6-типа. Клетки, в которых рецептор для цитокинов IL-6-типа экспрессируется, и которые могут быть использованы в способах настоящего изобретения включают клетки, полученные из солидных опухолей, таких как клетки рака молочной железы, клетки рака мочевого пузыря, клетки меланомы, клетки рака яичника, клетки рака поджелудочной железы, клетки рака предстательной железы, клетки рака толстой кишки, клетки рака легкого и т.п., а также клетки, полученные из жидких опухолей, таких как клетки лейкоза и лимфомы. В конкретном воплощении клетка экспрессирующая рецептор для цитокина IL-6-типа является клеткой глиомы, предпочтительно инициирующей клеткой глиомы (GIC). Примеры рецепторов для цитокинов IL-6-типа могут быть найдены у Auernhammer and Melmed, 2000 (Endocrine reviews, vol. 21(3): 313-345), такие как рецептор LIF (LIFR), рецептор Онкостатина М (OMSR) и т.п. Таким образом, клетки объект изучения включают высшие эукариотические клетки, предпочтительно клетки млекопитающих. Предпочтительно, если клетки, которые используются в настоящем изобретении являются те, в которых рецепторы для цитокинов IL-6-типа конститутивно экспрессируются. В ином случае обычные клеточные линии также могут быть использованы либо напрямую, если обнаружено, что они подходяще экспрессируют рецепторы цитокинов IL-6-типа или после предварительной трансфекции конструктами ДНК, которые позволяют экспрессировать указанные рецепторы. Подходящие клетки для этой цели включают клетки линий СНО, VERO, BHK, HeLa, COS, MDCK 293, 3Т3, WI38 и т.п. В предпочтительном воплощении клетки, которые используют в способе изобретения, являются клетками глиомы, предпочтительно клетками глиомы IV степени злокачественности.In the context of the present invention, a cell is understood to be any cell expressing an IL-6-type cytokine receptor. Cells in which the receptor for IL-6-type cytokines is expressed and which can be used in the methods of the present invention include cells derived from solid tumors such as breast cancer cells, bladder cancer cells, melanoma cells, ovarian cancer cells, pancreatic cancer cells, prostate cancer cells, colon cancer cells, lung cancer cells and the like, as well as cells derived from liquid tumors such as leukemia and lymphoma cells. In a specific embodiment, the cell expressing the receptor for the IL-6-type cytokine is a glioma cell, preferably a glioma initiator cell (GIC). Examples of receptors for IL-6-type cytokines can be found in Auernhammer and Melmed, 2000 (Endocrine reviews, vol. 21(3): 313-345), such as the LIF receptor (LIFR), the Oncostatin M receptor (OMSR), etc. .P. Thus, the cells of interest include higher eukaryotic cells, preferably mammalian cells. Preferably, the cells to be used in the present invention are those in which receptors for IL-6-type cytokines are constitutively expressed. Alternatively, conventional cell lines can also be used either directly if found to suitably express IL-6-type cytokine receptors, or after prior transfection with DNA constructs that allow the expression of said receptors. Suitable cells for this purpose include CHO, VERO, BHK, HeLa, COS, MDCK 293, 3T3, WI38, and the like. In a preferred embodiment, the cells used in the method of the invention are glioma cells, preferably grade IV glioma cells.

Специалист в данной области отметит что, в зависимости от типа рецепторов, который экспрессируется клеткой, используемой в методе скрининга изобретения, будет необходимо использовать соответствующий цитокин. Цитокин предпочтительно выбирают из группы LIF, IL- 6, IL-11, онкостатина М, кардиотрофина-1, CNTF и CLC.One skilled in the art will appreciate that, depending on the type of receptor that is expressed by the cell used in the screening method of the invention, it will be necessary to use the appropriate cytokine. The cytokine is preferably selected from the group LIF, IL-6, IL-11, oncostatin M, cardiotrophin-1, CNTF and CLC.

Контакт клетки с соединением-кандидатом может быть осуществлен любым способом, известным специалисту в данной области, включая прямой контакт клетки, экспрессирующей рецептор для цитокина IL-6-типа, где указанная клетка находится в культуре, с цитокином IL-6-типа и соединениемкандидатом в растворителе, подходящем для их взаимодействия, таком как ДМСО и т.п.Contacting a cell with a candidate compound may be by any method known to one skilled in the art, including direct contact of a cell expressing a receptor for an IL-6-type cytokine, where said cell is in culture, with an IL-6-type cytokine and a candidate compound. a solvent suitable for their interaction, such as DMSO, and the like.

В соответствии с настоящим изобретением контакт клетки с соединением-кандидатом включает любой возможный путь приведения соединения-кандидата в непосредственную близость к клеткемишени, либо на поверхности клетки, либо внутри нее. Таким образом, в случае если соединениекандидат является низкомолекулярной молекулой, достаточно добавить указанную молекулу к культуральной среде. В случае если соединение-кандидат является высокомолекулярной молекулой (например, биологическим полимером, таким как нуклеиновая кислота или белок, антитела или полипептиды), необходимо предоставить средства для доступа этой молекулы внутрь клетки. В случае если молекулакандидат является нуклеиновой кислотой (например, антисмысловыми олигонуклеотидами, интерферирующими РНК (миРНК), каталитическими РНК или специфическими рибозимами, РНК с активностью ловушки), для введения конструкта ДНК могут быть использованы обычные способы трансфекции. В случае если соединение-кандидат является белком, клетка может контактировать как напрямую с белком, так и с нуклеиновой кислотой, кодирующей его, соединенной с элементами, которые позволяют ее транскрипцию/трансляцию, как только она окажется внутри клетки. С этой целью любой из ранее упомянутых способов может быть использован для того, чтобы позволить ему войти внутрь клетки. В ином случае, возможен контакт клетки с вариантом исследуемого белка, который был модифицирован пептидом, который способен промотировать транслокацию белка внутрь клетки, например, Tat-пептидом, полученным из белка ТАТ HIV-1, третьей спиралью гомеодомена белка Antennapedia из D. melanogaster, белком VP22 вируса простого герпеса и олигомерами аргинина (Lindgren A. et al., 2000, Trends Pharmacol. Sci, 21:99-103, Schwarze S. R. et al., 2000, Trends Pharmacol. Sci., 21: 45-48, Lundberg M et al., 2003, Mol. Therapy 8:143-150 and Snyder E L. and Dowdy, S. F., 2004, Pharm. Res. 21: 389-393).In accordance with the present invention, contacting a cell with a candidate compound includes any possible way of bringing the candidate compound into close proximity to the target cell, either on the surface of the cell or within it. Thus, if the candidate compound is a low molecular weight molecule, it is sufficient to add said molecule to the culture medium. Where the candidate compound is a high molecular weight molecule (eg, a biological polymer such as a nucleic acid or protein, antibodies, or polypeptides), means must be provided to allow that molecule to enter the cell. Where the candidate molecule is a nucleic acid (eg, antisense oligonucleotides, interfering RNA (siRNA), catalytic RNA or specific ribozymes, RNA with decoy activity), conventional transfection techniques can be used to introduce the DNA construct. In the case where the candidate compound is a protein, the cell can contact either directly with the protein or with the nucleic acid encoding it coupled with elements that allow its transcription/translation once it is inside the cell. To this end, any of the previously mentioned methods can be used to allow it to enter the inside of the cell. Otherwise, it is possible for the cell to come into contact with a variant of the protein under study that has been modified with a peptide that is able to promote protein translocation into the cell, for example, a Tat peptide derived from the HIV-1 TAT protein, the third helix of the Antennapedia protein homeodomain from D. melanogaster, VP22 of herpes simplex virus and arginine oligomers (Lindgren A. et al., 2000, Trends Pharmacol. Sci, 21:99-103, Schwarze S. R. et al., 2000, Trends Pharmacol. Sci., 21: 45-48, Lundberg M et al., 2003, Mol. Therapy 8:143-150 and Snyder E L. and Dowdy, S. F., 2004, Pharm. Res. 21: 389-393).

- 17 040048- 17 040048

Предпочтительно, если соединение-кандидат не выделено, а скорее образует часть более или менее комплексной смеси, полученной из естественного источника, или образует часть библиотеки соединений. Примеры библиотек соединений, которые могут быть проверены в соответствии со способом настоящего изобретения включают, без ограничения перечисленным, библиотеки пептидов, включая как пептиды, так и аналоги пептидов, содержащие D-аминокислоты или пептиды, содержащие непептидные связи, библиотеки нуклеиновых кислот, включая нуклеиновые кислоты с нефосфодиэфирными связями фосфоротиоатного типа или типа пептид-нуклеиновая кислота, библиотеки антител, углеводов, или низкомолекулярных соединений, предпочтительно органических молекул, пептидомиметиков и т.п. В случае если используется библиотека низкомолекулярных органических соединений, библиотека должна быть предварительно отобрана так, чтобы она содержала соединения, которые могут более легко проникать внутрь клетки. Таким образом, соединения могут быть отобраны на основе определенных параметров, таких как размер, липофильность, гидрофильность, способность формировать водородные связи.Preferably, the candidate compound is not isolated, but rather forms part of a more or less complex mixture obtained from a natural source, or forms part of a library of compounds. Examples of compound libraries that can be tested in accordance with the method of the present invention include, but are not limited to, peptide libraries, including both peptides and peptide analogs, containing D-amino acids or peptides containing non-peptide linkages, nucleic acid libraries, including nucleic acids with non-phosphodiester linkages of the phosphorothioate or peptide-nucleic acid type, libraries of antibodies, carbohydrates, or small molecules, preferably organic molecules, peptidomimetics, and the like. If a library of low molecular weight organic compounds is used, the library should be pre-selected so that it contains compounds that can more easily penetrate into the cell. Thus, compounds can be selected based on certain parameters such as size, lipophilicity, hydrophilicity, ability to form hydrogen bonds.

В ином случае, соединения-кандидаты могут образовывать часть экстракта полученного из естественного источника. Естественный источник может быть животным, растением, полученным из любой окружающей среды, включая, без ограничения перечисленным, экстракты наземных, воздушных, морских организмов и т.п.Otherwise, candidate compounds may form part of an extract obtained from a natural source. The natural source can be an animal, plant, sourced from any environment, including, but not limited to, extracts from terrestrial, aerial, marine organisms, and the like.

Во второй стадии изобретение содержит идентификацию тех соединений, которые блокируют клеточную пролиферацию клетки, экспрессирующей рецептор для цитокина IL-6-типа. Примеры способов, подходящих для детекции блокировки клеточной пролиферации, включают без ограничения перечисленным:In the second step, the invention comprises the identification of those compounds which block the cell proliferation of a cell expressing the receptor for the IL-6-type cytokine. Examples of methods suitable for detecting blockage of cell proliferation include, but are not limited to:

определение теломеразной активностиdetermination of telomerase activity

Ферментная активность теломеразы может быть определена известным в данной области способом. Например, активность теломеразы может быть определена посредством определения скорости элонгации конкретной повторяющейся последовательности, содержащей 2, 3 или большее количество повторов унитарной теломерной последовательности (Yegorov, E. E. et al., 1997, Mol. Biol, 31:130-136). Для измерения указанной активности могут быть использованы цитоплазматические экстракты, ядерные экстракты, клеточные лизаты или целые клетки. Повышение теломеразной активности следует понимать как повышение абсолютного уровня теломеразной активности в конкретной клетке по сравнению с нормальными клетками в том же индивидууме или по сравнению с нормальными клетками в объектах, которые не страдают от данного состояния.The enzymatic activity of telomerase can be determined by a method known in the art. For example, telomerase activity can be determined by determining the elongation rate of a particular repeat sequence containing 2, 3, or more repeats of a unitary telomeric sequence (Yegorov, E. E. et al., 1997, Mol. Biol, 31:130-136). Cytoplasmic extracts, nuclear extracts, cell lysates or whole cells can be used to measure this activity. An increase in telomerase activity should be understood as an increase in the absolute level of telomerase activity in a particular cell compared to normal cells in the same individual or compared to normal cells in subjects that do not suffer from the condition.

Определение длины теломерDetermination of telomere length

Способы определения длины теломер хорошо описаны в данной области Harley С. В., et al. (Nature, 1990, 345:458-460); Levy, M. Z.et al., (J. MoI.Biol., 1992, 225: 951-960); Lindsey J. et al., (Mutat. Res., 1991, 256:45-48) и Allsopp, R. C.et al., (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 89: 10114-10118), в числе прочих. Эндонуклеазы рестрикции, которые не фрагментируют теломерную ДНК, как правило, используются для того, чтобы позже отделить полученные по молекулярной массе фрагменты и детектировать теломеры гибридизацией с помощью зондов, специфичных для последовательности теломер.Methods for determining telomere length are well described in the art by Harley C. B., et al. (Nature, 1990, 345:458-460); Levy, M. Z. et al., (J. MoI. Biol., 1992, 225: 951-960); Lindsey J. et al., (Mutat. Res., 1991, 256:45-48) and Allsopp, R. C. et al., (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 89: 10114-10118), in among others. Restriction endonucleases that do not fragment telomeric DNA are typically used to later separate molecular weight derived fragments and detect telomeres by hybridization with telomere sequence specific probes.

