EA044609B1 - DELIVERY OF BETA-SARCOGLYCAN AND MICRORNA-29 BY VECTOR BASED ON ADEN-ASSOCIATED VIRUS AND TREATMENT OF MUSCULAR DYSTROPHY - Google Patents

DELIVERY OF BETA-SARCOGLYCAN AND MICRORNA-29 BY VECTOR BASED ON ADEN-ASSOCIATED VIRUS AND TREATMENT OF MUSCULAR DYSTROPHY Download PDF

Info

Publication number
EA044609B1
EA044609B1 EA201892296 EA044609B1 EA 044609 B1 EA044609 B1 EA 044609B1 EA 201892296 EA201892296 EA 201892296 EA 044609 B1 EA044609 B1 EA 044609B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
muscle
mice
aav
sgcb
hsgcb
Prior art date
Application number
EA201892296
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Луиза Родино-Клапак
Джерри Р. Менделл
Original Assignee
Рисерч Инститьют Эт Нэшнуайд Чилдрен'С Хоспитал
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 Рисерч Инститьют Эт Нэшнуайд Чилдрен'С Хоспитал filed Critical Рисерч Инститьют Эт Нэшнуайд Чилдрен'С Хоспитал
Publication of EA044609B1 publication Critical patent/EA044609B1/en

Links

Description

Данное изобретение заявляет приоритет по предварительной заявке США № 62/323333, поданной апреля 2016 года, и предварительной заявке США № 62/433548, поданной 13 декабря 2016 года, которые обе включены в данный документ посредством ссылки в полном объеме.This invention claims priority to US Provisional Application No. 62/323333, filed April 2016, and US Provisional Application No. 62/433548, filed December 13, 2016, both of which are incorporated herein by reference in their entirety.

Включение посредством ссылки материалов, поданных в электронном видеIncorporation by reference of materials submitted electronically

Данная заявка содержит в качестве отдельной части раскрытия перечень последовательностей в машиночитаемой форме, который полностью включен в данное описание посредством ссылки и определен как: имя файла - 50622А_SeqListing.txt; размер - 21466 байт; созданный - 13 апреля 2017 года.This application contains as a separate part of the disclosure a sequence listing in machine-readable form, which is incorporated herein by reference in its entirety and is identified as: file name - 50622A_SeqListing.txt; size - 21466 bytes; created - April 13, 2017.

Область изобретенияField of invention

В данном документе описаны терапевтические векторы, такие как AAV (аденоассоциированный вирус) векторы, экспрессирующие β-саркогликан, и способы применения данных векторов для уменьшения и предотвращения фиброза у субъектов, страдающих мышечной дистрофией. Согласно данному изобретению также предложены способы комбинированной генной терапии, включающие введение первого AAV вектора, экспрессирующего β-саркогликан, и второго AAV вектора, экспрессирующего miR-29, для уменьшения и предотвращения фиброза у пациентов, страдающих мышечной дистрофией.Disclosed herein are therapeutic vectors, such as AAV (adeno-associated virus) vectors expressing β-sarcoglycan, and methods of using these vectors to reduce and prevent fibrosis in subjects suffering from muscular dystrophy. The present invention also provides combination gene therapy methods comprising administration of a first AAV vector expressing β-sarcoglycan and a second AAV vector expressing miR-29 to reduce and prevent fibrosis in patients suffering from muscular dystrophy.

Уровень техникиState of the art

Мышечная дистрофия лимба-пояса (LGMD, limb-girdle muscular dystrophy) типа 2Е (LGMD2E) представляет собой аутосомно-рецессивное нарушение, вызванное мутациями в гене, кодирующем βсаркогликан (SGCB), вызывающими потерю функционального белка (1). LGMD2E представляет собой относительно распространенную и тяжелую форму LGMD в Соединенных Штатах, с общемировой частотой встречаемости 1/200000-1/350000 (2). Отсутствие β-саркогликана приводит к прогрессирующей дистрофии с хронической потерей мышечных волокон, воспалением, заменой жиром и фиброзом, что приводит к ухудшению мышечной силы и функции (3, 4). В виде комплекса саркогликаны (α-, β, γ-, δ-), вариирующие в размере от 35 до 50 кДа (5), все представляют собой трансмембранные белки, которые обеспечивают стабильность сарколеммы, предоставляя защиту от механического стресса во время мышечной активности (3). Потеря β-саркогликана в LGMD2E обычно приводит к различной степени сопутствующей потери других саркогликановых белков, делая мышечную мембрану непрочной, что приводит к потере мышечных волокон (1). Хотя диапазон времени проявления клинического фенотипа LGMD2E вариирует, диагноз обычно ставят до 10 лет, а потеря способности к перемещению происходит в промежуток со среднего до позднего подросткового возраста (1, 6, 7). Пациенты имеют повышенную сывороточную креатинкиназу (СК), слабость проксимальных мышц, трудности при вставании с пола и прогрессирующую потерю способности передвигатся. В пятидесяти процентах случаев встречаются проблемы с сердцем.Limb-girdle muscular dystrophy (LGMD) type 2E (LGMD2E) is an autosomal recessive disorder caused by mutations in the gene encoding β-sarcoglycan (SGCB), causing loss of functional protein (1). LGMD2E is a relatively common and severe form of LGMD in the United States, with a worldwide incidence of 1/200,000 to 1/350,000 (2). The absence of β-sarcoglycan leads to progressive dystrophy with chronic muscle fiber loss, inflammation, fat replacement, and fibrosis, leading to deterioration of muscle strength and function (3, 4). As a complex, sarcoglycans (α-, β, γ-, δ-), varying in size from 35 to 50 kDa (5), are all transmembrane proteins that provide stability to the sarcolemma, providing protection from mechanical stress during muscle activity ( 3). Loss of β-sarcoglycan in LGMD2E typically results in varying degrees of concomitant loss of other sarcoglycan proteins, rendering the muscle membrane weak, resulting in muscle fiber loss (1). Although the range of time to onset of the clinical phenotype of LGMD2E varies, diagnosis is usually made before age 10 years, and loss of ambulation occurs during mid to late adolescence (1, 6, 7). Patients have elevated serum creatine kinase (CK), proximal muscle weakness, difficulty getting up from the floor, and progressive loss of ambulation. Fifty percent of cases involve heart problems.

Аденоассоциированный вирус (AAV) является парвовирусом с дефектной репликацией, одноцепочечным ДНК-геном, длинна которого составляет около 4, 7 т.п.н., включая два 145 нуклеотидных инвертированные концевые повторы (ITR). Существует несколько серотипов AAV. Нуклеотидные последовательности геномов серотипов AAV являются известными. В качестве других примеров полный геном AAV-1 предоставлен под номером доступа ГенБанка NC_002077; полный геном AAV-2 предоставлен под номером доступа ГенБанка NC_001401 и Srivastava et al., J. Virol., 45: 555-564 (1983); полный геном AAV-3 предоставлен под номером доступа ГенБанка NC_1829; геном AAV-4 предоставлен под номером доступа ГенБанка NC 001829; геном AAV-5 преоставлен под номером доступа ГенБанка AF085716; геном AAV-6 преоставлен под номером доступа ГенБанка NC_001862; по меньшей мере части геномов AAV-7 и AAV-8 предоставлены под номерами доступа ГенБанка АХ753246 и АХ753249 соответственно; геном AAV-9 предоставлен в Gao et al., J. Virol., 78: 6381-6388 (2004); геном AAV-10 предоставлен в Mol. Ther., 13(1): 67-76 (2006); и геном AAV-11 предоставлен в Virology, 330(2): 375-383 (2004). Последовательность генома AAV rh.74 представлена в патенте США № 9434928, включенном в данный документ посредством ссылки. Цис-действующие последовательности, направляющие репликацию, инкапсулирование/упаковку и интеграцию в хромосомы клетки-хозяина вирусной ДНК (rep), содержатся в ITR (инвертированные концевые повторы) AAV. Три промотора AAV (обозначенные р5, р19 и р40 по их относительному расположению на геномной карте) управляют экспрессией двух внутренних открытых рамок считывания AAV, кодирующих гены rep и cap. Два промотора rep (p5 и р19) в комбинации с дифференциальным сплайсингом одиночного интрона AAV (при нуклеотидах 2107 и 2227) приводят к получению четырех белков рецепта (rep 78, rep 68, rep 52 и rep 40) из гена rep. Белки Rep обладают несколькими ферментативными свойствами, которые в конечном счете отвечают за репликацию вирусного генома. Ген cap экспрессируется из промотора р4 0 и кодирует три капсидных белка VP1, VP2 и VP3. Альтернативные сайты сплайсинга и неконсенсусные старт-кодоны трансляции отвечают за продуцирование трех родственных капсидных белков. Единственный консенсусный сайт полиаденилирования находится в позиции 95 карты генома AAV. Жизненный цикл и генетика AAV рассмотрены в Muzyczka, Current Topics in Microbiology and Immunology, 158: 97-129 (1992).Adeno-associated virus (AAV) is a replication-defective parvovirus, a single-stranded DNA gene that is approximately 4.7 kb in length, including two 145 nucleotide inverted terminal repeats (ITRs). There are several serotypes of AAV. The nucleotide sequences of the genomes of AAV serotypes are known. As other examples, the complete AAV-1 genome is provided under GenBank accession number NC_002077; the complete AAV-2 genome is provided under GenBank accession number NC_001401 and Srivastava et al., J. Virol., 45: 555-564 (1983); the complete AAV-3 genome is provided under GenBank accession number NC_1829; the AAV-4 genome is provided under GenBank accession number NC 001829; the AAV-5 genome was provided under GenBank accession number AF085716; the AAV-6 genome was provided under GenBank accession number NC_001862; at least portions of the AAV-7 and AAV-8 genomes are provided under GenBank accession numbers AX753246 and AX753249, respectively; the AAV-9 genome is provided by Gao et al., J. Virol., 78: 6381-6388 (2004); The AAV-10 genome is provided in Mol. Ther., 13(1): 67-76 (2006); and the AAV-11 genome provided in Virology, 330(2): 375-383 (2004). The genome sequence of AAV rh.74 is presented in US Patent No. 9434928, incorporated herein by reference. Cis-acting sequences that direct replication, encapsidation/packaging, and integration into host cell chromosomes of viral DNA (rep) are contained in AAV ITRs (inverted terminal repeats). Three AAV promoters (designated p5, p19, and p40 based on their relative locations on the genomic map) drive the expression of two AAV internal open reading frames encoding the rep and cap genes. Two rep promoters (p5 and p19) in combination with differential splicing of a single AAV intron (at nucleotides 2107 and 2227) result in the production of four recipe proteins (rep 78, rep 68, rep 52, and rep 40) from the rep gene. Rep proteins have several enzymatic properties that are ultimately responsible for viral genome replication. The cap gene is expressed from the p4 0 promoter and encodes three capsid proteins VP1, VP2 and VP3. Alternative splice sites and non-consensus translation start codons are responsible for the production of the three related capsid proteins. The only consensus polyadenylation site is located at position 95 of the AAV genome map. The life cycle and genetics of AAV are reviewed in Muzyczka, Current Topics in Microbiology and Immunology, 158: 97-129 (1992).

AAV обладает уникальными особенностями, которые делают его привлекательным в качестве вектора доставки чужеродной ДНК в клетки, например, при генной терапии. Инфицирование клеток AAV в культуре является нецитопатическим, а естественное инфицирование людей и других животных являетсяAAV has unique features that make it attractive as a vector for delivering foreign DNA into cells, for example, in gene therapy. Infection of AAV cells in culture is noncytopathic, while natural infection in humans and other animals is

- 1 044609 скрытым и бессимптомным. Кроме того, AAV инфицирует многие клетки млекопитающих, что позволяет применять различные типы тканей in vivo. Кроме того, AAV трансдуцирует медленно делящиеся и не делящиеся клетки, и может по существу сохраняться в виде транскрипционно активной ядерной эписомы (внехромосомный элемент) в течение жизни данных клеток. Геном провируса AAV вставляют в клонированную ДНК в плазмиды, что делает возможным создание рекомбинантных геномов. Кроме того, поскольку сигналы, направленные на репликацию и инкапсулирование генома AAV, содержатся в ITR генома AAV, некоторые или все внутренние приблизительно 4,3 т.н. генома (кодирующие репликацию и структурные капсидные белки, rep-cap) могут быть заменены на чужеродную ДНК. Для создания векторов на основе AAV белки rep и cap могут быть представлены в транс. Еще одна важная особенность AAV заключается в том, что он является чрезвычайно стабильным и крепким вирусом. Он легко выдерживает условия, используемые для инактивации аденовируса (от 56° до 65°С в течение нескольких часов), что делает холодовое хранение AAV менее критичным. AAV даже может быть лиофилизирован. Наконец, AAV-инфицированные клетки не устойчивы к суперинфекции.- 1 044609 hidden and asymptomatic. In addition, AAV infects many mammalian cells, allowing for application in a variety of tissue types in vivo. In addition, AAV transduces slowly dividing and non-dividing cells, and can essentially persist as a transcriptionally active nuclear episome (an extrachromosomal element) throughout the life of those cells. The AAV provirus genome is inserted into cloned DNA into plasmids, making it possible to create recombinant genomes. In addition, because signals for AAV genome replication and encapsidation are contained in the ITR of the AAV genome, some or all of the internal approximately 4.3 kb. genome (encoding replication and structural capsid proteins, rep-cap) can be replaced by foreign DNA. To create AAV-based vectors, the rep and cap proteins can be presented in trans. Another important feature of AAV is that it is an extremely stable and robust virus. It easily withstands the conditions used to inactivate adenovirus (56° to 65°C for several hours), making cold storage of AAV less critical. AAV can even be lyophilized. Finally, AAV-infected cells are not resistant to superinfection.

Многочисленные исследования продемонстрировали долгосрочную (больше чем 1,5 года) опосредованную рекомбинантным AAV экспрессию белка в мышцах. См., Clark et al., Hum Gene Ther, 8: 659669 (1997); Kessler et al., Proc Nat. Acad Sc. USA, 93: 14082-14087 (1996); and Xiao et al., J Virol, 70: 80988108 (1996). См. также, Chao et al., Mol Ther, 2:619-623 (2000) and Chao et al., Mol Ther, 4:217-222 (2001). Более того, поскольку мышца сильно васкуляризирована, трансдукция рекомбинантным AAV приводит к появлению трансгенных продуктов в кровеносной системе после внутримышечной инъекции, как описано в Herzog et al., Proc Natl Acad Sci uSa, 94: 5804-5809 (1997) и Murphy et al., Proc Natl Acad Sci USA, 94: 13921-13926 (1997). Кроме того, Lewis et al., J Virol, 76: 8769-8775 (2002) продемонстрировали, что волокна скелетных мышц обладают необходимыми клеточными факторами для правильного гликозилирования, свертывания и секреции антител, что указывает на то, что мышца способна к устойчивой экспрессии секретируемых белковых терапевтических агентов.Numerous studies have demonstrated long-term (greater than 1.5 years) recombinant AAV-mediated protein expression in muscle. See Clark et al., Hum Gene Ther, 8: 659669 (1997); Kessler et al., Proc Nat. Acad Sc. USA, 93: 14082-14087 (1996); and Xiao et al., J Virol, 70: 80988108 (1996). See also, Chao et al., Mol Ther, 2:619-623 (2000) and Chao et al., Mol Ther, 4:217-222 (2001). Moreover, since muscle is highly vascularized, transduction with recombinant AAV results in the appearance of transgene products in the circulatory system after intramuscular injection, as described in Herzog et al., Proc Natl Acad Sci uSa, 94: 5804-5809 (1997) and Murphy et al. , Proc Natl Acad Sci USA, 94: 13921–13926 (1997). In addition, Lewis et al., J Virol, 76: 8769-8775 (2002) demonstrated that skeletal muscle fibers possess the necessary cellular factors for proper glycosylation, folding and secretion of antibodies, indicating that muscle is capable of sustained expression of secreted protein therapeutic agents.

Визникающей формой терапии LGMD2E является доставка гена посредством вируса, для восстановления белка дикого типа в пораженной мышце, что приводит к восстановлению мышечной функции. Учитывая, что у подмножества пациентов может развиться кардиомиопатия (8, 9, 10, 13), это следует учитывать при долгосрочном уходе за данными пациентами. В предыдущих сообщениях была хорошо охарактеризована мышь Sgcb-null. Araishi et al. (3) содали мышь с недостаточностью по β-саркогликану, с сопутствующей потерей всех саркогликанов, а также саркоспана, с по меньшей мере небольшим сохранением мерозина, дистрогликанов и дистрофина, воспроизводя клиническую картину, наблюдаемую при LGMD2E. Гистологические изменения в данной животной модели были также прототипом клинического аналога, включая отчетливость фиброза скелетных мышц (14). Dressman et al. (25) инъецировали поперечную брюшную мышцу применяя rAAV2.CMV.SGCB. Экспрессия сохранялась в течение 21 месяца, а мышечные волокна были защищены от рецидивирующего некроза. Было также описано применение самокомплементарного AAV для усиления экспрессии трансгена (16), а также мышечно-специфического промотора для улучшения скелетной мышцы (20, 26), и оптимизации гена β-саркогликана человека (hSGCB).An emerging form of therapy for LGMD2E is gene delivery via a virus to restore the wild-type protein to the affected muscle, resulting in restoration of muscle function. Given that a subset of patients may develop cardiomyopathy (8, 9, 10, 13), this should be considered in the long-term care of these patients. The Sgcb-null mouse has been well characterized in previous reports. Araishi et al. (3) produced a β-sarcoglycan-deficient mouse with concomitant loss of all sarcoglycans as well as sarcospan, with at least modest retention of merosin, dystroglycans, and dystrophin, reproducing the clinical picture observed in LGMD2E. The histological changes in this animal model were also prototypical of its clinical counterpart, including distinct skeletal muscle fibrosis (14). Dressman et al. (25) injected the transversus abdominis muscle using rAAV2.CMV.SGCB. Expression was maintained for 21 months, and muscle fibers were protected from recurrent necrosis. The use of self-complementary AAV to enhance transgene expression (16), as well as a muscle-specific promoter to improve skeletal muscle (20, 26), and optimize the human β-sarcoglycan gene (hSGCB) have also been described.

Функциональное улучшение у пациентов, страдающих от LGMD и других мышечных дистрофий, требует как восстановления генов, так и уменьшения фиброза. Существует необходимость в способах уменьшения фиброза, которые могут быть объединены с способами восстановления генов для более эффективного лечения LGMD и других мышечных дистрофий.Functional improvement in patients suffering from LGMD and other muscular dystrophies requires both gene restoration and fibrosis reduction. There is a need for methods to reduce fibrosis that can be combined with gene repair methods to more effectively treat LGMD and other muscular dystrophies.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В данном документе описаны геннотерапевтические векторы, например AAV, экспрессирующие ген β-саркогликана и способы доставки β-саркогликана в мышцы для уменьшения и/или предотвращения фиброза; и/или для увеличения мышечной силы и/или для лечения β-саркогликанопатии у субъектамлекопитающего, страдающего мышечной дистрофией.Disclosed herein are gene therapy vectors, eg AAV, expressing the β-sarcoglycan gene and methods for delivering β-sarcoglycan to muscle to reduce and/or prevent fibrosis; and/or to increase muscle strength and/or to treat β-sarcoglycanopathy in a mammalian subject suffering from muscular dystrophy.

Кроме того, согласно данному изобретению предложены комбинированные терапии, и подходы с использованием геннотерапевтических векторов, доставляющих β-саркогликан для компенсации генного дефекта, наблюдаемого при LGMD2E, и геннотерапевтические векторы, доставляющие miR-29 для последующего подавления фиброза.In addition, this invention provides combination therapies and approaches using gene therapy vectors delivering β-sarcoglycan to compensate for the gene defect observed in LGMD2E, and gene therapy vectors delivering miR-29 to subsequently suppress fibrosis.

В одном аспекте, в данном документе описан рекомбинантный AAV вектор, содержащий полинуклеотидную последовательность, кодирующую β-саркогликан. В некоторых вариантах осуществления, полинуклеотидная последовательность, кодирующая β-саркогликан, содержит последовательность, например, по меньшей мере на 65%, по меньшей мере на 7 0%, по меньшей мере на 75%, по меньшей мере на 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88 или 89%, более типично 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99% или больше идентичную нуклеотидной последовательности SEQ ID NO: 1, и кодирует белок, который сохраняет активность β-саркогликана. В некоторых вариантах осуществления, полинуклеотидная последовательность, кодирующая β-саркогликан, содержит нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 1. В некоторых вариантах осуществления, полинуклеотидная последовательность, кодирующая β-саркогликан, представляет собой нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 1.In one aspect, described herein is a recombinant AAV vector comprising a polynucleotide sequence encoding a β-sarcoglycan. In some embodiments, the polynucleotide sequence encoding a β-sarcoglycan comprises, for example, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88 or 89%, more typically 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99% or more identical to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and encodes a protein that maintains β-sarcoglycan activity. In some embodiments, the polynucleotide sequence encoding the β-sarcoglycan comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1. In some embodiments, the polynucleotide sequence encoding the β-sarcoglycan comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 .

- 2 044609- 2 044609

В другом аспекте, рекомбинантный AAV вектор, описанный в данном документе, содержит полинуклеотидную последовательность, кодирующую β-саркогликан, который по меньшей мере на 65%, по меньшей мере на 70%, по меньшей мере на 75%, по меньшей мере на 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88 или 89%, более типично по меньшей мере на 90, 91, 92, 93 или 94%, и еще более типично по меньшей мере на 95, 96%, 97, 98 или 99% по последовательности идентичный аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 2, и белок сохраняет активность β-саркогликана.In another aspect, the recombinant AAV vector described herein contains a polynucleotide sequence encoding a β-sarcoglycan that is at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80% 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88 or 89%, more typically at least 90, 91, 92, 93 or 94%, and even more typically at least 95, 96%, 97 , 98 or 99% sequence identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and the protein retains β-sarcoglycan activity.

В другом аспекте, в данном документе описан рекомбинантный AAV вектор, содержащий полинуклеотидную последовательность, кодирующую функциональный β-саркогликан, которая содержит нуклеотидную последовательность, которая гибридизуется в строгих условиях с нуклеотидной последовательностью SEQ ID NO: 1 или ей комплементарным.In another aspect, described herein is a recombinant AAV vector containing a polynucleotide sequence encoding a functional β-sarcoglycan that contains a nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or its complement.