Определение клеточной пролиферацииDetermination of cell proliferation

Клеточная пролиферация может быть определена способами, которые широко известны специалистам в данной области, включая определение времени удвоения клеток, как описано Harley et al., (Nature, 1990, 345:458-460). Скорость клеточной пролиферации может быть определена путем определения включения содержащего тритий уридина в клетку или колориметрическими анализами с помощью BrdU.Cell proliferation can be determined by methods that are well known to those skilled in the art, including determining cell doubling time as described by Harley et al., (Nature, 1990, 345:458-460). The rate of cell proliferation can be determined by determining the incorporation of tritiated uridine into the cell or by colorimetric assays with BrdU.

В настоящем изобретении функционально эквивалентный вариант цитокина IL-6-типа понимается как белок, аминокислотная последовательность которого (i) является фактически гомологичной аминокислотной последовательности цитокина IL-6-типа и (ii) осуществляет те же функции, что и указанный цитокин IL-6-типа. Функциональная схожесть белка с другим конкретным белком может быть определена анализами интерференции экспрессии гена, кодирующего конкретный белок, когда при снижении экспрессии снижается активность данного белка, и последующее восстановление активности осуществляется экспрессией последовательности другого белка. Эти эксперименты осуществляются с помощью последовательностей интерферирующих РНК специфичных и комплементарных последовательности конкретного белка, и с помощью экспрессирующих векторов, включающих последовательность, специфичную для другого белка, регулируемого или нерегулируемого индуцируемым промотором.In the present invention, a functionally equivalent variant of an IL-6-type cytokine is understood to be a protein whose amino acid sequence (i) is substantially homologous to the amino acid sequence of an IL-6-type cytokine and (ii) performs the same functions as said IL-6-type cytokine. type. The functional similarity of a protein to another specific protein can be determined by interference analyzes of the expression of a gene encoding a specific protein, when a decrease in expression reduces the activity of this protein, and the subsequent restoration of activity is carried out by the expression of a sequence of another protein. These experiments are carried out using interfering RNA sequences specific and complementary to the sequence of a particular protein, and using expression vectors containing a sequence specific for another protein, regulated or unregulated by an inducible promoter.

Аминокислотная последовательность является фактически гомологичной определенной аминокислотной последовательности, когда она имеет степень идентичности по меньшей мере 70/%, преимущественно по меньшей мере 75%, как правило, по меньшей мере 80%, предпочтительно по меньшей мере 85%, более предпочтительно по меньшей мере 90%, еще более предпочтительно по меньшей мере 95, 97, 98 или 99% относительно указанной определенной аминокислотной последовательности. Степень идентичности между двумя аминокислотными последовательностями может быть определена обычными способами, например, с помощью стандартных алгоритмов выравнивания последовательности, известных в данной области, таких как, например, BLAST [Altschul S. F. et al. Basic local alignment search tool. J Mol Biol. 1990 Oct 5; 215 (3): 403-10].An amino acid sequence is substantially homologous to a defined amino acid sequence when it has a degree of identity of at least 70/%, preferably at least 75%, typically at least 80%, preferably at least 85%, more preferably at least 90 %, even more preferably at least 95%, 97%, 98%, or 99% relative to said specific amino acid sequence. The degree of identity between two amino acid sequences can be determined by conventional methods, for example, using standard sequence alignment algorithms known in the art, such as, for example, BLAST [Altschul S. F. et al. Basic local alignment search tool. J Mol Biol. 1990 Oct 5; 215(3):403-10].

Специалисту в данной области понятно, что мутации в нуклеотидной последовательности гена, коOne skilled in the art will appreciate that mutations in the nucleotide sequence of a gene that

- 18 040048 дирующего цитокин IL-6-типа, дающие консервативные мутации аминокислот в некритических для функциональности белка позициях, являются эволюционно нейтральными мутациями, которые не воздействуют на общую структуру или функциональность. Указанные варианты подпадают под объем притязаний настоящего изобретения. Эти функционально эквивалентные варианты цитокина IL-6-типа, имеющие вставки, делеции или модификации одной или нескольких аминокислот относительно указанного цитокина IL-6-типа и, более того, сохраняющие те же функции что и у указанного цитокина, также включены в объем притязаний данного изобретения.- 18 040048 generative cytokine IL-6-type, giving conservative mutations of amino acids in positions that are not critical for the functionality of the protein, are evolutionarily neutral mutations that do not affect the overall structure or functionality. These options fall within the scope of the claims of the present invention. These functionally equivalent IL-6-type cytokine variants having insertions, deletions, or modifications of one or more amino acids relative to said IL-6-type cytokine and, moreover, retaining the same functions as said cytokine, are also included within the scope of this inventions.

Следовательно, при использовании в данном документе термин функционально эквивалентный вариант также включает любой функциональный фрагмент цитокина IL-6-типа. Термин фрагмент относится к пептиду, содержащему часть белка. В данном случае фрагмент функционального эквивалента цитокина IL-6-типа является пептидом или белком, содержащим часть цитокина IL-6-типа и имеющим такие же функции, как и у указанного цитокина.Therefore, as used herein, the term functionally equivalent variant also includes any functional fragment of an IL-6-type cytokine. The term fragment refers to a peptide containing a portion of a protein. Here, a functional equivalent fragment of an IL-6-type cytokine is a peptide or protein containing a portion of an IL-6-type cytokine and having the same functions as said cytokine.

Диагностические способы изобретенияDiagnostic methods of the invention

К своему удивлению авторы настоящего изобретения обнаружили что, цитокин IL-6-типа, более конкретно LIF, вовлечен в активацию каскада JAK-STAT, опосредованного TGFe, и, таким образом, индуцирует процесс клеточной пролиферации и увеличение количества опухолевых стволовых клеток (злокачественных опухолевых стволовых клеток). Это открытие позволяет разработать диагностические методы для диагностики заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией, основанные на определении уровней цитокина IL-6-типа. Таким образом, в другом аспекте изобретение относится к in vitro способу диагностики в объекте заболеваний, связанных с нежелательной клеточной пролиферацией или к способу определения склонности объекта к указанному заболеванию, связанному с нежелательной клеточной пролиферацией, или к способу определения в объекте стадии или тяжести указанного заболевания связанного с нежелательной клеточной пролиферацией, или к способу мониторинга воздействия терапии, введенной объекту с указанным заболеванием, связанным с нежелательной клеточной пролиферацией, который включает количественную оценку уровней экспрессии гена, кодирующего цитокин IL-6-типа или белка, кодируемого указанным геном, или функционально эквивалентного варианта указанного белка в биологическом образце из указанного объекта, где увеличение экспрессии гена, кодирующего цитокин IL-6-типа или белка, кодируемого указанным геном, или функционально эквивалентного варианта указанного белка, относительно экспрессии гена, кодирующего цитокин IL-6-типа или белка, кодируемого указанным геном, или функционально эквивалентного варианта указанного белка в контрольном образце, свидетельствует о заболевании, связанном с нежелательной клеточной пролиферацией, или о большей склонности указанного объекта к заболеванию, связанному с нежелательной клеточной пролиферацией или о нереспонсивности терапии, введенной указанному объекту.Surprisingly, the present inventors found that the IL-6-type cytokine, more specifically LIF, is involved in the activation of the JAK-STAT cascade mediated by TGFe and thus induces cell proliferation and an increase in the number of tumor stem cells (malignant tumor stem cells). cells). This discovery allows the development of diagnostic methods for diagnosing diseases associated with unwanted cell proliferation based on the determination of levels of the IL-6-type cytokine. Thus, in another aspect, the invention relates to an in vitro method for diagnosing diseases associated with unwanted cell proliferation in a subject, or to a method for determining the predisposition of a subject to said disease associated with unwanted cell proliferation, or to a method for determining in a subject the stage or severity of said associated disease. with unwanted cell proliferation, or to a method for monitoring the impact of therapy administered to an object with said disease associated with unwanted cell proliferation, which includes quantifying the expression levels of a gene encoding an IL-6-type cytokine or a protein encoded by said gene, or a functionally equivalent variant the specified protein in a biological sample from the specified object, where an increase in the expression of the gene encoding the cytokine IL-6 type or the protein encoded by the specified gene, or a functionally equivalent variant of the specified protein, relative to the expression of the gene encoding the cytokine an IL-6-type okine or a protein encoded by the specified gene, or a functionally equivalent variant of the specified protein in the control sample, indicates a disease associated with unwanted cell proliferation, or a greater propensity of the specified object for a disease associated with unwanted cell proliferation or non-response therapy administered to the specified object.

При использовании в данном документе, диагностика относится к оценке вероятности, согласно которой объект страдает от заболевания. Как будет понятно специалистам в данной области, такая оценка обычно не корректна для 100% объектов, которые подвергаются диагностике, хотя является предпочтительной. Тем не менее, термин подразумевает способность идентифицировать статистически значимую часть объектов, страдающих от заболевания или имеющих предрасположенность к нему. Специалист в данной области может определить является ли некоторая часть статистически значимой посредством простого использования нескольких хорошо известных инструментов статистической оценки, например, определения доверительной области, определение р-значения, критерия Стьюдента, критерия МаннаУитни и т.п. Подробности в Dowdy and Wearden, Statistics for Research, John Wiley & Sons, New York 1983. Предпочтительными доверительными областями являются по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%. Рзначения предпочтительно равны 0,2, 0,1, 0,05.As used herein, diagnosis refers to an assessment of the likelihood that a subject is suffering from a disease. As will be understood by those skilled in the art, such an estimate is usually not correct for 100% of the objects that are diagnosed, although it is preferred. However, the term implies the ability to identify a statistically significant proportion of subjects suffering from a disease or having a predisposition to it. One skilled in the art can determine whether a portion is statistically significant by simply using several well-known statistical evaluation tools, for example, confidence region determination, p-value determination, Student's t-test, Mann-Whitney's test, and the like. See Dowdy and Wearden, Statistics for Research, John Wiley & Sons, New York 1983 for details. Preferred confidence regions are at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, at least 95%. The p-values are preferably 0.2, 0.1, 0.05.

При использовании в данном документе предрасположенность означает, что у объекта не развилось заболевание или любой симптом упомянутого выше заболевания, или другие диагностические критерии, но, однако, заболевание разовьется в будущем с определенной вероятностью. Указанная вероятность будет значимо отличаться от статистической вероятности возникновения заболевания, связанного с нежелательной клеточной пролиферацией. Предпочтительно, если при диагностике вероятность развития заболевания, связанного с нежелательной клеточной пролиферацией составляет по меньшей мере 30%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 90 или 100% предрасположенности. Диагностика предрасположенности иногда может называться прогнозом или предсказанием вероятности развития заболевания у объекта.As used herein, predisposition means that the subject has not developed the disease or any symptom of the disease mentioned above, or other diagnostic criteria, but, however, will develop the disease in the future with a certain probability. This probability will be significantly different from the statistical probability of occurrence of a disease associated with unwanted cell proliferation. Preferably, at diagnosis, the probability of developing a disease associated with unwanted cell proliferation is at least 30%, at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80% , at least 90 or 100% predisposition. The diagnosis of predisposition may sometimes be referred to as prognosis or prediction of the subject's likelihood of developing a disease.

В контексте настоящего изобретения контрольный образец понимается как эталонный образец, который применяют для определения изменчивости уровней экспрессии генов и белков, используемых в настоящем изобретении. В воплощении, эталонное значение получают из имеющегося сигнала с помощью образца ткани, полученного от здорового индивидуума. Предпочтительно, если образцы взяты из одной и той же ткани нескольких здоровых индивидуумов и объединены, так чтобы количество мРНК или полипептидов в образце отражало среднее значение указанных молекул в популяции.In the context of the present invention, a control sample is understood as a reference sample, which is used to determine the variability in the expression levels of genes and proteins used in the present invention. In an embodiment, the reference value is obtained from the available signal using a tissue sample obtained from a healthy individual. Preferably, if the samples are taken from the same tissue of several healthy individuals and combined, so that the amount of mRNA or polypeptides in the sample reflects the average value of these molecules in the population.

Количественная оценка уровней экспрессии гена, кодирующего цитокин IL-6-типа может бытьQuantitative assessment of the expression levels of the gene encoding the IL-6-type cytokine can be

- 19 040048 осуществлена на РНК, возникающей вследствие транскрипции указанного гена (мРНК), или в ином случае, транскрипции комплементарной ДНК (кДНК) указанного гена. Кроме того, способ изобретения может включать осуществление стадии экстракции для получения общей РНК, которая может быть осуществлена с помощью обычных методов (Chomczynski et al., Anal. Biochem., 1987, 162:156; Chomczynski P.,- 19 040048 carried out on RNA resulting from the transcription of the specified gene (mRNA), or otherwise, the transcription of complementary DNA (cDNA) of the specified gene. In addition, the method of the invention may include carrying out an extraction step to obtain total RNA, which can be carried out using conventional methods (Chomczynski et al., Anal. Biochem., 1987, 162:156; Chomczynski P.,

Biotechniques, 1993, 15:532).Biotechniques, 1993, 15:532).