Термин строгий применяется для обозначения условий, которые обычно подразумеваются в данной области техники как строгие. Строгость гибридизации в основном определяется температурой, ионной силой и концентрацией денатурирующих агентов, таких как формамид. Примеры строгих условий гибридизации и промывок представляют собой 0,015 М хлорида натрия, 0,0015 М цитрата натрия при 6568°С, или 0,015 М хлорида натрия, 0,0015М цитрата натрия, и 50% формамида при температуре 42°С. См. Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, (Cold Spring Harbor, N.Y. 1989). Могут также быть использованы более строгие условия (такие как более высокая температура, более низкая ионная сила, более высокая концентрация формамида, или другой денатурирующий агент) однако будет затронута скорость гибридизации. В случаях, когда речь идет о гибридизации дезоксиолигонуклеотидов, дополнительные иллюстративные условия строгой гибридизации включают в себя промывку 6х SSC 0,05% пирофосфата натрия при 37°С (для 14-основных олигонуклеотидов), 48°С (для 17-основных олигонуклеотидов), 55°С (для 20-основных олигонуклеотидов) и 60°С (для 23основных олигонуклеотидов).The term stringent is used to denote conditions that are generally understood to be stringent in the art. The stringency of hybridization is mainly determined by temperature, ionic strength, and the concentration of denaturing agents such as formamide. Examples of stringent hybridization and wash conditions are 0.015 M sodium chloride, 0.0015 M sodium citrate at 6568°C, or 0.015 M sodium chloride, 0.0015 M sodium citrate, and 50% formamide at 42°C. See Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, (Cold Spring Harbor, NY 1989). More stringent conditions (such as higher temperature, lower ionic strength, higher formamide concentration, or other denaturing agent) may also be used, however the rate of hybridization will be affected. In cases where hybridization of deoxyoligonucleotides is involved, additional exemplary stringent hybridization conditions include a 6x SSC 0.05% sodium pyrophosphate wash at 37°C (for 14-base oligonucleotides), 48°C (for 17-base oligonucleotides), 55°C (for 20-basic oligonucleotides) and 60°C (for 23-basic oligonucleotides).

Другие агенты могут быть включены в гибридизационные и промывочные буферы с целью уменьшения неспецифической и/или фоновой гибридизации. Примеры представляют собой 0,1% бычьего сывороточного альбумина, 0,1% поливинилпирролидона, 0,1% пирофосфата натрия, 0,1% додецилсульфата натрия, NaDodS04, (SDS), фиколл, раствор Денхардта, разрушенная ультразвуком ДНК спермы лосося (или другая не комплементарная ДНК) и сульфат декстрана, хотя могут быть применены и другие подходящие агенты. Концентрация и типы этих добавок могут быть изменены без существенного влияния на строгость условий гибридизации. Эксперименты по гибридизации обычно проводят при pH 6,8-7,4, однако в типичных условиях ионной силы скорость гибридизации практически не зависит от pH. См. Anderson et al., Nucleic Acid Hybridisation: A Practical Approach, Ch. 4, IRL Press Limited (Oxford, England). Специалистами в данной области техники могут быть скорректированы условия гибридизации, чтобы приспособить эти переменные и позволить ДНК с различной степенью родственности последовательности формировать гибриды.Other agents may be included in hybridization and wash buffers to reduce nonspecific and/or background hybridization. Examples are 0.1% bovine serum albumin, 0.1% polyvinylpyrrolidone, 0.1% sodium pyrophosphate, 0.1% sodium dodecyl sulfate, NaDodS04, (SDS), Ficoll, Denhardt's solution, sonicated salmon sperm DNA (or other non-complementary DNA) and dextran sulfate, although other suitable agents may be used. The concentration and types of these additives can be changed without significantly affecting the stringency of the hybridization conditions. Hybridization experiments are typically performed at pH 6.8–7.4, but under typical ionic strength conditions the rate of hybridization is essentially independent of pH. See Anderson et al., Nucleic Acid Hybridisation: A Practical Approach, Ch. 4, IRL Press Limited (Oxford, England). Hybridization conditions can be adjusted by those skilled in the art to accommodate these variables and allow DNA with varying degrees of sequence relatedness to form hybrids.

В другом аспекте, рекомбинантные AAV векторы, описанные в данном документе, могут быть функционально связаны с регуляторным элементом, специфичным для мышц. Например, регуляторный элемент, специфичный для скелетных мышц, представляет собой человеческий элемент гена актина скелетных мышц, элемент гена актина сердца, миоцит-специфичный связывающий энхансер фактор MEF, мышечную креатинкиназу (MKK), tMKK (усеченную MKK), тяжелую цепь миозина (МНС), MHCK7 (гибридная версия МНС и MCK), С5-12 (синтетический промотор), энхансерный элемент мышиной креатинкиназы, элемент гена тропонина С быстро сокращающихся волокон скелетных мышц, элемент гена тропонина С медленно сокращающихся мышечных волокон сердца, элемент гена тропонина I медленно сокращающихся мышечных волокон, индуцируемые гипоксией ядерные факторы, стероидиндуцируемый элемент или глюкокортикоид-отвечающий элемент (GRE).In another aspect, the recombinant AAV vectors described herein can be operably linked to a muscle-specific regulatory element. For example, the skeletal muscle-specific regulatory element is a human skeletal muscle actin gene element, a cardiac actin gene element, myocyte-specific enhancer binding factor MEF, muscle creatine kinase (MKK), tMKK (truncated MKK), myosin heavy chain (MHC) , MHCK7 (hybrid version of MHC and MCK), C5-12 (synthetic promoter), mouse creatine kinase enhancer element, fast-twitch skeletal muscle troponin C gene element, slow-twitch cardiac troponin C gene element, slow-twitch muscle troponin I gene element fibers, hypoxia-inducible nuclear factors, steroid-inducible element or glucocorticoid response element (GRE).

В некоторых вариантах осуществления, специфичный для мышц промотор является MHCK7 (SEQ ID NO: 4). Иллюстративный rAAV, описанный в данном документе, представляет собой pAAV.MHCK7.hSCGB, который содержит нуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 3; причем промотор MCHK7 охватывает нуклеотиды 130-921, химерный интрон SV40 охватывает нуклеотиды 9311078, последовательность β-саркогликана охватывает нуклеотиды 1091-2047, а последовательность полиА охватывает нуклеотиды 2054-2106.In some embodiments, the muscle-specific promoter is MHCK7 (SEQ ID NO: 4). An exemplary rAAV described herein is pAAV.MHCK7.hSCGB, which contains the nucleotide sequence SEQ ID NO: 3; wherein the MCHK7 promoter spans nucleotides 130-921, the chimeric SV40 intron spans nucleotides 9311078, the β-sarcoglycan sequence spans nucleotides 1091-2047, and the polyA sequence spans nucleotides 2054-2106.

В некоторых вариантах осуществления, специфичный для мышц промотор представляет собой tMCK (SEQ ID NO: 6). Иллюстративный rAAV, описанный в данном документе, представляет собой pAAV.tMCK.hSCGB, который содержит нуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 5; причем промотор tMCK охватывает нуклеотиды 141-854, химерный интрон SV40 охватывает нуклеотиды 886-1018, последовательность β-саркогликана охватывает нуклеотиды 1058-2014, а последовательность поли-А охватывает нуклеотиды 2021-2073.In some embodiments, the muscle-specific promoter is tMCK (SEQ ID NO: 6). An exemplary rAAV described herein is pAAV.tMCK.hSCGB, which contains the nucleotide sequence SEQ ID NO: 5; with the tMCK promoter spanning nucleotides 141-854, the chimeric SV40 intron spanning nucleotides 886-1018, the β-sarcoglycan sequence spanning nucleotides 1058-2014, and the poly-A sequence spanning nucleotides 2021-2073.

AAV может иметь любой серотип, например, AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV-10, AAV-11, AAV-12, AAV-13 и AAV rh.74. Получение псевдотипированного rAAV описано, например, в WO 01/83692. Также рассматриваются другие типы вариантов rAAV, например, rAAV с мутациями капсида. См., например, Marsic et al., Molecular Therapy, 22 (11): 1900-1909 (2014).AAV can be of any serotype, for example, AAV1, AAV2, AAV3, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV-10, AAV-11, AAV-12, AAV-13 and AAV rh.74. The production of pseudotyped rAAV is described, for example, in WO 01/83692. Other types of rAAV variants, such as rAAVs with capsid mutations, are also being considered. See, for example, Marsic et al., Molecular Therapy, 22 (11): 1900-1909 (2014).

- 3 044609- 3 044609

Также расматриваются композиции, содержащие любой из rAAV векторов, описанных в данном документе.Compositions containing any of the rAAV vectors described herein are also contemplated.

Также предлагаются способы получения рекомбинантной AAV векторной частицы, включающие культивирование клетки, которая была трансфицирована любым рекомбинантным AAV вектором, описанным в данном документе, и выделение рекомбинантных AAV частиц из супернатанта трансфицированных клеток. Также рассматриваются вирусные частицы, содержащие любой из рекомбинантных AAV векторов, описанных в данном документе.Also provided are methods for producing a recombinant AAV vector particle, comprising culturing a cell that has been transfected with any recombinant AAV vector described herein and isolating the recombinant AAV particles from the supernatant of the transfected cells. Also contemplated are viral particles containing any of the recombinant AAV vectors described herein.

Также предлагаются способы уменьшения фиброза у нуждающегося в нем субъектамлекопитающего. В этом отношении способ включает введение терапевтически эффективного количества описанного в данном документе AAV вектора (или композиции, содержащей AAV вектор, описанный в данном документе) субъекту-млекопитающему. В некоторых вариантах осуществления, субъектмлекопитающее страдает от мышечной дистрофии. В некоторых вариантах осуществления, введение AAV вектора, описанного в данном документе (или композиции, содержащей AAV вектор, описанной в данном документе), уменьшает фиброз в скелетной мышце или в сердечной мышце субъекта. Данные способы могут дополнительно включать стадию введения второго рекомбинантного AAV вектора, содержащего полинуклеотидную последовательность, содержащую miR29C.Methods for reducing fibrosis in a mammalian subject in need thereof are also provided. In this regard, the method includes administering a therapeutically effective amount of an AAV vector described herein (or a composition comprising an AAV vector described herein) to a mammalian subject. In some embodiments, the mammalian subject suffers from muscular dystrophy. In some embodiments, administration of an AAV vector described herein (or a composition comprising an AAV vector described herein) reduces fibrosis in skeletal muscle or cardiac muscle of a subject. These methods may further include the step of introducing a second recombinant AAV vector containing a polynucleotide sequence containing miR29C.

Термин мышечная дистрофия, как используется в данном документе, относится к нарушению, при котором сила и объем мышц постепенно снижаются. Неограничивающие примеры болезней мышечной дистрофии могут включать в себя: мышечную дистрофию Беккера, дистрофию большеберцовой мышцы, мышечную дистрофию Дюшенна, мышечную дистрофию Эмери-Дрейфюсса, плече-лопаточнолицевую миопатию, саркогликанопатию, врожденную мышечную дистрофию, такую как врожденная мышечная дистрофия из-за частичной недостаточности LAMA2, врожденная мышечная дистрофия из-за недостаточности мерозина, врожденная мышечная дистрофия типа 1D, врожденная мышечная дистрофия Фукуямы, мышечная дистрофия лимба-пояса 1А, мышечная дистрофия лимба-пояса 2А, мышечная дистрофия лимба-пояса 2В, мышечная дистрофия лимба-пояса 2С, мышечная дистрофия лимба-пояса 2D, мышечная дистрофия лимба-пояса 2Е, мышечная дистрофия лимба-пояса 2F, мышечная дистрофия лимба-пояса 2G, мышечная дистрофия лимба-пояса 2Н, мышечная дистрофия лимба-пояса 2I, мышечная дистрофия лимба-пояса 2I, мышечная дистрофия лимба-пояса 2J, мышечная дистрофия лимба-пояса 2K, синдром ригидного позвоночника с простым буллезным эпидермолизом, окулофарингеальная мышечная дистрофия, врожденная мышечная дистрофия Ульриха, и склероатоническая мышечная дистрофия Ульриха. В некоторых вариантах осуществления, субъект страдает от мышечной дистрофии лимба-пояса. В некоторых вариантах осуществления, субъект страдает от мышечной дистрофии лимба-пояса 2Е (LGMD2E).The term muscular dystrophy, as used herein, refers to a disorder in which muscle strength and size gradually decrease. Non-limiting examples of muscular dystrophy diseases may include: Becker muscular dystrophy, tibialis muscular dystrophy, Duchenne muscular dystrophy, Emery-Dreyfuss muscular dystrophy, glenoscapulofacial myopathy, sarcoglycanopathy, congenital muscular dystrophy, such as congenital muscular dystrophy due to partial LAMA2 deficiency , congenital muscular dystrophy due to merosin deficiency, congenital muscular dystrophy type 1D, Fukuyama congenital muscular dystrophy, limbal girdle muscular dystrophy 1A, limbal girdle muscular dystrophy 2A, limbal girdle muscular dystrophy 2B, limbal girdle muscular dystrophy 2C, muscular 2D dystrophy 2D, muscle dystrophy of the Lumba-rack 2, muscle dystrophy of the Limba-Poyas 2F, muscle dystrophy of the Limba-Poyas 2G, muscle dystrophy of the defense 2N, muscle dystrophy of the defeat 2I, muscle dystrophy of the deceased 2I, muscle dystrophic limbal girdle muscular dystrophy 2J, limbal girdle muscular dystrophy 2K, rigid spine syndrome with epidermolysis bullosa simplex, oculopharyngeal muscular dystrophy, Ullrich congenital muscular dystrophy, and Ullrich scleroatonic muscular dystrophy. In some embodiments, the subject suffers from limbal girdle muscular dystrophy. In some embodiments, the subject suffers from limbal girdle muscular dystrophy 2E (LGMD2E).

Термин фиброз, как применяется в данном документе, относится к избыточному или нерегулируемому отложению компонентов внеклеточного матрикса (ВКМ), и аномальным процессам восстановления в тканях после повреждения, включая скелетные мышцы, сердечную мышцу, печень, легкие, почки и поджелудочную железу. Компоненты ВКМ, которые отлаживаются, включают в себя коллаген 1, коллаген 2 или коллаген 3, и фибронектин.The term fibrosis, as used herein, refers to excessive or dysregulated deposition of extracellular matrix (ECM) components and abnormal repair processes in tissues following injury, including skeletal muscle, cardiac muscle, liver, lung, kidney and pancreas. ECM components that are fine-tuned include collagen 1, collagen 2 or collagen 3, and fibronectin.

В другом аспекте, в данном документе описан способ увеличения мышечной силы и/или мышечной массы у субъекта-млекопитающего, включающий в себя введение терапевтически эффективного количества описанного в данном документе AAV вектора (или композиции, содержащей AAV вектор, описанный в данном документе) субъекту-млекопитающему.In another aspect, described herein is a method of increasing muscle strength and/or muscle mass in a mammalian subject, comprising administering a therapeutically effective amount of an AAV vector described herein (or a composition comprising an AAV vector described herein) to the subject. to a mammal.

В любом из способов согласно данному изобретению субъект может страдать от мышечной дистрофии, такой как мышечная дистрофия лимба-пояса или любой другой дистрофии, связанной с дистрофином.In any of the methods of the present invention, the subject may suffer from a muscular dystrophy such as limbal girdle muscular dystrophy or any other dystrophin-related dystrophy.

Также предложен способ лечения мышечной дистрофии у субъекта-млекопитающего, включающий в себя введение терапевтически эффективного количества описанного в данном документе AAV вектора (или композиции, содержащей AAV вектор, описанный в данном документе) субъекту-млекопитающему. В некоторых вариантах осуществления, мышечная дистрофия представляет собой мышечную дистрофию лимба-пояса. Любой из описанных в данном документе способов может дополнительно включать в себя стадию введения второго рекомбинантного AAV вектора, содержащего полинуклеотидную последовательность, содержащую miR29C.Also provided is a method of treating muscular dystrophy in a mammalian subject, comprising administering a therapeutically effective amount of an AAV vector described herein (or a composition comprising an AAV vector described herein) to the mammalian subject. In some embodiments, the muscular dystrophy is limbal girdle muscular dystrophy. Any of the methods described herein may further include the step of introducing a second recombinant AAV vector containing a polynucleotide sequence containing miR29C.

Также рассматривается комбинированная терапия. В этом отношении любой из вышеперечисленных способов, описанных в данном документе, может дополнительно включать в себя введение второго рекомбинантного AAV вектора, содержащего полинуклеотидную последовательность, содержащую miR29C. В некоторых вариантах осуществления, полинуклеотид, содержащий miR29C, функционально связан с регуляторным элементом, специфичным для мышц. Например, регуляторный элемент, специфичный для мышц, представляет собой человеческий элемент гена актина скелетных мышц, элемент гена актина сердца, миоцит-специфичный связывающий энхансер фактор MEF, мышечную креатинкиназу (MKK), tMKK (усеченную MKK), тяжелую цепь миозина (МНС), MHCK7 (гибридная версия МНС и MCK), С5-12 (синтетический промотор), энхансерный элемент мышиной креатинкиназы, элемент гена тропонина С быстро сокращающихся волокон скелетных мышц, элемент гена тропонина С медленноCombination therapy is also being considered. In this regard, any of the above methods described herein may further include the introduction of a second recombinant AAV vector containing a polynucleotide sequence containing miR29C. In some embodiments, the miR29C-containing polynucleotide is operably linked to a muscle-specific regulatory element. For example, a muscle-specific regulatory element is a human skeletal muscle actin gene element, a cardiac actin gene element, myocyte-specific enhancer binding factor MEF, muscle creatine kinase (MKK), tMKK (truncated MKK), myosin heavy chain (MHC), MHCK7 (hybrid version of MHC and MCK), C5-12 (synthetic promoter), mouse creatine kinase enhancer element, fast twitch skeletal muscle fiber troponin C gene element, slow twitch troponin C gene element

- 4 044609 сокращающихся мышечных волокон сердца, элемент гена тропонина I медленно сокращающихся мышечных волокон, индуцируемые гипоксией ядерные факторы, стероид-индуцируемый элемент или глюкокортикоид-отвечающий элемент (GRE). В некоторых вариантах осуществления, второй рекомбинантный вектор содержит полинуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 9 или SEQ ID NO: 8, как описано в предварительной заявке США № 62/323163 (раскрытие которой включено в данное описание посредством ссылки в полном объеме).- 4 044609 contractile cardiac muscle fibers, slow twitch muscle fiber troponin I gene element, hypoxia-inducible nuclear factors, steroid-inducible element or glucocorticoid response element (GRE). In some embodiments, the second recombinant vector comprises the polynucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 8, as described in US Provisional Application No. 62/323,163 (the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety).

В способах комбинированной терапии, описанных в данном документе, в которых как rAAV вектор, экспрессирующий β-саркогликан, так и rAAV вектор, экспрессирующий miR29c, вводят субъектумлекопитающему, причем rAAV векторы могут быть введены одновременно или введены последовательно, при этом rAAV вектор, экспрессирующий β-саркогликан вводят непосредственно перед или после rAAV, эксрпессирующего miR29c. Альтернативно, AAV вектор, экспрессирующий β-саркогликан, вводят в течение около 1-24 ч (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 или 24 ч) после введения rAAV, экспрессирующего miR-29, или реализуют способы согласно данному изобретению, в которых AAV вектор, экспрессирующий β-саркогликан, вводится в течение около 1-24 ч (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 или 24 ч) перед введением rAAV, экспрессирующего miR-29. В некоторых вариантах осуществления, AAV вектор, экспрессирующий β-саркогликан, вводят в течение около 1-5 ч (например, 1, 2, 3, 4 или 5 ч) после введения rAAV, экспрессирующего miR-29, или реализуют способы согласно данному изобретению в которых AAV вектор, экспрессирующий β-саркогликан, вводят в течение около 1-5 ч (например, 1, 2, 3, 4 или 5 ч) перед введением rAAV, экспрессирующего miR-29с.In the combination therapy methods described herein, in which both the rAAV vector expressing β-sarcoglycan and the rAAV vector expressing miR29c are administered to a mammalian subject, wherein the rAAV vectors may be administered simultaneously or administered sequentially, wherein the rAAV vector expressing β -sarcoglycan is administered immediately before or after rAAV expressing miR29c. Alternatively, an AAV vector expressing β-sarcoglycan is administered over about 1-24 hours (eg, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 , 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 or 24 hours) after administration of rAAV expressing miR-29, or implement methods according to this invention in which an AAV vector expressing β-sarcoglycan is administered for about 1-24 hours (for example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 , 23 or 24 h) before administration of rAAV expressing miR-29. In some embodiments, the β-sarcoglycan-expressing AAV vector is administered within about 1-5 hours (e.g., 1, 2, 3, 4, or 5 hours) after administration of the miR-29-expressing rAAV, or the methods of the present invention are performed. wherein the AAV vector expressing β-sarcoglycan is administered for about 1-5 hours (eg, 1, 2, 3, 4 or 5 hours) before the rAAV expressing miR-29c is administered.

В любом из способов согласно данному изобретению rAAV вектор вводят путем внутримышечной инъекции или внутривенной инъекции. Кроме того, в любом из способов согласно данному изобретению rAAV вводят системно, например вводят парентерально с помощью инъекции, инфузии или имплантации.In any of the methods according to this invention, the rAAV vector is administered by intramuscular injection or intravenous injection. In addition, in any of the methods according to this invention, rAAV is administered systemically, for example administered parenterally by injection, infusion or implantation.

Композиции согласно данному изобретению составлены для внутримышечной инъекции или внутривенной инъекции. Кроме того, композиции согласно данному изобретению составлены для системного введения, такого как парентеральное введение путем инъекций, инфузии или имплантации.The compositions of this invention are formulated for intramuscular injection or intravenous injection. Moreover, the compositions of the present invention are formulated for systemic administration, such as parenteral administration by injection, infusion or implantation.

Кроме того, любая композиция составлена для введения субъекту, страдающему от мышечной дистрофии (такой как мышечная дистрофия лимба-пояса или любой другой дистрофии, связанной с дистрофином). В некоторых вариантах осуществления, композиция может дополнительно содержать второй рекомбинантный AAV вектор, содержащий полинуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 9 или SEQ ID NO: 8.In addition, any composition is formulated for administration to a subject suffering from a muscular dystrophy (such as limbal girdle muscular dystrophy or any other dystrophin-related dystrophy). In some embodiments, the composition may further comprise a second recombinant AAV vector comprising the polynucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 8.

В любом из применений согласно изобретению лекарственное средство составлено для внутримышечной инъекции или внутривенной инъекции. Кроме того, в любом из применений согласно изобретению лекарственное средство составлено для системного введения, такого как парентеральное введение путем инъекций, инфузии или имплантации. Кроме того, любое лекарственное средство может быть приготовлено для введения субъекту, страдающему от мышечной дистрофии (такой как мышечная дистрофия лимба-пояса, или любой другой мышечной дистрофией, связанной с дистрофином). В некоторых вариантах осуществления, лекарственное средство может дополнительно содержать второй рекомбинантный AAV вектор, содержащий полинуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 9 или SEQ ID NO: 8.In any of the uses of the invention, the medicament is formulated for intramuscular injection or intravenous injection. Moreover, in any of the uses of the invention, the drug is formulated for systemic administration, such as parenteral administration by injection, infusion or implantation. In addition, any drug may be formulated for administration to a subject suffering from a muscular dystrophy (such as limbal girdle muscular dystrophy, or any other dystrophin-related muscular dystrophy). In some embodiments, the drug may further comprise a second recombinant AAV vector comprising the polynucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 8.