Для обнаружения и количественной оценки уровней мРНК, кодируемой геном, кодирующим цитокин IL-6-типа или ее соответствующей кДНК в пределах контекста изобретения может быть применен практически любой обычный способ. В качестве неограничивающей иллюстрации уровни мРНК, кодируемой указанным геном, могут быть количественно оценены с помощью обычных способов, например, способов, включающих амплификацию мРНК и количественную оценку продукта амплификации указанной мРНК, например, с помощью электрофореза и окрашивания, или в ином случае, помощью нозерн-блоттинга и зондов, специфичных к мРНК, представляющего интерес гена, или ее соответствующей кДНК, картирование с S1-нуклеазой, ОТ-ЛЦР, гибридизацию, микроэрреи и т.п. предпочтительно могут быть количественно оценены количественной ПЦР в реальном времени с помощью подходящих наборов зондов и праймеров. Подобным образом уровни кДНК, соответствующие указанной мРНК кодируемой геном, кодирующим цитокин IL-6-типа, также могут быть количественно оценены с помощью обычных методов; в данном случае, способ изобретения включает стадию синтеза соответствующей кДНК с помощью обратной транскрипции (ОТ) соответствующих мРНК с последующей амплификацией и количественной оценкой продукта амплификации указанной кДНК. Обычные способы для количественной оценки уровней экспрессии могут быть найдены, например, в Sambrook et al., 2001. Molecular cloning: a Laboratory Manual, 3rd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, N. E., Vol. 1-3.Almost any conventional method can be used to detect and quantify levels of mRNA encoded by a gene encoding an IL-6-type cytokine or its corresponding cDNA within the context of the invention. As a non-limiting illustration, the levels of mRNA encoded by said gene can be quantified using conventional methods, such as methods involving amplifying the mRNA and quantifying the amplification product of said mRNA, such as electrophoresis and staining, or otherwise using northern -blotting and probes specific for the mRNA of the gene of interest or its corresponding cDNA, S1 nuclease mapping, RT-LCR, hybridization, microarrays, and the like. preferably can be quantified by quantitative real-time PCR using suitable sets of probes and primers. Similarly, cDNA levels corresponding to said mRNA encoded by a gene encoding an IL-6-type cytokine can also be quantified using conventional methods; in this case, the method of the invention includes the step of synthesizing the corresponding cDNA by reverse transcription (RT) of the corresponding mRNAs, followed by amplification and quantification of the amplification product of said cDNA. Conventional methods for quantifying expression levels can be found, for example, in Sambrook et al., 2001. Molecular cloning: a Laboratory Manual, 3rd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, N. E., Vol. 1-3.

Таким образом, в конкретном воплощении способа изобретения количественный анализ уровней экспрессии гена, кодирующего цитокин IL-6-типа, включает количественный анализ матричной РНК (мРНК) указанного гена, фрагмента указанной мРНК, комплементарной ДНК (кДНК) указанного гена, фрагмента указанной кДНК или их смеси.Thus, in a specific embodiment of the method of the invention, quantifying expression levels of a gene encoding an IL-6-type cytokine comprises quantifying messenger RNA (mRNA) of said gene, a fragment of said mRNA, complementary DNA (cDNA) of said gene, a fragment of said cDNA, or their mixtures.

В другом конкретном воплощении количественный анализ уровней экспрессии гена, кодирующего цитокин IL-6-типа, осуществляют количественной полимеразной цепной реакцией.In another specific embodiment, quantitative analysis of the expression levels of the gene encoding the cytokine IL-6-type, carried out by quantitative polymerase chain reaction.

Кроме того, при осуществлении способа изобретения на практике, уровни экспрессии белка, кодируемого указанным геном, кодирующим цитокин IL-6-типа, т.е. геном, кодирующим IL-6, IL-11, фактор ингибирующий лейкоз (LIF), онкостатин М (OSM), кардиотрофин-1 (CT-I), цилиарный нейротрофический фактор (CNTF) или кардиотрофин-подобный цитокин (CLC) также могут быть количественно оценены. Как понятно специалисту в этой области, уровень экспрессии белка может быть определен количественно с помощью любого обычного способа. В качестве неограничивающей иллюстрации уровни белка могут быть определены количественно, например, путем применения антител со способностью связывать указанные белки (или их фрагменты, содержащие антигенную детерминанту) с последующей количественной оценкой образованных комплексов. Антитела, которые применяют в этих анализах, могут быть мечеными или немечеными. Наглядные примеры маркеров, которые могут быть использованы, включают радиоактивные изотопы, ферменты, флюорофоры, хемилюминисцентные реактивы, ферментные субстраты или кофакторы, ферментные ингибиторы, частицы, краски и т.п. Существует множество известных типов анализов, применимых в настоящем изобретении, которые используют немеченые антитела (первичные антитела) и меченые антитела (вторичные антитела); эти методы включают вестернблоттинг, ИФА (иммуноферментный анализ), РИА (радиоиммунный анализ), конкурентный ферментный иммуноанализ, двухантительный сэндвич-ИФА, иммуноцитохимические и иммуногистохимические методы, методы основанные на применении белковых биочипов или микроэррев, которые включают специфические антитела или анализы, основанные на коллоидальной преципитации в форматах, подобных индикаторным полоскам. Другие пути обнаружения и определения количества белка, включают методы аффинной хроматографии, анализы связывания лигандов, и т.п. В другом конкретном воплощении количественную оценку уровней белка осуществляют с помощью вестерн-блоттинга, иммуногистохимии или ИФА.In addition, when the method of the invention is practiced, the expression levels of the protein encoded by said gene encoding the IL-6-type cytokine, i. a gene encoding IL-6, IL-11, leukemia inhibitory factor (LIF), oncostatin M (OSM), cardiotrophin-1 (CT-I), ciliary neurotrophic factor (CNTF), or cardiotrophin-like cytokine (CLC) may also be quantified. As one of skill in the art will appreciate, the level of protein expression can be quantified using any conventional method. As a non-limiting illustration, protein levels can be quantified, for example, by using antibodies with the ability to bind said proteins (or antigenic determinant-containing fragments thereof) and then quantifying the complexes formed. The antibodies used in these assays may be labeled or unlabeled. Illustrative examples of markers that can be used include radioactive isotopes, enzymes, fluorophores, chemiluminescent reagents, enzyme substrates or cofactors, enzyme inhibitors, particles, dyes, and the like. There are many known types of assays useful in the present invention that use unlabeled antibodies (primary antibodies) and labeled antibodies (secondary antibodies); these methods include Western blot, ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), RIA (radioimmunoassay), competitive enzyme immunoassay, two-antibody sandwich ELISA, immunocytochemical and immunohistochemical methods, methods based on the use of protein biochips or microerrevs, which include specific antibodies or analyzes based on colloidal precipitation in formats similar to indicator strips. Other ways to detect and quantify a protein include affinity chromatography methods, ligand binding assays, and the like. In another specific embodiment, protein levels are quantified by Western blotting, immunohistochemistry, or ELISA.

В другом предпочтительном воплощении определение уровней экспрессии цитокина IL-6-типа может быть проведено определением активности указанного белка, поскольку высокие уровни экспрессии дают в результате более высокую удельную активность указанного белка в образце. Анализы для определения активности цитокинов IL-6-типа ранее были описаны в контексте терапевтических способов изобретения.In another preferred embodiment, the determination of expression levels of the IL-6-type cytokine can be carried out by determining the activity of said protein, since high levels of expression result in a higher specific activity of said protein in the sample. Assays for determining the activity of IL-6-type cytokines have previously been described in the context of the therapeutic methods of the invention.

Цитокины IL-6-типа, уровни, которых могут быть использованы в качестве маркеров нежелательной клеточной пролиферации, ранее были описаны в настоящем описании и являются применимыми к способам изобретения. Аналогично диагностический способ изобретения может быть применен к любому заболеванию, связанному с нежелательной клеточной пролиферацией, определенной выше. В предпочтительном воплощении заболевание, связанное с нежелательно клеточной пролиферацией является злокачественным новообразованием, предпочтительно злокачественным новообразованием, имеющим высокие уровни цитокина IL-6-типа или высокую активность сигнального пути JAK-STAT.IL-6-type cytokines, levels of which can be used as markers of unwanted cell proliferation, have previously been described herein and are applicable to the methods of the invention. Similarly, the diagnostic method of the invention can be applied to any disease associated with unwanted cell proliferation as defined above. In a preferred embodiment, the disease associated with unwanted cell proliferation is a malignancy, preferably a malignancy having high levels of the IL-6-type cytokine or high activity of the JAK-STAT signaling pathway.

Осуществление способа изобретения на практике включает получение биологического образца изThe implementation of the method of the invention in practice involves obtaining a biological sample from

- 20 040048 подвергаемого лечению объекта. Наглядные, не ограничивающие примеры указанных образцов включают различные типы биологических жидкостей, таких как кровь, сыворотка, плазма, спинномозговая жидкость, перитонеальная жидкость, кал, моча и слюна, а также образцы тканей. Образцы биологических жидкостей могут быть получены любым обычным способом, подходящим для образцов тканей; для иллюстрации указанные образцы тканей могут быть образцами биопсий, полученных хирургической резекцией.- 20 040048 object being treated. Illustrative, non-limiting examples of these samples include various types of body fluids such as blood, serum, plasma, cerebrospinal fluid, peritoneal fluid, feces, urine and saliva, as well as tissue samples. Samples of biological fluids can be obtained by any conventional method suitable for tissue samples; for illustration, these tissue samples may be biopsy samples obtained by surgical resection.

В другом аспекте, изобретение относится к применению набора, содержащего реактивы для количественной оценки уровней экспрессии гена, кодирующего цитокин IL-6-типа или белка, кодируемого указанным геном или функционально эквивалентного варианта указанного белка для диагностики злокачественного образования в объекте или для определения склонности объекта к указанному злокачественному новообразованию, или для определения в объекте стадии или тяжести указанного злокачественного новообразования, или для мониторинга воздействия терапии, введенной объекту с указанным злокачественным новообразованием, при котором реактивы детектируют увеличение экспрессии указанного гена или указанного белка или его функционально эквивалентного варианта, относительно контрольного образца, где указанный объект может страдать от заболевания, связанного с нежелательной клеточной пролиферацией, или у него имеется большая предрасположенность к указанному заболеванию, связанному с нежелательной клеточной пролиферацией, или у него имеется большая тяжесть указанного заболевания, или вводимая терапия не является эффективной.In another aspect, the invention relates to the use of a kit containing reagents for quantifying expression levels of a gene encoding an IL-6 cytokine or a protein encoded by said gene or a functionally equivalent variant of said protein for diagnosing malignancy in a subject or for determining a subject's propensity to the specified malignant neoplasm, or to determine the stage or severity of the specified malignant neoplasm in the object, or to monitor the impact of therapy administered to the object with the specified malignant neoplasm, in which the reagents detect an increase in the expression of the specified gene or the specified protein or its functionally equivalent variant, relative to the control sample, where the specified object may suffer from a disease associated with unwanted cell proliferation, or he has a greater predisposition to the specified disease associated with unwanted cell proliferation her, or he has a greater severity of the indicated disease, or the therapy administered is not effective.

Все термины и выражения, использованные для определения применения набора, ранее были описаны и объяснены для других оригинальных аспектов и определенных воплощений настоящего изобретения, и также являются пригодными для применения набора, описанного в данном документе.All terms and expressions used to define the use of the kit have previously been described and explained for other original aspects and certain embodiments of the present invention, and are also suitable for use of the kit described in this document.

Способы конструирования специализированных терапий и отбора пациентов, которые могут получить пользу от терапии, основанной на ингибиторах IL-6Methods for designing specialized therapies and selecting patients who may benefit from therapy based on IL-6 inhibitors

Авторы настоящего изобретения показали, что ингибиторы цитокинов, принадлежащих к семейству IL-6, а более конкретно LIF, вызывают ингибирование пролиферации опухолевых клеток. Авторы также отметили, что существуют опухоли, имеющие очень высокие уровни указанных цитокинов, поэтому авторы предполагают, что терапия, основанная на использовании ингибиторов IL-6, может быть особенно полезной при лечении пациентов с высокими уровнями цитокинов IL-6-типа.The present inventors have shown that inhibitors of cytokines belonging to the IL-6 family, and more particularly LIF, cause inhibition of tumor cell proliferation. The authors also noted that there are tumors that have very high levels of these cytokines, so the authors suggest that therapy based on the use of IL-6 inhibitors may be particularly useful in the treatment of patients with high levels of IL-6-type cytokines.

Таким образом, в другом аспекте, изобретение относится к in vitro способу разработки специализированной терапии для пациента, страдающего от заболевания, связанного с нежелательной клеточной пролиферацией, включающему:Thus, in another aspect, the invention relates to an in vitro method for developing a specialized therapy for a patient suffering from a disease associated with unwanted cell proliferation, comprising:

(a) количественное определение уровней экспрессии цитокина IL-6-типа в указанном пациенте и (b) сравнение указанных уровней экспрессии с контрольными уровнями, где если уровни экспрессии цитокина IL-6-типа в указанном пациенте выше, чем контрольные значения, то указанному пациенту вводят агент, ингибирующий цитокин IL-6-типа.(a) quantifying expression levels of the IL-6-type cytokine in said patient and (b) comparing said expression levels with control levels, where if the expression levels of the IL-6-type cytokine in said patient are higher than the control values, then said patient administering an agent that inhibits the IL-6 type cytokine.

В другом аспекте изобретение относится к in vitro способу отбора пациентов, страдающих от заболевания, связанного с нежелательной клеточной пролиферацией, которые будут получать агент, ингибирующий цитокин IL-6-типа, включающему:In another aspect, the invention relates to an in vitro method for selecting patients suffering from a disease associated with unwanted cell proliferation to receive an IL-6-type cytokine inhibitory agent, comprising:

a) количественную оценку уровней экспрессии цитокина IL-6-типа в указанном пациенте иa) quantifying expression levels of the IL-6-type cytokine in said patient, and

b) сравнение указанных уровней экспрессии с контрольными уровнями, где если уровни экспрессии цитокина IL-6-типа в указанном пациенте выше, чем контрольные значения, то указанного пациента выбирают для получения лечения агентом, ингибирующим цитокин IL-6-типа.b) comparing said expression levels with control levels, where if the expression levels of the IL-6-type cytokine in said patient are higher than the control values, then said patient is selected to receive treatment with an IL-6-type cytokine inhibitory agent.

В обоих аспектах предпочтительным воплощением является то, в котором заболевание, связанное с нежелательной клеточной пролиферацией, ассоциировано с нежелательной пролиферацией стволовых клеток.In both aspects, a preferred embodiment is one in which the unwanted cell proliferation disease is associated with unwanted stem cell proliferation.

В предпочтительном воплощении агент, ингибирующий цитокин IL-6-типа, выбирают из группы, состоящей из миРНК, антисмысловых олигонуклеотидов, специфических рибозимов, антител и полипептидов. Ингибирующие агенты предпочтительно являются антителами, а более предпочтительно ингибирующими антителами, специфичными к указанному цитокину IL-6-типа или антителами, блокирующими рецепторы цитокина IL-6-типа.In a preferred embodiment, the IL-6 cytokine inhibitory agent is selected from the group consisting of siRNAs, antisense oligonucleotides, specific ribozymes, antibodies and polypeptides. The inhibitory agents are preferably antibodies, and more preferably inhibitory antibodies specific for said IL-6 type cytokine or antibodies blocking IL-6 type cytokine receptors.

Цитокины IL-6-типа, которые могут быть использованы в качестве маркера для отбора пациентов или для разработки специализированных терапий, подробно были описаны выше и выбираются из LIF, IL-6, IL-11, онкостатина М, кардиотрофина-1, CNTF и CLC. Заболеваниями, вызванными нежелательной клеточной пролиферацией, являются те, что описаны выше. В предпочтительном воплощении указанным заболеванием, вызванным нежелательной клеточной пролиферацией, является злокачественное новообразование. Еще более предпочтительно, если указанное злокачественное новообразование вызвано высокой активностью сигнального пути JAK-STAT. В предпочтительном воплощении указанное злокачественное новообразование является любым из представленных: глиомой, пре-В-лимфобластным лейкозом, острым миелоидным лейкозом, колоректальной карциномой, раком мочевого пузыря, протоковым раком молочной железы или карциномой молочной железы. Еще более предпочтительно, если указанной глиомой является глиома IV степени злокачественности.IL-6-type cytokines, which can be used as a marker for patient selection or for the development of specialized therapies, have been detailed above and are selected from LIF, IL-6, IL-11, oncostatin M, cardiotrophin-1, CNTF, and CLC. . Diseases caused by unwanted cell proliferation are those described above. In a preferred embodiment, said disease caused by unwanted cell proliferation is a malignant neoplasm. Even more preferably, said cancer is caused by high activity of the JAK-STAT signaling pathway. In a preferred embodiment, said cancer is any of glioma, pre-B lymphoblastic leukemia, acute myeloid leukemia, colorectal carcinoma, bladder cancer, ductal breast cancer, or breast carcinoma. Even more preferably, said glioma is grade IV glioma.

- 21 040048- 21 040048

Прогностические способы изобретенияPredictive Methods of the Invention

В другом аспекте изобретение относится к прогностическому in vitro способу прогнозирования средней продолжительности жизни у пациентов, страдающих от заболевания, связанного с нежелательной клеточной пролиферацией. Данный способ основан на наблюдении того, что например, в случае глиомы, средняя продолжительность жизни снижена у пациентов, демонстрирующих более высокие уровни экспрессии LIF по сравнению с контрольными пациентами (фиг. 12).In another aspect, the invention relates to an in vitro predictive method for predicting life expectancy in patients suffering from a disease associated with unwanted cell proliferation. This method is based on the observation that, for example, in the case of glioma, life expectancy is reduced in patients showing higher levels of LIF expression compared to control patients (FIG. 12).

Способ основан наThe method is based on

a) количественном определении уровней экспрессии цитокина IL-6-типа в указанном пациенте иa) quantifying expression levels of the IL-6-type cytokine in said patient, and

b) сравнении указанных уровней экспрессии с контрольными уровнями, где если уровни экспрессии цитокина IL-6-типа в указанном пациенте больше, чем значения у контрольных пациентов с тем же заболеванием, то в таком случае указанный пациент вероятно имеет более низкую продолжительность жизни, чем в контрольной группе.b) comparing said expression levels with control levels, where if the expression levels of the IL-6-type cytokine in said patient are greater than values in control patients with the same disease, then said patient is likely to have a lower life expectancy than in control group.

В более конкретном аспекте концентрация цитокина IL-6-типа может быть измерена для прогностических целей, а именно для прогнозирования средней продолжительности жизни у индивидуума, страдающего от указанного заболевания. Для этой цели концентрация цитокина IL-6-типа у пациента с опухолью сравнивают с эталонной концентрацией того же самого цитокина IL-6-типа. Группа эталонных пациентов, как правило, состоит из пациентов, которые хорошо документированы и которые страдают от того же заболевания. Например, эталонный образец может быть получен из идентичных количеств группы по меньшей мере от 2, по меньшей мере от 10, по меньшей мере от 100 до больше чем 1000 индивидуумов, так чтобы популяция пациентов, страдающих от указанного заболевания являлась статистически значимой. Эталонная группа может состоять из одного или большего количества из перечисленного ниже:In a more specific aspect, the concentration of the IL-6-type cytokine can be measured for prognostic purposes, namely to predict the average life expectancy of an individual suffering from said disease. For this purpose, the concentration of an IL-6-type cytokine in a tumor patient is compared with a reference concentration of the same IL-6-type cytokine. The reference patient group typically consists of patients who are well documented and who suffer from the same disease. For example, a reference sample can be obtained from identical numbers of a group of at least 2, at least 10, at least 100 to more than 1000 individuals, such that the population of patients suffering from said disease is statistically significant. A reference group may consist of one or more of the following:

a) все пациенты, страдающие от указанного заболевания,a) all patients suffering from said disease,

b) все пациенты, страдающие от указанного заболевания, в которых не показан значимо положительно регулированные уровни цитокина IL-6-типаb) all patients suffering from said disease in which no significantly upregulated levels of the IL-6-type cytokine are shown

c) все пациенты, страдающие от указанного заболевания, которые демонстрируют значимо отрицательно регулированные уровни цитокина IL-6-типа.c) all patients suffering from said disease who exhibit significantly down-regulated levels of the IL-6-type cytokine.

Концентрация цитокина IL-6-типа может быть определена внутриклеточно, в интерстициальном промежутке или в экстрактах, в которых находится как внутриклеточный белок, так и белок, обнаруженный в интерстициальном промежутке. Уровни цитокина IL-6 могут быть определены посредством измерения активности указанного цитокина с помощью анализов, подходящих для этой цели, или посредством измерения количества белка с помощью иммунологических способов или посредством измерения мРНК, соответствующей цитокину IL-6-типа.The concentration of the IL-6-type cytokine can be determined intracellularly, in the interstitial space, or in extracts containing both an intracellular protein and a protein found in the interstitial space. Levels of the cytokine IL-6 can be determined by measuring the activity of said cytokine using assays suitable for this purpose, or by measuring the amount of protein by immunological methods or by measuring the mRNA corresponding to the IL-6-type cytokine.

В данном аспекте предпочтительное воплощение является заболеванием, связанным с нежелательной клеточной пролиферацией. В более конкретном воплощении заболевание, связанное с нежелательной клеточной пролиферацией, является злокачественным новообразованием. Еще более предпочтительно, если тип злокачественного новообразования связан с аномально высокими уровнями цитокина IL-6типа в подгруппе пациентов с указанным злокачественным новообразованием. В более конкретном воплощении злокачественное новообразование является одним из следующих: лейкоз, глиома, колоректальная карцинома, рак мочевого пузыря, рак молочной железы. В более конкретном воплощении лейкоз является пре-В клеточным острым лимфобластным лейкозом или острым миелоидным лейкозом, а рак молочной железы является протоковым раком молочной железы или карциномой молочной железы.In this aspect, the preferred embodiment is a disease associated with unwanted cell proliferation. In a more specific embodiment, the disease associated with unwanted cell proliferation is a malignant neoplasm. Even more preferably, the type of cancer is associated with abnormally high levels of the IL-6 type cytokine in a subgroup of patients with said cancer. In a more specific embodiment, the cancer is one of the following: leukemia, glioma, colorectal carcinoma, bladder cancer, breast cancer. In a more specific embodiment, the leukemia is pre-B cell acute lymphoblastic leukemia or acute myeloid leukemia and the breast cancer is ductal breast cancer or breast carcinoma.

Цитокины IL-6-типа, которые могут быть использованы в качестве маркера для проверки пациентов в прогностических целях, подробно были описаны выше и выбираются из LIF, IL-6, IL-11, онкостатина М, кардиотрофина-1, CNTF и CLC.IL-6-type cytokines, which can be used as a marker to screen patients for prognostic purposes, have been detailed above and are selected from LIF, IL-6, IL-11, oncostatin M, cardiotrophin-1, CNTF, and CLC.

Статистические способы позволят прогнозировать значение средней продолжительности жизни пациентов, основанное на уровнях цитокина IL-6-типа.Statistical methods will predict the value of the average life expectancy of patients, based on the levels of the cytokine IL-6-type.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Ниже изобретение описывается с помощью примеров, которые должны рассматриваться как всего лишь наглядные и не ограничивающие.The invention is described below by way of examples, which are to be considered as merely illustrative and non-limiting.

1. Материалы и методы1. Materials and methods

1.1. Клеточные линии и первичные клеточные культуры.1.1. Cell lines and primary cell cultures.

Клетки U373MG и А172 являлись щедрым подарком от J. Rich и D. Bigner, их культивировали в DMEM с 10% фетальной бычьей сывороткой (PBS). Первичная культура опухолевых клеток (англ. primary culture of tumor cells, PCTC) и нейросферы GBM были образованы как описано (Bruna et al., (2007) Cancer Cell 11, 147-160; Gunther et al., (2008) Oncogene. May 1; 27 (20): 2897-909). Вкратце, образцы опухолей обрабатывали в течение 30 мин после хирургической резекции. Растертые куски образцов человеческих глиом расщепляли 200 Ед./мл коллагеназы I (Sigma) и 500 Ед. /мл ДНазы I (Sigma) в PBS в течение 2 ч при 37°С и постоянным интенсивным перемешиванием. Суспензию индивидуальных клеток фильтровали через 70 мкм клеточный фильтр (BD Falcon) и отмывали PBS. И наконец, клетки ресуспендировали и затем культивировали в DMEM с 10% FBS для культуры РСТС, или в среде для нейросфер в случае нейросфер GBM. Нейросферы нормальных человеческих нейропредшественников получали изU373MG and A172 cells were a generous gift from J. Rich and D. Bigner and were cultured in DMEM with 10% fetal bovine serum (PBS). Primary culture of tumor cells (PCTC) and GBM neurospheres were formed as described (Bruna et al., (2007) Cancer Cell 11, 147-160; Gunther et al., (2008) Oncogene. May 1; 27 (20): 2897-909). Briefly, tumor samples were processed within 30 min after surgical resection. Pulverized pieces of human glioma samples were digested with 200 U/ml collagenase I (Sigma) and 500 U. /ml DNase I (Sigma) in PBS for 2 h at 37°C with constant vigorous stirring. The individual cell suspension was filtered through a 70 μm cell filter (BD Falcon) and washed with PBS. Finally, cells were resuspended and then cultured in DMEM with 10% FBS for PCTC culture, or in neurosphere medium for GBM neurospheres. Neurospheres of normal human neuroprogenitors were obtained from

- 22 040048 ткани эмбриональной коры мозга человека (12-16 недель после зачатия), собранной после добровольных абортов. Образцы обрабатывали и культивировали как описано (Poltavtseva et al. (2002) Brain Res Dev- 22 040048 human fetal cortex tissue (12-16 weeks after conception) collected after voluntary abortions. Samples were processed and cultured as described (Poltavtseva et al. (2002) Brain Res Dev

Brain Res 134, 149-154). Среда для нейросфер состоит из нейробазальной среды (Gibco), дополненнойBrain Res 134, 149-154). Neurosphere medium consists of neurobasal medium (Gibco) supplemented with

В27 (Gibco), глутамином (Gibco), пенициллином/стрептомицином, и факторами роста (20 нг/мл EGF и 20 нг/мл FGF-2 (Peprotech)).B27 (Gibco), glutamine (Gibco), penicillin/streptomycin, and growth factors (20 ng/ml EGF and 20 ng/ml FGF-2 (Peprotech)).