Вышеупомянутые параграфы не предназначены для определения каждого аспекта изобретения, и дополнительные аспекты описаны в других разделах, таких как Подробное описание сущности изобретения. Подразумевается, что весь документ должен быть связан как цельное раскрытие, и следует понимать, что рассматриваются все сочетания признаков, описанных в данном документе, даже если комбинация признаков не найдена вместе в одном предложении, или параграфе, или разделе данного документа. Изобретение включает в себя, в качестве дополнительного аспекта, все варианты осуществления изобретения, более узкие по своему объему, чем варианты, определенные в конкретных параграфах выше. Например, существуют определенные аспекты изобретения, которые описываются как род, и тогда следует понимать, что каждый член рода является отдельно аспектом изобретения.The above paragraphs are not intended to define every aspect of the invention, and additional aspects are described in other sections, such as the Detailed Description of the Invention. It is intended that the entire document be linked as a single disclosure, and it is understood that all combinations of features described herein are considered, even if the combination of features is not found together in a single sentence or paragraph or section of this document. The invention includes, as a further aspect, all embodiments of the invention narrower in scope than the embodiments defined in the specific paragraphs above. For example, there are certain aspects of an invention that are described as a genus, in which case it should be understood that each member of the genus is separately an aspect of the invention.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг. 1A-1D изображено, что опосредованная AAV экспрессия β-саркогликана восстанавливает дистрофин-ассоциированные белки и поддерживает целостность мембраны. (а) Самокомплементарный AAV вектор, содержащий кодон-оптимизированный ген β-саркогликана человека (hSGCB), под управлением промотора специфической для мышц yMKK. Кассета также содержит химерный интрон для усиления процессинга и сигнал полиаденилирования для стабильности. (б) Иммунофлуоресцентное окрашивание анти-β-SG-антителом демонстрирует высокие уровни окрашивания трансгена SGCB сарколеммы у 5-недельных мышей через 6 и 12 недель после инъекции. Показаны х20 изображения. Процент волокон, экспрессирующих бета-саркогликан для каждой ТА мышцы, составлял в среднем 88,4±4,2% через 6 недель (n=9, 4 самца, 5 самок) и 76,5±5,8% через 12 недель (n=6, 4 самца, 2 самки). Экспрессию белка проверяли вестерн-блоттингом с окрашиванием гамма-тубулина в качестве контроля загрузки, (с) ДоставкаIn fig. 1A-1D depict that AAV-mediated β-sarcoglycan expression restores dystrophin-associated proteins and maintains membrane integrity. (a) Self-complementary AAV vector containing the codon-optimized human β-sarcoglycan gene (hSGCB) driven by the muscle-specific yMKK promoter. The cassette also contains a chimeric intron to enhance processing and a polyadenylation signal for stability. (b) Immunofluorescent staining with anti-β-SG antibody demonstrates high levels of sarcolemmal SGCB transgene staining in 5-week-old mice at 6 and 12 weeks post-injection. Shown are x20 images. The percentage of fibers expressing beta-sarcoglycan for each TA muscle averaged 88.4±4.2% at 6 weeks (n=9, 4 males, 5 females) and 76.5±5.8% at 12 weeks ( n=6, 4 males, 2 females). Protein expression was checked by Western blotting with gamma-tubulin staining as a loading control, (c) Delivery

- 5 044609- 5 044609

AAV β-саркогликана приводит к восстановлению других членов саркогликанвого комплекса; асаркогликан, дистрофии. х20 изображения. (d) scAAVrh.74.hSGCB защищает мембраны sgcb-/- от повреждений. Сопоставляли изображение, показывающее большую площадь окрашенных эванс голубым волокон (красная), с кластером β-саркогликан-положительных волокон, которые были защищены от окрашивания эванс голубым. Показаны х40 изображения.AAV of β-sarcoglycan leads to the restoration of other members of the sarcoglycan complex; asarcoglycan, dystrophy. x20 images. (d) scAAVrh.74.hSGCB protects sgcb −/− membranes from damage. An image showing a large area of Evans Blue-stained fibers (red) was compared with a cluster of β-sarcoglycan-positive fibers that were protected from Evans Blue staining. Shown are x40 images.

На фиг. 2A-2D изображен гистологический анализ скелетной мышцы с недостаточностью β-SG. Обработка scAAVrh.74.hSGCB нормализует гистологические параметры мышей sgcb’’. Окрашивание гематоксилином и эозином, и окрашивание пикросириус красным проводили на ТА мышцах из sgcb’/’ мышей вместе с обычными контрольными мышами C57/BL6, и мышами, обработанными scAAVrh.74.hSGCB, с последующим количественным определением гистологических параметров и % окрашивания коллагена. (а) Окрашивание гематоксилином и эозином показывает наличие центральнонуклеированных волокон, воспалительных клеток и большой разброс диаметра волокон в мышце с недостаточностью β-SG, и улучшение гистопатологии после переноса гена. (b) Окрашивание пикросириус красным показывает уменьшение окрашивания в красный коллагена в обработанной мышце. (с) Количественная оценка центрально-нуклеированных волокон, показывающая уменьшение после обработки (Р<0,0005, односторонний дисперсионный анализ) и (d) представление распределения размера волокон и увеличение среднего размера волокна ТА мышцы из контрольных мышей C57/BL6 и мышей sgcb’/’ по сравнению с обработанными мышами (Р<0,0001, односторонний дисперсионный анализ). (е) Количественное определение % коллагена в ТА мышцах из контрольных мышей C57/BL6 и мышей sgcb’/’ по сравнению с обработанными мышами sgcb-/’(P<0,0001, односторонний дисперсионный анализ). 100 мкм полоска-шкала показана для х20 изображений. ***Р<0,001; ****Р<0,0001.In fig. 2A-2D depict histological analysis of β-SG-deficient skeletal muscle. Treatment with scAAVrh.74.hSGCB normalizes histological parameters in sgcb'' mice. Hematoxylin and eosin and picrosirius red staining were performed on TA muscles from sgcb'/' mice along with normal control C57/BL6 mice and scAAVrh.74.hSGCB-treated mice, followed by quantification of histological parameters and % collagen staining. (a) Hematoxylin and eosin staining shows the presence of centrally nucleated fibers, inflammatory cells, and wide variation in fiber diameter in β-SG-deficient muscle, and improved histopathology after gene transfer. (b) Picrosirius red staining shows a decrease in red staining of collagen in the treated muscle. (c) Quantification of centrally nucleated fibers showing reduction after treatment (P < 0.0005, one-way ANOVA) and (d) representation of fiber size distribution and increase in mean fiber size of TA muscle from control C57/BL6 mice and sgcb' mice /' compared with treated mice (P<0.0001, one-way ANOVA). (f) Quantification of % collagen in TA muscles from control C57/BL6 mice and sgcb'/' mice compared to treated sgcb -/ ' mice (P<0.0001, one-way ANOVA). The 100 µm scale bar is shown for x20 images. ***P<0.001;****P<0.0001.

На фиг. 3А-3С изображено, что внутримышечная доставка scAAVrh.74.hSGCB корректирует тетаническую силу и устойчивость к повреждению, вызванному сокращением. Собирали ТА мышцы мышей sgcb’/’, обработанных 3х1010 гв (геномов вектора) scAAVrh.74.hSGCB с помощью IM (внутримышечной) инъекции через 6 недель после переноса гена, и применяли методику для оценки тетанической силы, и применяли методику эксцентричного сокращения для оценки устойчивость к травмам, вызванным сокращением. (а) Обработанные AAVrh.74.hSGCB ТА мышцы продемонстрировали значительное улучшение как абсолютной тетанической силы (Р<0,01, парный t-критерий), (b) нормализованной удельной силы (Р<0,05, парный t-критерий), что не отличалось от силы дикого типа (C57/BL6). (с) обработанные AAVrh.74.hSGCB ТА мышцы продемонстрировали значительное улучшение устойчивости к травме, вызванной сокращением, по сравнению с необработанными контрольными sgcb’/’ (P<0,01, двухсторонний дисперсионный анализ). Показано сохранение силы после 10 сокращений. *Р<0,05; **Р<0,01.In fig. 3A-3C depict that intramuscular delivery of scAAVrh.74.hSGCB corrects tetanic force and resistance to contractile injury. TA muscles of sgcb'/' mice treated with 3x10 10 gv (vector genomes) scAAVrh.74.hSGCB by IM (intramuscular) injection were collected 6 weeks after gene transfer, and the technique was used to assess tetanic force, and the eccentric contraction technique was used to assesses resistance to injury caused by contraction. (a) AAVrh.74.hSGCB-treated TA muscles showed significant improvements in both absolute tetanic force (P<0.01, paired t-test), (b) normalized specific force (P<0.05, paired t-test), which was no different from the wild type (C57/BL6) strength. (c) AAVrh.74.hSGCB-treated TA muscles showed significant improvement in resistance to contraction-induced injury compared with untreated sgcb'/' controls (P<0.01, two-way ANOVA). Strength retention is shown after 10 contractions. *P<0.05;**P<0.01.

На фиг. 4А-4С изображены результаты анализа старых мышей, обработанных внутримышечно scAAVrh.74.tMCK.hSGCB. (a) Иммунофлуоресцентное окрашивание ТА мышцы из 6-месячных обработанных мышей sgcb’/’ через 12 недель после инъекции (n=5, 5 самцов) показывает сарколемную экспрессию трансгена SGCB в количествах, составляющих в среднем 80% у инъекцированных мышей по сравнению с необработанными (n=4, 4 самца). (b) Окрашивание пикросириус красным обработанной и необработанной ТА мышцы, (с) Количественное определение коллагена, представленное в окрашенной пикросириус красным ткани, показывает значительное снижение количества коллагена после обработки с помощью rAAVrh.74.tMCK.hSGCB (P<0,0001, односторонний дисперсионный анализ). 100 мкм полоскашкала показана для х20 изображений. ****Р<0,0001.In fig. 4A-4C depict the results of analysis of aged mice treated intramuscularly with scAAVrh.74.tMCK.hSGCB. (a) Immunofluorescence staining of TA muscle from 6-month-old treated sgcb'/' mice 12 weeks post-injection (n=5, 5 males) shows sarcolemmal expression of the SGCB transgene in amounts averaging 80% in injected versus untreated mice (n=4, 4 males). (b) Picrosirius red staining of treated and untreated TA muscle, (c) Quantification of collagen presented in picrosirius red-stained tissue shows a significant reduction in collagen amount after treatment with rAAVrh.74.tMCK.hSGCB (P<0.0001, one-sided analysis of variance). The 100 µm scale bar is shown for x20 images. ****P<0.0001.