Образцы человеческих глиом и человеческих эмбриональных тканей получили из госпиталя Vall d'Hebron. Клинические протоколы были одобрены этическим комитетом (CEIC) Vail d'Hebron с информированным согласием, полученным от всех объектов.Samples of human gliomas and human fetal tissues were obtained from Vall d'Hebron Hospital. The clinical protocols were approved by the ethics committee (CEIC) of Vail d'Hebron with informed consent obtained from all subjects.

1.2. Плазмиды и реактивы1.2. Plasmids and reagents

Геномную ДНК U373MG использовали для амплификации области -634/+32 человеческого промотора LIF, который был клонирован в люциферазный вектор pGL2-basic. Делеционные конструкты (267/+32) и (-73/+32) получали расщеплением конструкта (-634/+32). Две точечные мутации вводили в позиции -83 п.о. и -184 п.о. в конструкт (-267/+32) для нарушения Smad-связывающих элементов (англ. Smad binding element, SBE) и получения конструкта (-267/4-32) mutSBE. TGFe1, TGFe2, TGFe3 (R&D Systems), ингибитор TeRI (SB431542, Tocris), LIF (Chemicon), нейтрализующие антитела к LIF (R&D), ингибитор JAK (тетрациклический пиридон 6 (P6) Calbiochem), система SMART миРНК к Smad2, Smad3 и Smad4 (Dharmacon), и контрольная миРНК siGlo (Dharmacon) применяли в указанных концентрациях. Антитела, специфичные к p-Smad2, Smad2, p-STAT3 (p-Tyr705) и общему STAT3 (Cell Signalling) и к Smad2, Smad3 и Smad4 (Hata et al., (2000) Cell 200, 229-240) использовали для вестернблоттинга.U373MG genomic DNA was used to amplify the -634/+32 region of the human LIF promoter, which was cloned into the pGL2-basic luciferase vector. Deletion constructs (267/+32) and (-73/+32) were generated by digestion of the construct (-634/+32). Two point mutations were introduced at positions -83 bp. and -184 b.p. into the construct (-267/+32) to disrupt the Smad binding element (SBE) and obtain the construct (-267/4-32) mutSBE. TGFe1, TGFe2, TGFe3 (R&D Systems), TeRI Inhibitor (SB431542, Tocris), LIF (Chemicon), Anti-LIF Neutralizing Antibodies (R&D), JAK Inhibitor (Tetracyclic Pyridone 6 (P6) Calbiochem), Smad2 siRNA SMART System, Smad3 and Smad4 (Dharmacon) and control siGlo siRNA (Dharmacon) were used at the indicated concentrations. Antibodies specific for p-Smad2, Smad2, p-STAT3 (p-Tyr705) and total STAT3 (Cell Signaling) and for Smad2, Smad3 and Smad4 (Hata et al., (2000) Cell 200, 229-240) were used to Western blotting.

1.3. Иммуногистохимия, ИФА и иммунопреципитация хроматина1.3. Immunohistochemistry, ELISA and chromatin immunoprecipitation

Иммуногистохимию нейросфер и дифференцированных нейросфер осуществляли, как описано (Geshwind et al., 2001) с помощью следующих антител: антитело к нестину (Chemicon), антитело к GFAP (Dako), антитело к TuJ 1 (Chemicon), антитело к 04 (Chemicon), антитело к Sox2 (Chemicon), антитело к αтубулину (Sigma). Ядра были контрокрашены 4',6-диамино-2-фенилиндолом (DAPI).Immunohistochemistry of neurospheres and differentiated neurospheres was performed as described (Geshwind et al., 2001) using the following antibodies: anti-nestin antibody (Chemicon), anti-GFAP antibody (Dako), anti-TuJ 1 antibody (Chemicon), anti-04 antibody (Chemicon) , anti-Sox2 antibody (Chemicon), anti-αtubulin antibody (Sigma). The nuclei were counterstained with 4',6-diamino-2-phenylindole (DAPI).

Для количественного определения уровней белка LIF, секретируемого в среду, применяли набор ИФА для определения человеческого LIF (R&D Systems), следуя описаниям производителя. Надосадочную жидкость клеток U373MG и нейросфер GBM, ранее лишенных сыворотки, собирали через 48 часов после указанной обработки. Плавающие клетки отбрасывали и 5 мл надосадочных жидкостей концентрировали с помощью мембран Amicon Ultra-4 PLCC Ultracel-PL 5 kDa (Millipore) до конечного объема 200 мкл.To quantify the levels of LIF protein secreted into the medium, a human LIF ELISA kit (R&D Systems) was used, following the manufacturer's descriptions. The supernatant of U373MG cells and GBM neurospheres, previously serum-free, was collected 48 hours after said treatment. Floating cells were discarded and 5 ml of supernatants were concentrated using Amicon Ultra-4 PLCC Ultracel-PL 5 kDa membranes (Millipore) to a final volume of 200 μl.

Иммунопреципитацию хроматина осуществляли, как описано (Bruna et al., упомянуто выше). Серии проксимальных и дистальных праймеров промотора LIF покрывали области (-410/-165) и (-4534/-4293), соответственно.Chromatin immunoprecipitation was performed as described (Bruna et al., mentioned above). The proximal and distal primer series of the LIF promoter covered the (-410/-165) and (-4534/-4293) regions, respectively.

1.4. Анализы самообновления1.4. Self-updating analyzes

Самообновление нейросфер оценивали рассеванием одинакового числа клеток с очень низкой плотностью в лунки 96-луночного планшета. Клетки обрабатывали, в отсутствии факторов роста, указанными соединениями и подсчитывали общее количество новых нейросфер, образованных через 7 дней в культуре (Lee et al. (2008) Cancer Cell 13, 69-80; Reynolds and Weiss, (1996) Dev Biol 175, 1-13; Seaberg and van der Kooy, (2002) J Neurosci 22, 1784-1793).The self-renewal of the neurospheres was assessed by seeding the same number of very low density cells into the wells of a 96-well plate. Cells were treated, in the absence of growth factors, with these compounds and the total number of new neurospheres formed after 7 days in culture was counted (Lee et al. (2008) Cancer Cell 13, 69-80; Reynolds and Weiss, (1996) Dev Biol 175, 1-13; Seaberg and van der Kooy, (2002) J Neurosci 22, 1784-1793).

1.5. Количественный ПЦР в реальном времени1.5. Quantitative real-time PCR

Количественный ПЦР-РВ осуществляли с помощью зондов Taqman от Applied Biosystems, в соответствии с рекомендациями производителя. Реакции проводили с помощью детектора последовательностей ABI 7000 (Perkin Elmer), а результаты выражали как кратное изменение подсчитанное способом DDCt относительно контрольного образца или первого подсчитанного образца. Рибосомальная единица 18S или β-актин были использованы в качестве внутренних контролей для нормализации.Quantitative RT-PCR was performed using Taqman probes from Applied Biosystems, according to the manufacturer's recommendations. Reactions were performed using an ABI 7000 sequence detector (Perkin Elmer) and the results were expressed as the fold change calculated by the DDCt method from the control sample or the first sample counted. The 18S ribosomal unit or β-actin were used as internal controls for normalization.

1.6. Анализы с люциферазой1.6. Luciferase assays

Клетки А172 транзиторно трансфецировали с помощью Lipofectamine 2000 (Invitrogen) различными конструктами-индикаторами промотора LIF и плазмидой pRL-TK с люциферазой из Renilla (Promega) в качестве контроля для нормализации.A172 cells were transiently transfected with Lipofectamine 2000 (Invitrogen) with various LIF promoter indicator constructs and luciferase plasmid pRL-TK from Renilla (Promega) as a normalization control.

1.7. Анализы внутричерепных опухолей1.7. Analysis of intracranial tumors

Указанные количества клеток стереотаксически инокулировали в полосатое тело правой гемисферы мозга (1 мм вперед, 1,8 мм в бок относительно брегмы, и 3,0 мм интрапаренхимально) семинедельных самок мышей Balbc nu/nu (Charles River Laboratories). Мышей умерщвляли, когда они демонстрировали нейтральные симптомы и значительную потерю массы. Исследования проводили с помощью магнитнорезонансной томографии (МРТ) с вертикальным магнитом 9,4 Т в интерфейсе с системой AVANCE 400 (Bruker). Под анестезией с ксилазином/кетамином мышам делали внутривенную инъекцию контрастного агента для МРТ, гадолиний-диэтилентриамин-пентауксусной кислоты, в дозе ммоль Gd/кг массы и размещали в радиочастотной катушке 18 (внутренний диаметр, 35 мм). Изображения всего мозга мыши были получены после захвата локализатором изображения по трем ортогональным осям.The indicated numbers of cells were stereotaxically inoculated into the striatum of the right hemisphere of the brain (1 mm anteriorly, 1.8 mm lateral to the bregma, and 3.0 mm intraparenchymal) of seven-week-old female Balbc nu/nu mice (Charles River Laboratories). Mice were sacrificed when they showed neutral symptoms and significant weight loss. The studies were performed using magnetic resonance imaging (MRI) with a 9.4 T vertical magnet in interface with the AVANCE 400 system (Bruker). Under xylazine/ketamine anesthesia, mice were intravenously injected with the MRI contrast agent, gadolinium-diethylenetriamine-pentaacetic acid, at a dose of mmol Gd/kg body weight and placed in a 18 RF coil (inner diameter, 35 mm). Whole-brain images of a mouse were acquired after image capture by the localizer along three orthogonal axes.

- 23 040048- 23 040048

1.8. Статистический анализ1.8. Statistical analysis

Тест корреляции Спирмена использовали для анализа взаимодействий между LIF и TGFe2, Мусаси1, Sox2 и Нестином. Данные на графике представлены в виде среднего ± среднее квадратичное отклонение.The Spearman correlation test was used to analyze the interactions between LIF and TGFe2, Musashi1, Sox2 and Nestin. The data in the graph are presented as mean ± standard deviation.

Пример 1.Example 1

TGFe индуцирует самообновление GIC, полученных из пациента Для исследования воздействия TGFe на способность самообновления GIC (клеток-инициаторов глиобластомы, англ. glioma initiating cells) клетки были получены из образцов хирургически удаленной GBM (мультиформной глиобластомы, англ. glioblastoma multiforme). Из одного образца опухоли, с одной стороны, были получены первичные культуры опухолевых клеток (англ. РСТС, primary cultures of tumor cells) в присутствии сыворотки, и параллельно опухолевые клетки из того же образца культивировали в бессывороточной среде в присутствии EGF и FGF. Клетки, культивируемые в бессывороточной среде, дополненной EGF и FGF, быстро образовывали неадгерентные многоклеточные сферы (нейросферы), как было описано (Galli et al. (2004) Cancer Res 64, 7011-7021; Gunther et al., упомянуто выше; Lee et al., (2006) Cancer Cell 9, 391-403; Singh et al. (2003) Cancer Res 63, 5821- 5828) (фиг. 1А). Нейросферы, полученные из образцов опухоли, экспрессировали высокие уровни маркеров клеток-нейропредшественников, Мусаси-1, Sox2 и Нестин (фиг. 1В), а при продвижении по пути мультилинейной дифференцировки приобретали экспрессию GFAP (маркера астроцитов), Tuj-1 (нейронального маркера) и 04 (маркера олигодендроцитов), при культивировании в присутствии сыворотки (фиг. 2). Более того, нейросферы, полученные из опухолей были сильноонкогенными по сравнению с РСТС. Клетки нейросфер и РСТС ортотопически имплантировали в мозг иммуносупрессированных мышей. Опухолевый рост оценивали посредством магниторезонансной томографии (МРТ), проверяли массу мышей. Клетки нейросфер образовывали опухоли через 30-60 дней после инокуляции, что вызывало интенсивную потерю массы, тогда как РСТС не росли в опухоли в течение того же интервала времени во всех случаях (фиг. 1С). Таким образом, нейросферы, полученные из образцов человеческих GBM, экспрессировали маркеры клеток-нейропредшественников, демонстрируя потенциал мультилинейной дифференцировки, и были сильноонкогенными. Все эти характеристики указывают на то, что нейросферы, полученные из GBM пациентов, были обогащены GIC.TGFe Induces Self-Renewal of Patient-Derived GICs To investigate the effect of TGFe on the self-renewal capacity of GICs (glioma initiating cells), cells were obtained from surgically removed GBM (glioblastoma multiforme) samples. From one tumor sample, on the one hand, primary cultures of tumor cells (PCTC, primary cultures of tumor cells) were obtained in the presence of serum, and in parallel, tumor cells from the same sample were cultured in a serum-free medium in the presence of EGF and FGF. Cells cultured in serum-free medium supplemented with EGF and FGF rapidly formed non-adherent multicellular spheres (neurospheres) as described (Galli et al. (2004) Cancer Res 64, 7011-7021; Gunther et al., cited above; Lee et al., (2006) Cancer Cell 9, 391-403 Singh et al.(2003) Cancer Res 63, 5821-5828) (Fig. 1A). Neurospheres derived from tumor samples expressed high levels of neuroprogenitor cell markers, Musashi-1, Sox2, and Nestine (Fig. 1B), and as they progressed along the multilinear differentiation pathway, they acquired the expression of GFAP (an astrocyte marker), Tuj-1 (a neuronal marker) and 04 (oligodendrocyte marker), when cultured in the presence of serum (FIG. 2). Moreover, tumor-derived neurospheres were highly oncogenic compared to PCTS. Neurosphere cells and PCTS were orthotopically implanted in the brains of immunosuppressed mice. Tumor growth was assessed by magnetic resonance imaging (MRI), the weight of mice was checked. Neurosphere cells formed tumors 30-60 days after inoculation, which caused intense weight loss, while PCTC did not grow in the tumor during the same time interval in all cases (Fig. 1C). Thus, neurospheres obtained from human GBM samples expressed markers of neuroprogenitor cells, demonstrating the potential for multilinear differentiation, and were highly oncogenic. All of these characteristics indicate that the neurospheres obtained from GBM patients were enriched in GIC.

Было принято решение оценить воздействие TGFe на способность самообновления GIC нижеупомянутым хорошо описанным протоколом, основанным на способности GIC образовывать нейросферы (Reynolds and Weiss, 1996, Dev Biol. 175:1-13; Seaberg and van der Kooy, 2002, J Neurosci 22:1784-1793). Нейросферы, полученные из пациентов, диссоциировали в индивидуальные клетки, обрабатывали TGFe или оставляли необработанными в течение 7 дней в отсутствие факторов роста, после чего подсчитывали новообразованные нейросферы и общее количество клеток. Следуя этому протоколу, оценивали воздействие TGFe на способность самообновления GIC, полученных из трех различных пациентов. Обработка с помощью TGFe значимо увеличивает количество нейросфер и общее количество клеток (фиг. 1D, 1E, 1F). Эти эффекты блокировались, когда одновременно с TGFe добавляли ингибитор рецептора TGFeI (TeRI). Отдельно ингибитор TeRI не оказывал значимого воздействия (фиг. 1D, 1E, 1F). Эти результаты говорят о том, что путь TGFe усиливает самообновление GIC.It was decided to evaluate the effect of TGFe on the self-renewal ability of the GIC by the following well-described protocol based on the ability of the GIC to form neurospheres (Reynolds and Weiss, 1996, Dev Biol. 175:1-13; Seaberg and van der Kooy, 2002, J Neurosci 22:1784 -1793). Neurospheres obtained from patients were dissociated into individual cells, treated with TGFe or left untreated for 7 days in the absence of growth factors, after which the newly formed neurospheres and the total number of cells were counted. Following this protocol, the effect of TGFe on the self-renewal capacity of GICs obtained from three different patients was evaluated. Treatment with TGFe significantly increased the number of neurospheres and the total number of cells (Fig. 1D, 1E, 1F). These effects were blocked when a TGFeI receptor inhibitor (TeRI) was added concurrently with TGFe. Separately, the TeRI inhibitor had no significant effect (Fig. 1D, 1E, 1F). These results suggest that the TGFe pathway enhances GIC self-renewal.

Пример 2. TGFe индуцирует экспрессию LIF в клетках человеческой GBMExample 2 TGFe Induces LIF Expression in Human GBM Cells

Было принято решение исследовать молекулярные механизмы, ответственные за воздействие TGFe на GIC. В клетках GBM изучали генные ответы на TGFe , которые могут быть вовлечены в регуляцию самообновления GIC. В предшествующей работе (Bruna et al., 2007), анализы транскриптома проводили в клеточной линии глиомы U373MG, обработанной TGFe и/или ингибитором TeRI. В U373MG LIF был среди 63 генных ответов на TGFe, зависимых от активности TeRI. Сигнальный путь LIF-LIFR/gp130JAK-STAT вовлечен в самообновление стволовых клеток, как эмбриональных стволовых клеток (Niwa et al., 1998, Genes Dev, 12: 2048-2060; Williams et al., 1988, Nature, 336:684-687), так и клетокнейропредшественников (Bauer and Paterson, 2006, J Neurosci, 26:12089-12099; Molne et al., 2000, J Neurosci Res, 59:301-311; Wright et al., 2003, J. Neurochem, 86:179-195), в связи с чем было высказано предположение о том, что LIF может опосредовать воздействие TGFe на GIC. Впервые было показано, что опосредуемая TGFe индукция транскрипта LIF наблюдается в опухолевых клетках, полученных из пациентов. Панель РСТС, полученная из 11 различных человеческих GBM, обрабатывали TGFe в течение 3 ч и определяли уровни мРНК LIF. TGFe индуцирует LIF во всех проанализированных РСТС (фиг. 3A). Эти результаты указывают на то, что индукция LIF посредством TGFe является обычным феноменом, который имеет место в большинстве человеческих GBM. Более того, TGFe был способен индуцировать транскрипт LIF в нейросферах, полученных из пациентов (фиг. 3B), и данное воздействие зависело от активности TeRI, поскольку индукция LIF посредством TGFe блокировалась в присутствии ингибитора TeRI (фиг. 3C). Три представителя семейства TGFe (TGFe1, TGFe2 и TGFe 3) оказались способны индуцировать LIF в нейросферах, полученных их пациентов (фиг. 3D) и, как и ожидалось, индукция транскрипта LIF посредством TGFe приводит к увеличению секреции белка LIF, при измерении его с помощью ИФА в кондиционированной среде для нейросфер (фиг. 3E).It was decided to investigate the molecular mechanisms responsible for the effect of TGFe on the GIC. Gene responses to TGFe were studied in GBM cells, which may be involved in the regulation of GIC self-renewal. In previous work (Bruna et al., 2007), transcriptome analyzes were performed in the U373MG glioma cell line treated with TGFe and/or TeRI inhibitor. In U373MG, LIF was among 63 gene responses to TGFe dependent on TeRI activity. The LIF-LIFR/gp130JAK-STAT signaling pathway is involved in stem cell self-renewal like embryonic stem cells (Niwa et al., 1998, Genes Dev, 12:2048-2060; Williams et al., 1988, Nature, 336:684-687 ) and neuroprogenitor cells (Bauer and Paterson, 2006, J Neurosci, 26:12089-12099; Molne et al., 2000, J Neurosci Res, 59:301-311; Wright et al., 2003, J. Neurochem, 86 :179-195), leading to the suggestion that LIF may mediate the effect of TGFe on the GIC. For the first time, TGFe-mediated induction of the LIF transcript has been shown to occur in patient-derived tumor cells. A PCTC panel prepared from 11 different human GBMs was treated with TGFe for 3 h and LIF mRNA levels were determined. TGFe induces LIF in all PCTCs analyzed (FIG. 3A). These results indicate that LIF induction by TGFe is a common phenomenon that occurs in most human GBMs. Moreover, TGFe was able to induce the LIF transcript in patient-derived neurospheres (FIG. 3B), and this effect depended on TeRI activity, since LIF induction by TGFe was blocked in the presence of the TeRI inhibitor (FIG. 3C). Three members of the TGFe family (TGFe1, TGFe2, and TGFe 3) were able to induce LIF in the neurospheres obtained from their patients (Fig. 3D) and, as expected, induction of the LIF transcript by TGFe resulted in increased secretion of the LIF protein, as measured by ELISA in conditioned medium for neurospheres (Fig. 3E).

- 24 040048- 24 040048

Пример 3. TGFe индуцирует экспрессию LIF через активированный комплекс Smad, который связывается с промотором LIFExample 3 TGFe induces LIF expression through an activated Smad complex that binds to the LIF promoter

Для исследования транскрипционной регуляции LIF посредством TGFe , промотор человеческого LIF клонировали в репортерный конструкт pGL2-basic. В клетках U373MG TGFe оказался способен трансактивировать репортные конструкты, которые содержат -634/+32 и -276/+32 области промотора LIF. Фрагмент -73/+32 промотора LIF потерял транскрипционный ответ на TGFe , что указывает на то, что элемент ответа на TGFe включен в область -276/-73 (фиг. 4А, 4В). Данная область содержит одиночный Smad-связывающий элемент (SBE, 5'GTCT-3') вблизи сайта связывания SP1 (фиг. 4А). SBE мутировали и наблюдали устранение ответа на TGFe (фиг. 4В), что указывает на то, что для индукции транскрипции активированный комплекс Smad связывает проксимальный SBE в промоторе LIF. Осуществляли анализы иммунопреципитации хроматина (ChIP) и наблюдали, что эндогенный Smad2 связывает проксимальную область промотора LIF и не связывает дистальную область на 4 тыс. п.о. выше участка инициации транскрипции в клетке, обработанной TGFe (фиг. 4С). Для того чтобы окончательно продемонстрировать то, что Smad вовлечен в индукцию экспрессии LIF посредством TGFe , Smad2, Smad3, Smad2 и 3, и Smad4 подвергали сайленсингу с помощью РНК интерференции. Индукция LIF посредством TGFe снижалась при уменьшении уровней Smad2 и Smad3, или Smad4, что указывает на то, что активированный комплекс Smad требуется для транскрипционного ответа LIF на TGFe (фиг. 4D). Smad2 и Smad3 являются избыточными в этом процессе, поскольку сайленсинг каждого Smad отдельно не оказывает значимого влияния на уровни LIF, индуцированные TGFe (фиг. 4D). Как и ожидалось, индукция LIF посредством TGFe в нейросферах, полученных из пациентов, также зависела от Smad. Сайленсинг Smad4 в человеческих GBM устраняет ответ LIF на TGFe (фиг. 4Е).To study the transcriptional regulation of LIF by TGFe, the human LIF promoter was cloned into the pGL2-basic reporter construct. In U373MG cells, TGFe was able to transactivate report constructs that contain the -634/+32 and -276/+32 regions of the LIF promoter. The -73/+32 fragment of the LIF promoter lost the transcriptional response to TGFe, indicating that the TGFe response element was included in the -276/-73 region (FIGS. 4A, 4B). This region contains a single Smad binding element (SBE, 5'GTCT-3') near the SP1 binding site (FIG. 4A). The SBEs were mutated and abolition of the response to TGFe was observed (FIG. 4B), indicating that the activated Smad complex binds the proximal SBE in the LIF promoter to induce transcription. Chromatin immunoprecipitation (ChIP) assays were performed and it was observed that endogenous Smad2 binds the proximal region of the LIF promoter and does not bind the distal 4 kb region. upstream of the transcription initiation site in a TGFe-treated cell (Fig. 4C). In order to definitively demonstrate that Smad is involved in the induction of LIF expression by TGFe, Smad2, Smad3, Smad2 and 3 and Smad4 were silenced by RNA interference. LIF induction by TGFe was reduced with decreasing levels of Smad2 and Smad3, or Smad4, indicating that an activated Smad complex is required for the transcriptional response of LIF to TGFe (Fig. 4D). Smad2 and Smad3 are redundant in this process because silencing of each Smad alone does not significantly affect TGFe-induced LIF levels (Fig. 4D). As expected, LIF induction by TGFe in patient-derived neurospheres was also dependent on Smad. Silencing Smad4 in human GBM abolished the LIF response to TGFe (Fig. 4E).