На фиг. 5А-5С изображены результаты доставки scAAVrh.74.hSGCB через сосуды. Четырехнедельные (n=5, 5 самцов) и пятинедельные (n=4, 2 самца, 2 самки) мыши с недостаточностью β-SG были обработаны вектором через бедренную артерию, чтобы доставить вектор в мышцы нижней конечности. При дозе 5x1011 гв экспрессия β-SG составляла 90,6±2,8% в ТА мышце и 91,8±4,7% в икроножной мышце обработанных мышей, что сопровождалось улучшением гистопатологии, приводя к значительному улучшению удельной силы по сравнению с необработанными животными даже следуя модели травматизма. (а) экспрессия белков (β-SG у трех репрезентативных мышей. Мышца из необработанной мыши (β-SG КО показана для сравнения в вставке (внизу справа). Показаны х20 изображения. Экспрессия в обработанных мышцах, подтвержденная вестерн-блоттингом, и показан гамма-тубулин в качестве контроля загрузки. (b) Гистопатология значительно улучшается после обработки высокой дозой. Верхние панели - обработанные ТА и икроножные мышцы. Нижние панели - необработанные недостаточные по β-SG контрольные мышцы. 100 мкм полоска-шкала показана для х 20 изображений, (с) Процент удельной силы, сохраненной в мышце ДРП (длинный разгибатель пальцев), после 10 циклов повреждения, вызванного эксцентрическим сокращением. Обработка 5х1011 гв AAVrh.74.hSGCB привела к значительному улучшению в силе, которая эквивалентна контрольной мышцы ДТ (нормальной)(Р<0,05, односторонний дисперсионный анализ). *Р<0,05.In fig. 5A-5C depict the results of vascular delivery of scAAVrh.74.hSGCB. Four-week-old (n=5, 5 males) and 5-week-old (n=4, 2 males, 2 females) β-SG-deficient mice were treated with vector via the femoral artery to deliver the vector to the muscles of the lower limb. At a dose of 5x1011 gv, β-SG expression was 90.6 ± 2.8% in the TA muscle and 91.8 ± 4.7% in the gastrocnemius muscle of treated mice, which was accompanied by improved histopathology, leading to a significant improvement in specific force compared to untreated animals even following the injury model. (a) Protein expression (β-SG in three representative mice. Muscle from an untreated (β-SG KO mouse is shown for comparison in the inset (bottom right). ×20 images are shown. Expression in treated muscle confirmed by Western blotting, and gamma is shown -tubulin as a loading control. (b) Histopathology is significantly improved after high dose treatment. Top panels are treated TA and gastrocnemius muscles. Bottom panels are untreated β-SG deficient control muscles. 100 μm scale bar is shown for x 20 images. (c) Percentage of specific force retained in the DRP (extensor digitorum longus) muscle after 10 cycles of eccentric contraction-induced injury. Treatment with 5x1011 gv AAVrh.74.hSGCB resulted in a significant improvement in strength that is equivalent to the control DT (normal) muscle. P<0.05, one-way analysis of variance) *P<0.05.

На фиг. 6А, 6В изображено снижение фиброза у обработанных ILP (изолированная перфузия конечностей) мышей β-SG КО. (а) Окрашивание пикросириус красным показывает снижение фиброза у обработанных мышей, что указывает на уменьшение отложения коллагена по сравнению с необработанными мышами sgcb-/-. (b) Количественное определение коллагена в ТА и икроножных мышцах из BL6In fig. 6A, 6B depict decreased fibrosis in ILP (isolated limb perfusion) treated β-SG KO mice. (a) Picrosirius red staining shows decreased fibrosis in treated mice, indicating decreased collagen deposition compared to untreated sgcb −/− mice. (b) Quantification of collagen in TA and gastrocnemius muscles from BL6

- 6 044609- 6 044609

ДТ, необработанных мышей sgcb-/- и обработанных мышей подтверждает снижение количества коллагена у обработанных мышей (Р<0,001, односторонний дисперсионный анализ). 100 мкм полоска-шкала показана для х20 изображений. ***Р<0,001.WT, untreated sgcb −/ − mice, and treated mice confirmed the reduction in collagen amount in treated mice (P < 0.001, one-way ANOVA). The 100 µm scale bar is shown for x20 images. ***P<0.001.

На фиг. 7А и 7В изображено векторное биораспределение и экспрессия белка. (а) Гистограмма среднего распределения вектора в тканях, собранных у обработанных ILP мышей, приведенное в копиях транскрипта на микрограмм ДНК, добавленного в qPCR. Обрабатывали левую конечность. (b) С помощью вестерн-блоттинга не наблюдается экспрессии белка в органах не мишенях.In fig. 7A and 7B depict the vectorial biodistribution and expression of the protein. (a) Histogram of average vector distribution in tissues collected from ILP-treated mice, reported in copies of transcript per microgram of DNA added to qPCR. The left limb was treated. (b) No protein expression is observed in non-target organs by Western blotting.

На фиг. 8A-D изображена гистологическая и функциональая недостаточность у мышей sgcb-/- в 7месячном возрасте. Трехкрасочное окрашивание в диафрагме (А) и сердце (С) мышей SGCB’/’ демонстрирует обширный фиброз (красный). Сила, производимая диафрагмой, значительно уменьшается в диафрагме (В), и также уменьшается фракция сердечного выброса у мышей sgcb-/- (D).In fig. 8A-D depict histological and functional deficits in sgcb -/- mice at 7 months of age. Tricolor staining in the diaphragm (A) and heart (C) of SGCB'/' mice shows extensive fibrosis (red). The force produced by the diaphragm is significantly reduced in the diaphragm (B), and cardiac ejection fraction is also reduced in sgcb −/− mice (D).

На фиг. 9 представлена схема терапевтической трансгенной кассеты с β-саркогликаном. Самокомплементарный AAV вектор, содержащий кодон-оптимизированный ген β-саркогликана человека (hSGCB). Экспрессией управляет специфичный для мышц промотор MHCK7. Кассета также содержит химерный интрон для усиления процессинга и сигнал полиаденилирования для стабильности.In fig. Figure 9 shows a diagram of a β-sarcoglycan therapeutic transgene cassette. Self-complementary AAV vector containing the codon-optimized human β-sarcoglycan gene (hSGCB). Expression is driven by the muscle-specific MHCK7 promoter. The cassette also contains a chimeric intron to enhance processing and a polyadenylation signal for stability.

На фиг. 10 изображено иммунофлуоресцентное окрашивание β-саркогликана в различных скелетных мышцах, которое демонстрирует устойчивую экспрессию с редкими отрицательными волокнами после 1, 4 или 6 месяцев лечения (показано 1 месяц).In fig. 10 depicts immunofluorescent staining of β-sarcoglycan in various skeletal muscles, which shows robust expression with occasional negative fibers after 1, 4, or 6 months of treatment (1 month shown).

На фиг. 11 изображено иммунофлуоресцентное окрашивание β-саркогликана в диафрагме и серце, которое демонстрирует устойчивую экспрессию с редкими отрицательными волокнами после 1, 4 или 6 месяцев лечения (показано 1 месяц).In fig. Figure 11 shows β-sarcoglycan immunofluorescence staining in the diaphragm and heart, which shows robust expression with sparse negative fibers after 1, 4, or 6 months of treatment (1 month shown).

На фиг. 12A-D изображено восстановление экспрессии SGCB после внутривенной доставки scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB. (a) Кассета scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB. (b) Иммунофлюоресцентная визуализация через 6 месяцев после инъекции скелетных мышц, диафрагмы и сердца у мышей sgcb-/-, инъецированных внутривенно общей дозой le12 гв scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB. Репрезентативные изображения скелетных мышц, показывающие в среднем 98,13±0,31% трансдукции. Показаны 20х изображения. Репрезентативные изображения сердечной ткани, демонстрирующие высокие уровни экспрессии трансгена hSGCB. Показаны 10х изображения. (в) Вестерн-блоттинг всех мышц из одной обработанной мыши sgcb /’подтверждающий экспрессию трансгена hSGCB. (d) Вестерн-блоттинг на экспрессию hSGCB в сердцах пяти обработанных мышей sgcb-/- с количественной оценкой плотности, показывающий сверхэкспрессию hSGCB вплоть до 72,0% уровней BL6 ДТ.In fig. 12A-D depict restoration of SGCB expression following intravenous delivery of scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB. (a) Cassette scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB. (b) Immunofluorescence imaging 6 months after injection of skeletal muscle, diaphragm, and heart in sgcb −/− mice injected intravenously with a total dose of le12 gv scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB. Representative images of skeletal muscle showing an average of 98.13±0.31% transduction. 20x images shown. Representative images of cardiac tissue showing high levels of hSGCB transgene expression. 10x images shown. (c) Western blot of all muscles from one sgcb-treated mouse. /’confirming the expression of the hSGCB transgene. (d) Western blot analysis of hSGCB expression in the hearts of five sgcb-treated mice.-/- with density quantification showing hSGCB overexpression up to 72.0% of BL6 WT levels.

На фиг. 13A-D изображен эффект системного лечения с помощью scAAVrh74.MHCK7.hSGCB на мышечную патологию. (а) Гематоксилиновое и эозиновое окрашивание диафрагмы и мышцы QUAD мышей C57BL/6 ДТ, sgcb-/- и обработанных scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB, показывающее нормализованную гистопатологию. (б) Количественная оценка уменьшения центрально нуклеированных волокон в мышцах у обработанных sgcb-/- по сравнению с необработанными sgcb’/’ (ТА, GAS, GLUT, диафрагма, р<0,0001) (QUAD, PSOAS, TRI, р<0,05). (с) Нормализация распределения волокон в GAS, PSOAS и TRI, и (d) увеличение среднего размера волокна в обработанных мышцах по сравнению с необработанными мышцами sgcb’/’ (p<0,001) (односторонний дисперсионный анализ) (n=5 на группу).In fig. 13A-D depict the effect of systemic treatment with scAAVrh74.MHCK7.hSGCB on muscle pathology. (a) Hematoxylin and eosin staining of the diaphragm and QUAD muscle of C57BL/6 WT, sgcb / and scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB-treated mice showing normalized histopathology. (b) Quantification of the reduction in centrally nucleated fibers in muscles of treated sgcb - / - compared to untreated sgcb'/' (TA, GAS, GLUT, diaphragm, p < 0.0001) (QUAD, PSOAS, TRI, p < 0 .05). (c) Normalization of fiber distribution in GAS, PSOAS and TRI, and (d) increase in mean fiber size in treated muscles compared to untreated sgcb'/' muscles (p<0.001) (one-way ANOVA) (n=5 per group) .

На фиг. 14А и 14В изображено уменьшение отложения коллагена у внутривенно обработанных мышей (β-SG КО. (а) Окрашивание пикросириус красным показало снижение фиброза у обработанных мышей, как показано уменьшением отложения коллагена в диафрагме и GAS по сравнению с необработанными мышами sgcb-/-. (b) Количественное определение уровней коллагена в мышцах диафрагмы и GAS у мышей C57BL/6 ДТ (n=4), необработанных мышей sgcb-/- (n=4), и обработанных мышей sgcb-/(n=5) подтверждает снижение уровней коллагена в обеих обработанных мышцах (р <0,0001, односторонний дисперсионный анализ). Полоска масштаба 100 мкм показана для изображений 20х.In fig. 14A and 14B depict decreased collagen deposition in intravenously treated mice (β-SG KO. (a) Picrosirius red staining showed decreased fibrosis in treated mice, as shown by decreased collagen deposition in the diaphragm and GAS compared to untreated sgcb -/- mice. ( b) Quantification of collagen levels in diaphragm and GAS muscles in C57BL/6 WT mice (n=4), untreated sgcb -/- mice (n=4), and treated sgcb -/ mice (n=5) confirms decreased collagen levels in both treated muscles (p < 0.0001, one-way ANOVA) 100 µm scale bar shown for 20x images.

На фиг. 15 изображено, что доставка scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB через хвостовую вену мышам sgcb’/’полностью восстанавливает силу в диафрагме после 6 месяцев лечения (введение IV (1е12гв)). Мышечные полосы диафрагмы собирали у обработанных и контрольных мышей SGCB’/’ и мышей ДТ, и подвергали измерениям силы; лечение восстанавливало силу до уровней ДТ.In fig. 15 depicts that delivery of scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB via the tail vein to sgcb' / 'mice completely restores strength in the diaphragm after 6 months of treatment (IV administration (1e12gv)). Diaphragm muscle strips were collected from treated and control SGCB'/' and WT mice and subjected to force measurements; treatment restored strength to DT levels.

На фиг. 16 показана схема rAAV вектора scAACrh.74.CMV.miR29c и нуклеотидная последовательность miR-29c в природном каркасе miR-30.In fig. 16 shows a diagram of the rAAV vector scAACrh.74.CMV.miR29c and the nucleotide sequence of miR-29c in the natural miR-30 scaffold.

На фиг. 17 изображено, что после 3 месяцев лечения с помощью AAVrh.74.CMV.miR29C мышцы ТА собирали у обработанных и контрольных мышей SGCB-/- и мышей ДТ, и анализировали на фиброз (количества коллагена) (n=5 в группе). Используя окрашивание сириус красным и количественную оценку, наблюдали снижение количеств коллагена после лечения (см. фиг. 18). Результаты показали, что количества транскриптов Col1A, Col3A и Fbn нормализировались, а размер мышечных волокон увеличился.In fig. 17 depicts that after 3 months of treatment with AAVrh.74.CMV.miR29C, TA muscles were collected from treated and control SGCB -/- mice and WT mice, and analyzed for fibrosis (collagen amounts) (n=5 per group). Using Sirius Red staining and quantification, a decrease in collagen amounts was observed after treatment (see FIG. 18). The results showed that the amounts of Col1A, Col3A and Fbn transcripts were normalized and muscle fiber size increased.

На фиг. 18 изображены репрезентативные изображения отсканированных полных срезов необработанных и обработанных с помощью AAVrh.74.CMV.miR29C передних большеберцовых мышц, окрашенных сириус красным, который окрашивает коллаген 1 и 3. Количественная оценка изображена наIn fig. Figure 18 shows representative images of scanned whole sections of untreated and AAVrh.74.CMV.miR29C-treated tibialis anterior muscles stained with Sirius Red, which stains collagen 1 and 3. Quantification is depicted in

- 7 044609 фиг. 17.- 7 044609 fig. 17.

На фиг. 19А и 19В изображена коррекция кифосколиза в грудном отделе позвоночника, (а) Кифосколиоз у мышей sgcb-/- как обнаружено рентгенографией. (b) Бал кифотического индекса (KI) мышей sgcb-/- (3,69) является низким по сравнению с C57BL/6 ДТ (6,01) (р<0,01), но увеличивается после лечения scAAVrh.74 .MHCK7.hSGCB (5,39) (р<0,05 по сравнению с sgcb-/-) (односторонний дисперсионный анализ) (n=6 в группе).In fig. 19A and 19B depict correction of kyphoscoliosis in the thoracic spine, (a) Kyphoscoliosis in sgcb −/− mice as detected by radiography. (b) Kyphotic index (KI) score of sgcb -/- mice (3.69) is low compared to C57BL/6 WT (6.01) (p < 0.01), but increases after scAAVrh.74 .MHCK7 treatment .hSGCB (5.39) (p<0.05 vs. sgcb - / - ) (one-way ANOVA) (n=6 per group).

На фиг. 20A-D изображена оценка кардиомиопатии в сердечной мышце. (а) Покраска гематоксилином-эозином и пикросириус красным сердец 7-месячных BL6 ДТ, sgcb-- и обработанных AAV.MHCK7.hSGCB sgcb- - через 6 месяцев после лечения показывает дистрофию миокарда в необработанных мышцах ssgcb- - и улучшение после лечение. (b) ЯМР анализ сердца, показывающий уменьшение ударного объема сердец sgcb-/- (p<0,01), минутного объема сердца и фракции выброса (р<0,05) (односторонний дисперсионный анализ), и улучшение через 6 месяцев после лечения (n=6 на группу). (с) Вестерн-блоттинг двух сердец C57BL/6 ДТ, двух сердец sgcb-- и пяти обработанных с помощью AAV.MHCK7.hSGCB сердец sgcb--, показывающий снижение количества сердечного тропонина I у больных мышей. (d) Денситометрическая количественная оценка, показывающая снижение сердечного тропонина I (cTrpI) до 60,38% по сравнению с количествами у BL6 ДТ, и сверхэкспрессия вплоть до 135,8% по сравнению с количествами BL6 ДТ.In fig. 20A-D depict the assessment of cardiomyopathy in cardiac muscle. (a) Hematoxylin-eosin and picrosirius red staining of 7-month-old BL6 WT, sgcb-- and AAV.MHCK7.hSGCB sgcb-- treated hearts 6 months after treatment shows myocardial degeneration in untreated ssgcb-- muscles and improvement after treatment. (b) Cardiac MRI analysis showing reduction in stroke volume of sgcb - / - hearts (p<0.01), cardiac output and ejection fraction (p<0.05) (one-way ANOVA), and improvement 6 months after treatment (n=6 per group). (c) Western blot analysis of two C57BL/6 WT hearts, two sgcb-- hearts, and five AAV.MHCK7.hSGCB-treated sgcb-- hearts showing decreased amounts of cardiac troponin I in diseased mice. (d) Densitometric quantification showing reduction in cardiac troponin I (cTrpI) up to 60.38% compared to amounts in BL6 WT, and overexpression up to 135.8% compared to amounts in BL6 WT.

На фиг. 21А-В изображены исправление функции диафрагмы и увеличенная активность в клетке с открытым пространством. (а) Мышечные полоски диафрагмы собирали для измерения силы и сопротивления усталости у мышей BL6 ДТ (n=5), мышей sgcb- - (n=4) и обработанных AAV.MHCK7. hSGCB sgcb- (n=5), все в возрасте 7 месяцев. Шесть месяцев лечения восстановили силу до уровней ДТ (р<0,01 по сравнению с sgcb-/-) и улучшили устойчивость к усталости. (b) Общая способность к передвижению в плоскостях x и у значительно снижается у мышей sgcb-/- (p<0,0001) и немного улучшена у мышей, обработанных МСНК7 (р<0,05). Вертикальная активность, в виде передвижения на задних конечностях, также снижалась у мышей sgcb-/- (p<0,01) и значительно увеличивалась у мышей, обработанных МСНК7 (р<0,05) (односторонний дисперсионный анализ) (n=6 в группе).In fig. 21A-B depict corrected diaphragm function and increased activity in an open space cage. (a) Diaphragm muscle strips were collected to measure strength and fatigue resistance in BL6 WT mice (n=5), sgcb− mice (n=4), and AAV.MHCK7-treated mice. hSGCB sgcb- (n=5), all at 7 months of age. Six months of treatment restored strength to WT levels (p<0.01 vs. sgcb - / - ) and improved resistance to fatigue. (b) Overall locomotion ability in the x- and y-planes is significantly reduced in sgcb / mice (p < 0.0001) and slightly improved in MSNK7-treated mice (p < 0.05). Vertical activity, in the form of hindlimb locomotion, was also decreased in sgcb -/- mice (p < 0.01) and significantly increased in MSNK7-treated mice (p < 0.05) (one-way ANOVA) (n = 6 in group).

На фиг. 22А, В изображен анализ биораспределения и анализа экспрессии трансгена вне мишени системной доставки scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB. (а) Гистограмма распределения среднего количества копий гв транскрипта на микрограмм ДНК, добавленной в реакцию кПЦР в различных тканях из двух мышей sgcb-/- после IV (внутривенной) доставки scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB при общей дозе 1e12 гв. (b) Биораспределение согласно вестерн-блоттингу в мышцах и органах из мышей sgcb-/-, систематически инъецированных scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB, указывает на отсутствие экспрессии трансгена hSGCB в любых не-мышечных образцах.In fig. 22A, B depicts biodistribution and off-target expression analysis of the scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB systemic delivery transgene. (a) Histogram of the distribution of the average number of gv transcript copies per microgram of DNA added to the qPCR reaction in various tissues from two sgcb −/− mice after IV (intravenous) delivery of scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB at a total dose of 1e12 gv. (b) Western blot biodistribution in muscles and organs from sgcb −/− mice systemically injected with scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB indicates a lack of hSGCB transgene expression in any non-muscle samples.

Подробное описание сущности изобретенияDetailed description of the invention

Данное изобретение основано на обнаружении того, что введение AAV вектора, содержащего полинуклеотид, экспрессирующий β-саркогликан, приводит к уменьшению или полному обращению вспять мышечного фиброза в животной мышиной модели мышечной дистрофии лимба-пояса. Как показано в Примерах, введение AAV вектора, описанного в данном документе, приводило к обращению вспять признаков дистрофии, включающих в себя меньшее количество редуцированных волокон, уменьшенное воспаление и улучшение функционального восстановления путем защиты от эксцентрического сокращения с увеличенным производством силы.This invention is based on the discovery that administration of an AAV vector containing a β-sarcoglycan expressing polynucleotide results in a reduction or complete reversal of muscle fibrosis in an animal mouse model of limbal girdle muscular dystrophy. As shown in the Examples, administration of the AAV vector described herein resulted in a reversal of signs of degeneration including fewer reduced fibers, reduced inflammation, and improved functional recovery by protecting against eccentric contraction with increased force production.

Как применяется в данном документе, термин AAV является стандартной аббревиатурой для аденоассоциированного вируса. Аденоассоциированный вирус представляет собой одноцепочечный ДНК парвовирус, который размножается только в клетках, в которых определенные функции обеспечиваются ко-инфицирующим вспомогательным вирусом. В настоящее время существует тринадцать серотипов AAV, которые были охарактеризованы. Общую информацию и обзоры по AAV можно найти, например, в Carter, 1989, Handbook of Parvoviruses, Vol. 1, pp. 169-228, и Berns, 1990, Virology, pp. 1743-1764, Raven Press, (New York). Однако нет сомнений, что эти же принципы будут применимы к дополнительным серотипам AAV, поскольку хорошо известно, что различные серотипы довольно тесно связаны как структурно, так и функционально даже на генетическом уровне. (См., например, Blacklowe, 1988, pp. 165-174 of Parvoviruses and Human Disease, J. R. Pattison, ed.; и Rose, Comprehensive Virology 3:1-61 (1974)). Например, все серотипы AAV, по-видимому, обладают очень сходными свойствами репликации, опосредованными гомологичными генами rep; и все они имеют три родственных капсидных белка, таких как те, которые экспрессируются в AAV2. Степень родства дополнительно предсказывается с помощью гетеродуплексного анализа, который показывает обширную кросс-гибридизацию между серотипами по всей длине генома; и наличие аналогичных самоотжигающихся сегментов на концах, которые соответствуют последовательностям инвертированного концевого повтора (ITR). Подобные закономерности инфекционности также предполагают, что функции репликации в каждом серотипе находятся под одинаковым регуляторным контролем.As used herein, the term AAV is the standard abbreviation for adeno-associated virus. Adeno-associated virus is a single-stranded DNA parvovirus that replicates only in cells in which certain functions are provided by a co-infecting helper virus. There are currently thirteen AAV serotypes that have been characterized. General information and reviews on AAV can be found, for example, in Carter, 1989, Handbook of Parvoviruses, Vol. 1, pp. 169-228, and Berns, 1990, Virology, pp. 1743-1764, Raven Press, (New York). However, there is no doubt that these same principles will apply to additional AAV serotypes, since it is well known that the various serotypes are quite closely related both structurally and functionally, even at the genetic level. (See, for example, Blacklowe, 1988, pp. 165-174 of Parvoviruses and Human Disease, J. R. Pattison, ed.; and Rose, Comprehensive Virology 3:1-61 (1974)). For example, all AAV serotypes appear to have very similar replication properties mediated by homologous rep genes; and all have three related capsid proteins such as those expressed in AAV2. The degree of relatedness is further predicted by heteroduplex analysis, which shows extensive cross-hybridization between serotypes along the entire length of the genome; and the presence of similar self-annealing segments at the ends that correspond to inverted terminal repeat (ITR) sequences. Similar patterns of infectivity also suggest that replication functions in each serotype are under similar regulatory control.