Пример 4. TGFe индуцирует путь JAK-STAT посредством индукции LIF в нейросферах, полученных из пациентовExample 4 TGFe Induces the JAK-STAT Pathway Through LIF Induction in Patient-Derived Neurospheres

В целях определения, является ли сигнальный путь LIF функциональным в нейросферах GBM, нейросферы обрабатывали рекомбинантным LIF и определяли уровни фосфорилирования расположенного ниже по сигнальному пути субстрата рецепторного комплекса LIF, STAT3. Рекомбинантный LIF индуцирует быстрое фосфорилирование STAT3, что говорит о том, что нейросферы, полученные из пациентов, экспрессируют функциональный комплекс рецептора LIF (фиг. 5А). Более того, индукция p-STAT3 устранялась в присутствии фармакологического JAK-специфического тетрациклического пиридона 6 (Р6) (Pedranzini et al., 2006, Cancer Res, 66: 9714-9721; Thompson et al., 2002, Bioorg Med Chem Lett, 12:1219-1223) (фиг. 5В). Интересно, что TGFe индуцирует фосфорилирование STAT3 в нейросферах GBM, а ингибитор TeRI препятствует этому воздействию (фиг. 5С). Было принято решение оценить опосредует ли LIF индукцию p-STAT3 посредством TGFe. Для этой цели, нейтрализующее антитело против LIF использовали для специфической блокировки воздействия секретируемого LIF на клетки, обработанные TGFe. Присутствие нейтрализующего антитела к LIF снижает индукцию p-STAT3 посредством TGFe. Более того, уровни p-STAT3 в клетках, обработанных TGFe , репрессировались обработкой Р6 (фиг. 5D). Эти данные указывают на то, что TGFe способен активировать путь JAK-STAT в нейросферах, полученных из пациентов, посредством индукции секреции LIF, который действует через аутокринную/паракринную петлю.In order to determine if the LIF signaling pathway is functional in GBM neurospheres, the neurospheres were treated with recombinant LIF and the levels of phosphorylation of the downstream substrate of the LIF receptor complex, STAT3, were determined. Recombinant LIF induces rapid STAT3 phosphorylation, suggesting that patient-derived neurospheres express a functional LIF receptor complex (FIG. 5A). Moreover, p-STAT3 induction was abolished in the presence of the pharmacological JAK-specific tetracyclic pyridone 6 (P6) (Pedranzini et al., 2006, Cancer Res, 66: 9714-9721; Thompson et al., 2002, Bioorg Med Chem Lett, 12 :1219-1223) (Fig. 5B). Interestingly, TGFe induces STAT3 phosphorylation in GBM neurospheres, and the TeRI inhibitor interferes with this effect (Fig. 5C). The decision was made to evaluate whether LIF mediated p-STAT3 induction by TGFe. For this purpose, a neutralizing anti-LIF antibody was used to specifically block the effects of secreted LIF on cells treated with TGFe. The presence of a neutralizing antibody to LIF reduces the induction of p-STAT3 by TGFe. Moreover, p-STAT3 levels in TGFe treated cells were repressed by P6 treatment (FIG. 5D). These data indicate that TGFe is able to activate the JAK-STAT pathway in patient-derived neurospheres by inducing the secretion of LIF, which acts through an autocrine/paracrine loop.

Пример 5. LIF опосредует индукцию самообновления GIC посредством TGFeExample 5 LIF mediates GIC self-renewal induction by TGFe

Было принято решение оценить, опосредуют ли LIF и сигнальный путь JAK-STAT повышение самообновления GIC посредством TGFe. Для этой цели нейтрализующее антитело против LIF и Р6 использовали для специфической блокировки воздействия секретируемого LIF на клетки, обработанные TGFe. Нейросферы диссоциировали на индивидуальные клетки и обрабатывали TGFe , рекомбинантным LIF, антителами к LIF и/или Р6. Подсчитывали вновь образованные нейросферы и общее количество клеток. Рекомбинантный LIF повышал количество вновь образованных нейросфер, а также общее число клеток, указывая на то, что LIF индуцирует самообновление GIC (фиг. 6А, 6В, 6С). Обработка нейтрализующим антителом к LIF снижает индукцию самообновления GIC посредством TGFe. Более того, Р6 репрессирует воздействие TGFe на самообновление GIC, что указывает на то, что воздействие TGFe на самообновление зависит от активности JAK (фиг. 6А, 6В, 6С). В целом, эти данные говорят о том, что TGFe индуцирует способность к самообновлению GIC, полученных из пациентов, через путь LIF-JAK-STAT.The decision was made to evaluate whether LIF and JAK-STAT signaling mediate increased GIC self-renewal via TGFe. For this purpose, a neutralizing antibody against LIF and P6 was used to specifically block the effect of secreted LIF on cells treated with TGFe. The neurospheres were dissociated into individual cells and treated with TGFeα, recombinant LIF, anti-LIF and/or P6 antibodies. Newly formed neurospheres and the total number of cells were counted. Recombinant LIF increased the number of newly formed neurospheres as well as the total number of cells, indicating that LIF induces GIC self-renewal (FIGS. 6A, 6B, 6C). Treatment with a neutralizing antibody to LIF reduces the induction of GIC self-renewal by TGFe. Moreover, P6 represses the effect of TGFe on GIC self-renewal, indicating that the effect of TGFe on self-renewal depends on JAK activity (FIGS. 6A, 6B, 6C). Overall, these data suggest that TGFe induces the self-renewing ability of patient-derived GICs via the LIF-JAK-STAT pathway.

Пример 6. TGFe предотвращает дифференцировку GIC с помощью LIFExample 6 TGFe Prevents GIC Differentiation by LIF

Нейросферы, полученные из GBM, выращенные в отсутствии факторов роста и рассеянные в покрытых полилизином чашках имеют тенденцию к дифференцировке с потерей экспрессии маркеров нейропредшественников Мусаси-1, Sox2 и Нестина и к прикреплению к культуральной чашке. Было принято решение оценить воздействие TGFe и LIF на этот процесс дифференцировки. Нейросферы культивировали в присутствии TGFe или LIF без EGF или FGF в течение 7 дней, а затем процессировали для иммуногистохимического окрашивания и количественной ПЦР-РВ для определения уровней маркеровнейропредшественников Мусаси-1, Sox-2 и Нестина. Нейросферы, обработанные TGFe или LIF, отличались морфологически от контрольных клеток тем, что они были меньше прикреплены к культуральнойGBM-derived neurospheres grown in the absence of growth factors and scattered in polylysine-coated dishes tend to differentiate with loss of expression of neuroprogenitor markers Musashi-1, Sox2 and Nestin and attach to the culture dish. The decision was made to evaluate the impact of TGFe and LIF on this differentiation process. Neurospheres were cultured in the presence of TGFe or LIF without EGF or FGF for 7 days and then processed for immunohistochemical staining and quantitative RT-PCR to determine the levels of neuroprogenitor markers Musashi-1, Sox-2 and Nestin. Neurospheres treated with TGFe or LIF differed morphologically from control cells in that they were less attached to the culture medium.

- 25 040048 чашке, сохраняя сферическую форму. Более того, клетки, обработанные TGFe или LIF, поддерживают экспрессию Мусаси-1, Sox2 и Нестина, обнаруженную иммуногистохимическими анализами (фиг. 7А) и определяемую количественной ПЦР-РВ (фиг. 7В). Это указывает на то, что TGFe и LIF являются факторами, которые не только регулируют самообновление GIC, но также вовлечены в предотвращение дифференцировки GIC.- 25 040048 cup, keeping the spherical shape. Moreover, TGFe or LIF-treated cells maintained Musashi-1, Sox2 and Nestin expression as detected by immunohistochemical analyzes (FIG. 7A) and as determined by qPCR-RT (FIG. 7B). This indicates that TGFe and LIF are factors that not only regulate GIC self-renewal, but are also involved in preventing GIC differentiation.

Пример 7.Воздействие TGFe и LIF на нормальные человеческие нейропредшественникиExample 7 Effects of TGFe and LIF on Normal Human Neuroprogenitors

Эти данные указывают на то, что TGFe и LIF регулировали самообновление и дифференцировку GIC. Было принято решение оценить, было ли это воздействие специфичным для опухолевых клеток, или оно также присутствует в нормальных клетках-нейропредшественниках. Для ответа на этот вопрос, клетки-нейропредшественники, получали из образцов человеческой эмбриональной коры мозга (от 12 до 16 недель после оплодотворения). Ранее было описано (Carpenter et al., 1999, Exp Neurol, 158: 265-278; Poltavtseva et al., 2002, Brain Res Dev Brain Res, 134: 149-154; Wright et al., 2003, J Neurochem, 86: 179195), что нейросферы, полученные из человеческих нейропредшественников, при их выращивании в бессывороточной среде, дополненной EGF и FGF, экспрессируют Мусаси-1, Sox-2, Нестин подобно нейросферам GBM (фиг. 8А). Во-первых, была определена индукция LIF посредством TGFe в нормальных человеческих нейропредшественниках. Нормальные нейросферы не индуцируют LIF в ответ на TGFe 1, TGFe2 или TGFe3 по сравнению с нейросферами GBM (фиг. 8В). Более того, TGFe не индуцирует LIF в мышиных нейропредшественниках, полученных из мышиных эмбрионов или из субвентрикулярной области взрослых мышей (данные не показаны). Это указывает на то, что индукция LIF посредством TGFe является специфичной для нейросфер GBM. Как и ожидалось, поскольку TGFe не индуцировал LIF, TGFe не повышал способность к самообновлению нормальных нейропредшественников, и количество и размер нейросфер нейропредшественников не увеличивались обработкой TGFe. Фактически нейросферы, обработанные TGFe , были меньше, и общее количество клеток снизилось из-за присутствия TGFe (фиг. 8С, 8D). С другой стороны, LIF увеличил количество и размер новообразованных нейросфер, а также общее количество клеток (фиг. 8С, 8D) в соответствии с предшествующими работами (Bauer and Patterson, 2006; Wright et al., 2003). Таким образом, LIF обладает одинаковым воздействием на самообновление GBM и нормальных нейросфер. И наоборот, существует различие в воздействии TGFe на способность самообновления нормальных и опухолевых нейросфер из-за неспособности TGFe индуцировать LIF в нормальных нейропредшественниках.These data indicate that TGFe and LIF regulated GIC self-renewal and differentiation. The decision was made to assess whether this effect was specific to tumor cells or if it is also present in normal neuroprogenitor cells. To answer this question, neuroprogenitor cells were obtained from human fetal cortex samples (12 to 16 weeks after fertilization). Previously described (Carpenter et al., 1999, Exp Neurol, 158: 265-278; Poltavtseva et al., 2002, Brain Res Dev Brain Res, 134: 149-154; Wright et al., 2003, J Neurochem, 86 : 179195) that neurospheres derived from human neuroprogenitors, when grown in serum-free medium supplemented with EGF and FGF, express Musashi-1, Sox-2, Nestin like GBM neurospheres (Fig. 8A). First, LIF induction by TGFe was determined in normal human neuroprogenitors. Normal neurospheres did not induce LIF in response to TGFe 1 , TGFe2 or TGFe3 compared to GBM neurospheres (FIG. 8B). Moreover, TGFe does not induce LIF in mouse neuroprogenitors derived from mouse embryos or from the subventricular region of adult mice (data not shown). This indicates that LIF induction by TGFe is specific to GBM neurospheres. As expected, since TGFe did not induce LIF, TGFe did not increase the self-renewal capacity of normal neuroprogenitors, and the number and size of neuroprogenitor neurospheres were not increased by TGFe treatment. In fact, TGFe treated neurospheres were smaller and the total number of cells decreased due to the presence of TGFe (FIGS. 8C, 8D). On the other hand, LIF increased the number and size of newly formed neurospheres, as well as the total number of cells (Fig. 8C, 8D) in accordance with previous work (Bauer and Patterson, 2006; Wright et al., 2003). Thus, LIF has the same effect on the self-renewal of GBM and normal neurospheres. Conversely, there is a difference in the effect of TGFe on the self-renewal capacity of normal and tumor neurospheres due to the inability of TGFe to induce LIF in normal neuroprogenitors.

Пример 8. Экспрессия LIF в человеческих глиомах коррелирует с TGFe2 и маркерами нейропредшественниковExample 8 LIF expression in human gliomas correlates with TGFe2 and neuroprogenitor markers

Для оценки экспрессии LIF в человеческих глиомах, анализировали уровни LIF в панели из 39 глиом. Было отмечено, что LIF экспрессировался в 17, и был сильно экспрессирован в 4-6 из 39 глиом (фиг. 9А), что указывает на то, что большая часть человеческих глиом экспрессирует LIF. Поскольку LIF индуцируется TGFe и в предыдущих работах было установлено, что TGFe2 ответствен за высокую активность TGFe, наблюдаемую в глиомах (Bruna et al., 2007, упомянуто выше), было принято решение оценить вовлечение TGFe2 в экспрессию LIF. То, что уровни LIF коррелировали с TGFe2 в панели глиом, дополнительно подтверждая тот факт, что TGFe2 ответственен за индукцию LIF в человеческих глиомах (фиг. 9А, В). Если LIF промотирует самообновление GIC, то опухоли, которые экспрессируют высокие уровни LIF, должны быть обогащены группой клеток данного типа. Для проверки данной гипотезы, уровни LIF сравнивали с экспрессией маркеров GIC/нейропредшественников. Уровни LIF коррелируют с экспрессией Мусаси-1 и Нестина, но не Sox2 (фиг. 9А, В), что указывает на то, что LIF активизирует самообновление GIC и увеличивает группу GIC, присутствующую в опухолевой массе.To assess LIF expression in human gliomas, LIF levels were analyzed in a panel of 39 gliomas. It was noted that LIF was expressed in 17, and was highly expressed in 4-6 of 39 gliomas (FIG. 9A), indicating that the majority of human gliomas express LIF. Since LIF is induced by TGFe and previous work has shown that TGFe2 is responsible for the high TGFe activity observed in gliomas (Bruna et al., 2007, cited above), it was decided to evaluate the involvement of TGFe2 in LIF expression. That LIF levels correlated with TGFe2 in a panel of gliomas, further supporting the fact that TGFe2 is responsible for LIF induction in human gliomas (Fig. 9A, B). If LIF promotes GIC self-renewal, then tumors that express high levels of LIF should be enriched for a group of cells of this type. To test this hypothesis, LIF levels were compared with the expression of GIC/neuroprogenitor markers. LIF levels correlate with Musashi-1 and Nestin expression, but not Sox2 (Fig. 9A,B), indicating that LIF activates GIC self-renewal and increases the GIC group present in the tumor mass.

Пример 9. Пациенты с глиомой или глиобластомой имеют более короткую общую продолжительность жизниExample 9 Patients with glioma or glioblastoma have a shorter overall life expectancy

В подмножестве всех пациентов с глиомой, уровни LIF положительно регулированы >2 раза. В течение определенного периода времени эти пациенты имеют значимо сниженную вероятность выживания по сравнению с контрольными пациентами. Например, вероятность выживания через 1000 дней снижается примерно на 50% по сравнению со всеми пациентами с глиомой, и до примерно 35% по сравнению с пациентами с глиомой с уровнями LIF, которые положительно не регулированы >2 раза (фиг. 10). Данные получены из программы репозитория молекулярных данных неоплазии мозга (англ. REpository for Molecular BRAin Neoplasia DaTa (REMBRANDT)) Национальный институт ракаIn a subset of all patients with glioma, LIF levels are positively regulated >2-fold. Over a period of time, these patients have a significantly reduced likelihood of survival compared to control patients. For example, the probability of survival after 1000 days is reduced by about 50% compared to all glioma patients, and to about 35% compared to glioma patients with LIF levels that are positively unregulated >2-fold (FIG. 10). Data obtained from the National Cancer Institute's REpository for Molecular BRAin Neoplasia DaTa (REMBRANDT) program

В подмножестве все пациентов с глиобластомой, уровни LIF положительно регулированы >9 раз. В течение определенного периода времени, эти пациенты имеют значимо сниженную вероятность выживания по сравнению с контрольными пациентами. Например, вероятность выживания через 500 дней снижается примерно на 50% по сравнению со всеми пациентами с глиобластомой (фиг. 11). Данные получены из программы репозитория молекулярных данных неоплазии мозга (англ. REpository for Molecular BRAin Neoplasia DaTa (REMBRANDT)) Национальный институт рака.In the subset of all patients with glioblastoma, LIF levels are up-regulated >9-fold. Over a period of time, these patients have a significantly reduced survival rate compared to control patients. For example, the probability of survival after 500 days is reduced by about 50% compared to all patients with glioblastoma (Fig. 11). Data obtained from the REpository for Molecular BRAin Neoplasia DaTa (REMBRANDT) program of the National Cancer Institute.

Пример 10. Уровни мРНК LIF аномально высоки в различных типах опухолейExample 10 LIF mRNA levels are abnormally high in various types of tumors

Некоторые пациенты с определенными типами опухолей имеют аберрантно высокие уровни LIF, наSome patients with certain types of tumors have aberrantly high levels of LIF,

- 26 040048 что указывает аберрантно высокие уровни мРНК LIF (фиг. 12). Данные получены у биоинформатической команды GeneSapiens (www.genesapiens. org).- 26 040048 indicating aberrantly high levels of LIF mRNA (Fig. 12). Data obtained from the GeneSapiens bioinformatics team (www.genesapiens.org).

Это указывает на то, что LIF может обеспечить селективное преимущество в прогрессии различных типов опухолей. Типы опухолей из >10 проверенных пациентов имеющие уровни мРНК LIF выше величины ошибки: пре-В клеточный острый лимфолейкоз (В-ОЛЛ), острый миелоидный лейкоз (ОМЛ), глиома, аденокарцинома легкого, колоректальная карцинома, рак мочевого пузыря, протоковый рак молочной железы и карцинома молочной железы.This indicates that LIF may provide a selective advantage in the progression of different tumor types. Tumor types from >10 patients tested with LIF mRNA levels above the error margin: pre-B cell acute lymphocytic leukemia (B-ALL), acute myeloid leukemia (AML), glioma, adenocarcinoma of the lung, colorectal carcinoma, bladder cancer, ductal breast cancer and breast carcinoma.

В этих пациентах с опухолями, экспрессирующими высокие уровни LIF, LIF может действовать как онкогенный фактор посредством регуляции злокачественных опухолевых стволовых клеток. Таким образом, блокада LIF может быть полезна в данной группе опухолей и LIF также может быть использован в качестве диагностического и/или прогностического фактора в этих пациентах.In these patients with tumors expressing high levels of LIF, LIF may act as an oncogenic factor through the regulation of malignant tumor stem cells. Thus, blockade of LIF may be useful in this group of tumors and LIF may also be used as a diagnostic and/or prognostic factor in these patients.

Claims (17)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ лечения глиомы, характеризующейся наличием высоких уровней LIF, включающий введение агента, ингибирующего LIF, выбранного из анти-LIF антитела или анти-LIF миРНК.1. A method of treating glioma characterized by high LIF levels, comprising administering a LIF inhibitory agent selected from an anti-LIF antibody or an anti-LIF siRNA. 2. Способ по п.1, в котором антитело действует через ингибирование самообновления опухолевых стволовых клеток.2. The method of claim 1, wherein the antibody acts through inhibition of self-renewal of tumor stem cells. 3. Способ по п.1, в котором глиома вызывается высокой активностью сигнального пути JAK-STAT.3. The method of claim 1, wherein the glioma is caused by high activity of the JAK-STAT signaling pathway. 4. Способ по пп.1-3, в котором указанная глиома является глиомой IV степени злокачественности.4. The method according to claims 1 to 3, wherein said glioma is a grade IV glioma. 5. Фармацевтическая композиция, содержащая терапевтически эффективное количество агента, ингибирующего LIF, вместе с фармацевтически приемлемым носителем, для ее применения в способе по любому из пп.1-4, где ингибирующий агент выбран из антитела и миРНК.5. A pharmaceutical composition comprising a therapeutically effective amount of an LIF inhibitory agent, together with a pharmaceutically acceptable carrier, for use in the method of any one of claims 1 to 4, wherein the inhibitory agent is selected from an antibody and an siRNA. 6. Способ лечения глиомы, включающий:6. Method for the treatment of glioma, including: (a) количественное определение уровня экспрессии LIF у пациента, имеющего глиому, (b) сравнение уровня экспрессии с контрольным уровнем и (c) введение агента, ингибирующего LIF, пациенту, имеющему уровень экспрессии LIF больше, чем контрольный уровень, где ингибирующий агент выбирают из анти-LIF антитела и анти-LIF миРНК.(a) quantifying the expression level of LIF in a patient having glioma, (b) comparing the expression level to a control level, and (c) administering an LIF inhibitory agent to a patient having a LIF expression level greater than the control level, wherein the inhibitory agent is selected from anti-LIF antibodies; and anti-LIF miRNAs. 7. In vitro способ отбора пациентов, страдающих от глиомы, которые будут подвергнуты лечению агентом, ингибирующим LIF, включающий:7. An in vitro method for selecting patients suffering from glioma to be treated with a LIF inhibitory agent, comprising: (a) количественное определение уровня экспрессии LIF в образце, полученном от указанного пациента, и (b) сравнение указанного уровня экспрессии с контрольным уровнем, где если уровень экспрессии LIF в указанном образце выше, чем контрольное значение, то указанного пациента отбирают для лечения агентом, ингибирующим LIF, причем ингибирующий агент выбирают из анти-LIF антитела и анти-LIF миРНК.(a) quantifying the level of LIF expression in a sample obtained from said patient, and (b) comparing said expression level with a control level, where if the LIF expression level in said sample is higher than the control value, then said patient is selected for treatment with an agent, an inhibitory LIF, wherein the inhibitory agent is selected from an anti-LIF antibody and an anti-LIF siRNA. 8. Способ по любому из пп.6 или 7, в котором указанный агент действует через ингибирование самообновления опухолевых стволовых клеток.8. The method according to any one of claims 6 or 7, wherein said agent acts through inhibition of self-renewal of tumor stem cells. 9. Способ по любому из пп.6 или 7, в котором антитело специфично к LIF блокирует рецепторы LIF.9. The method according to any one of claims 6 or 7, wherein the LIF-specific antibody blocks LIF receptors. 10. Способ по любому из пп.6-9, в котором указанная глиома вызывается высокой активностью сигнального пути JAK-STAT.10. The method according to any one of claims 6 to 9, wherein said glioma is caused by high activity of the JAK-STAT signaling pathway. 11. Способ по любому из пп.6-10, в котором указанная глиома является глиомой IV степени злокачественности.11. The method according to any one of claims 6 to 10, wherein said glioma is a grade IV glioma. 12. In vitro способ прогноза продолжительности жизни пациентов, имеющих глиому, включающий количественную оценку уровня экспрессии гена, кодирующего LIF или белка, кодируемого указанным геном, в биологическом образце, полученном от указанного пациента, где увеличение экспрессии гена, кодирующего LIF, или белка, кодируемого указанным геном, относительно экспрессии гена, кодирующего LIF, или белка, кодируемого указанным геном, в контрольном образце, свидетельствует о снижении продолжительности жизни.12. In vitro method for predicting the life expectancy of patients with glioma, including quantifying the level of expression of the gene encoding LIF or the protein encoded by the specified gene in a biological sample obtained from the specified patient, where an increase in the expression of the gene encoding LIF or the protein encoded the specified gene, relative to the expression of the gene encoding LIF, or the protein encoded by the specified gene in the control sample, indicates a decrease in life expectancy. 13. Способ по п.12, в котором глиома является глиобластомой.13. The method of claim 12 wherein the glioma is glioblastoma. 14. Способ по любому из пп.12, 13, в котором количественный анализ уровня экспрессии гена, кодирующего LIF, включает количественный анализ матричной РНК (мРНК) указанного гена, фрагмента указанной мРНК, комплементарной ДНК (кДНК) указанного гена, фрагмента указанной кДНК или их комбинаций.14. The method according to any one of claims 12, 13, in which quantitative analysis of the level of expression of a gene encoding LIF includes quantitative analysis of messenger RNA (mRNA) of said gene, a fragment of said mRNA, complementary DNA (cDNA) of said gene, a fragment of said cDNA, or their combinations. 15. Способ по п.14, в котором количественный анализ уровней экспрессии гена, кодирующего LIF, осуществляют количественной полимеразной цепной реакцией (ПНР).15. The method of claim 14, wherein the quantitative analysis of expression levels of the gene encoding LIF is carried out by quantitative polymerase chain reaction (PNR). 16. Способ по любому из пп.12, 13, в котором количественный анализ уровней белка осуществляют вестерн-блоттингом, иммуногистохимией или ИФА.16. The method according to any one of claims 12, 13, wherein the quantitative analysis of protein levels is carried out by Western blotting, immunohistochemistry or ELISA. 17. Способ по любому из пп.12, 13, в котором количественный анализ уровней белка осуществляют определением активности указанного белка.17. The method according to any one of claims 12, 13, in which the quantitative analysis of protein levels is carried out by determining the activity of said protein.
EA201101450 2009-04-03 2010-04-06 PHARMACEUTICAL COMPOSITION AND METHOD FOR TREATMENT OF GLIOMA CHARACTERIZED BY THE PRESENCE OF HIGH LIF LEVELS EA040048B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ESP200900928 2009-04-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040048B1 true EA040048B1 (en) 2022-04-13

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11999782B2 (en) Therapeutic agents for the treatment of diseases associated with undesired cell proliferation
JP7410211B2 (en) Drugs for the treatment of diseases related to unwanted cell proliferation
EA040048B1 (en) PHARMACEUTICAL COMPOSITION AND METHOD FOR TREATMENT OF GLIOMA CHARACTERIZED BY THE PRESENCE OF HIGH LIF LEVELS