Вектор AAV, как применяется в данном документе, относится к вектору, содержащему один или большее количество представляющих интерес полинуклеотидов (или трансгенов), которые фланкированы последовательностями концевого повтора AAV (ITR). Такие векторы AAV могут быть реплицирова- 8 044609 ны и упакованы в инфекционные вирусные частицы, когда они присутствуют в клетке-хозяине, которая была трансфицирована вектором, кодирующим и экспрессирующим продукты генов rep и cap.An AAV vector, as used herein, refers to a vector containing one or more polynucleotides of interest (or transgenes) that are flanked by AAV terminal repeat (ITR) sequences. Such AAV vectors can be replicated and packaged into infectious viral particles when present in a host cell that has been transfected with a vector encoding and expressing the rep and cap gene products.

Вирион AAV или вирусная частица AAV или векторная частица AAV относится к вирусной частице, состоящей из по меньшей мере одного капсидного белка AAV и инкапсидированного полинуклеотидного вектора AAV. Если частица содержит гетерологичный полинуклеотид (то есть полинуклеотид, отличный от генома AAV дикого типа, такой как трансген, который должен быть доставлен в клетку млекопитающего), его обычно называют векторная частица AAV или просто AAV вектор. Таким образом, продуцирование векторной частицы AAV обязательно включает в себя получения вектора AAV, поскольку такой вектор содержится в векторной частице AAV. AAVAn AAV virion or AAV viral particle or AAV vector particle refers to a viral particle consisting of at least one AAV capsid protein and an encapsidated AAV polynucleotide vector. If the particle contains a heterologous polynucleotide (that is, a polynucleotide different from the wild-type AAV genome, such as a transgene that is to be delivered into a mammalian cell), it is commonly referred to as an AAV vector particle or simply an AAV vector. Thus, producing an AAV vector particle necessarily involves producing an AAV vector, since such a vector is contained in the AAV vector particle. AAV

Рекомбинантные геномы AAV согласно данному изобретению содержат молекулу нуклеиновой кислоты согласно данному изобретению, и один или большее количество ITR AAV, фланкирующих молекулу нуклеиновой кислоты. ДНК AAV в геномах rAAV может быть из любого серотипа AAV, для которого может быть получен рекомбинантный вирус, включая, но не ограничиваясь лишь этими серотипами AAV: AAV-1, AAV-2, AAV-3, AAV-4, AAV-5, AAV-6, AAV-7, AAV-8, AAV-9, AAV-10, AAV-11, AAV12, AAV-13 и AAV rh.74. Получение псевдотипированного rAAV описано, например, в WO 01/83692. Также рассматриваются другие типы вариантов rAAV, например, rAAV с мутациями капсида. См., например, Marsic et al., Molecular Therapy, 22 (11): 1900-1909 (2014). Как отмечено в разделе Уровень техники выше, нуклеотидные последовательности геномов различных серотипов AAV известны в данной области техники. Для способствования специфической для скелетных мышц экспрессии могут применяться AAV1, AAV5, AAV6, AAV8 или AAV9.Recombinant AAV genomes of the present invention contain a nucleic acid molecule of the present invention, and one or more AAV ITRs flanking the nucleic acid molecule. The AAV DNA in rAAV genomes can be from any AAV serotype for which a recombinant virus can be produced, including but not limited to these AAV serotypes: AAV-1, AAV-2, AAV-3, AAV-4, AAV-5, AAV-6, AAV-7, AAV-8, AAV-9, AAV-10, AAV-11, AAV12, AAV-13 and AAV rh.74. The production of pseudotyped rAAV is described, for example, in WO 01/83692. Other types of rAAV variants, such as rAAVs with capsid mutations, are also being considered. See, for example, Marsic et al., Molecular Therapy, 22 (11): 1900-1909 (2014). As noted in the Background Art section above, the nucleotide sequences of the genomes of various AAV serotypes are known in the art. AAV1, AAV5, AAV6, AAV8 or AAV9 can be used to promote skeletal muscle-specific expression.

ДНК-плазмиды согласно данному изобретению содержат геномы rAAV. ДНК-плазмиды переносят в клетки, пригодные для инфицирования вспомогательным для AAV вирусом (например, аденовирусом, аденовирусом с удаленным Е1, или вирусом герпеса) для упаковки генома rAAV в инфекционные вирусные частицы. Методы получения частиц rAAV, в которых в клетку вводят геном AAV, который должен быть упакован, гены rep и cap, и вспомогательные вирусные функции, являются стандартными в данной области техники. Получение rAAV требует, чтобы в одной клетке (обозначенная в данном документе как упаковывающая клетка) присутствовали следующие компоненты: геном rAAV, отделенные от (т.е. не в) генома rAAV rep и cap гены AAV, и функции вспомогательного вируса. Гены rep и cap AAV могут быть из любого серотипа AAV, для которого может быть получен рекомбинантный вирус, и могут быть из серотипа AAV, который отличается от серотипа ITR генома rAAV, включая, но не ограничиваясь лишь этими серотипами AAV: AAV-1, AAV-2, AAV-3, AAV-4, AAV-5, AAV-6, AAV-7, AAV-8, AAV-9, AAV10, AAV-11, AAV-12, AAV-13 и AAV rh.74. Получение псевдотипированного rAAV описано, например, в WO 01/83692, который включен в данный документ посредством ссылки в полном объеме.The DNA plasmids of the present invention contain rAAV genomes. DNA plasmids are transferred into cells suitable for infection with an AAV helper virus (eg, adenovirus, E1-deleted adenovirus, or herpes virus) to package the rAAV genome into infectious virus particles. Methods for producing rAAV particles, in which the AAV genome is introduced into a cell to be packaged, rep and cap genes, and accessory viral functions, are standard in the art. Production of rAAV requires that the following components be present in a single cell (referred to herein as a packaging cell): the rAAV genome, separated from (ie, not in) the rAAV genome, the AAV rep and cap genes, and helper virus functions. The AAV rep and cap genes can be from any AAV serotype for which a recombinant virus can be produced, and can be from an AAV serotype that is different from the ITR serotype of the rAAV genome, including but not limited to these AAV serotypes: AAV-1, AAV -2, AAV-3, AAV-4, AAV-5, AAV-6, AAV-7, AAV-8, AAV-9, AAV10, AAV-11, AAV-12, AAV-13 and AAV rh.74. The production of pseudotyped rAAV is described, for example, in WO 01/83692, which is incorporated herein by reference in its entirety.

Способ получения упаковывающей клетки заключается в создании клеточной линии, которая стабильно экспрессирует все необходимые компоненты для продуцирования частиц AAV. Например, плазмида (или несколько плазмид), содержащая геном rAAV без генов rep и cap AAV, гены rep и cap AAV, отделенные от генома rAAV, и маркер селекции, такой как ген устойчивости к неомицину, интегрированы в геном клетки. Геномы AAV были введены в бактериальные плазмиды с помощью таких процедур, как приделывание GC (Samulski et al., 1982, Proc. Natl. Acad. S6. USA, 79:2077-2081), добавление синтетических линкеров, содержащих сайты расщепления эндонуклеазами рестрикции (Laughlin et al., 1983, Gene, 23:65-73) или прямым лигированием тупых концов (Senapathy & Carter, 1984, J. Biol. Chem., 259:4661-4666). Упаковывающая клеточная линия затем заражается вспомогательным вирусом, таким как аденовирус. Преимущества этого метода заключаются в том, что клетки можно отбирать, и они подходят для крупномасштабного производства rAAV. Другие примеры подходящих способов задействуют аденовирус или бакуловирус, а не плазмиды, для введения геномов rAAV и/или генов rep и cap в упаковывающие клетки.The method for producing a packaging cell is to create a cell line that stably expresses all the necessary components for the production of AAV particles. For example, a plasmid (or multiple plasmids) containing the rAAV genome without the AAV rep and cap genes, the AAV rep and cap genes separated from the rAAV genome, and a selection marker such as a neomycin resistance gene are integrated into the genome of the cell. AAV genomes have been introduced into bacterial plasmids using procedures such as GC attachment (Samulski et al., 1982, Proc. Natl. Acad. S6. USA, 79:2077-2081), the addition of synthetic linkers containing restriction endonuclease cleavage sites ( Laughlin et al., 1983, Gene, 23:65-73) or direct blunt end ligation (Senapathy & Carter, 1984, J. Biol. Chem., 259:4661-4666). The packaging cell line is then infected with a helper virus such as an adenovirus. The advantages of this method are that cells can be selected and are suitable for large-scale production of rAAV. Other examples of suitable methods utilize adenovirus or baculovirus, rather than plasmids, to introduce rAAV genomes and/or rep and cap genes into packaging cells.

Общие принципы получения rAAV рассмотрены, например, Carter, 1992, Current Opinions in Biotechnology, 1533-539; и Muzyczka, 1992, Curr. Topics in Microbial. and Immunol., 158:97-129). Различные подходы описаны в Ratschin et al., Mol. Cell. Biol. 4:2072 (1984); Hermonat et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81:6466 (1984); Tratschin et al., Mol. Cell. Biol. 5:3251 (1985); McLaughlin et al., J. Virol., 62:1963 (1988); и Lebkowski et al., 1988 Mol. Cell. Biol., 7:349 (1988). Samulski et al. (1989, J. Virol., 63:3822-3828); патенте США № 5173414; WO 95/13365 и соответствующем патенте США № 5658776; WO 95/13392; WO 96/17947; PCT/US98/18600; WO 97/09441 (PCT/US96/14423); WO 97/08298 (PCT/US96/13872); WO 97/21825 (PCT/US96/20777); WO 97/06243 (PCT/FR96/01064); WO 99/11764; Perrin et al. (1995) Vaccine 13:1244-1250; Paul et al. (1993) Human Gene Therapy 4:609-615; Clark et al. (1996) Gene Therapy 3:11241132; патенте США № 5786211; патенте США № 5871982; и патенте США № 6258595. Вышеупомянутые документы тем самым включены в данный документ посредством ссылки в полном объеме, с уделением особого внимания тем разделам документов, которые касаются получения rAAV.General principles for the production of rAAV are discussed, for example, Carter, 1992, Current Opinions in Biotechnology, 1533-539; and Muzyczka, 1992, Curr. Topics in Microbial. and Immunol., 158:97-129). Various approaches are described in Ratschin et al., Mol. Cell. Biol. 4:2072 (1984); Hermonat et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81:6466 (1984); Tratschin et al., Mol. Cell. Biol. 5:3251 (1985); McLaughlin et al., J. Virol., 62:1963 (1988); and Lebkowski et al., 1988 Mol. Cell. Biol., 7:349 (1988). Samulski et al. (1989, J. Virol., 63:3822-3828); US Patent No. 5173414; WO 95/13365 and related US Patent No. 5658776; WO 95/13392; WO 96/17947; PCT/US98/18600; WO 97/09441 (PCT/US96/14423); WO 97/08298 (PCT/US96/13872); WO 97/21825 (PCT/US96/20777); WO 97/06243 (PCT/FR96/01064); WO 99/11764; Perrin et al. (1995) Vaccine 13:1244-1250; Paul et al. (1993) Human Gene Therapy 4:609-615; Clark et al. (1996) Gene Therapy 3:11241132; US Patent No. 5786211; US Patent No. 5871982; and US Pat. No. 6,258,595. The foregoing documents are hereby incorporated herein by reference in their entirety, with particular reference to those portions of the documents that relate to the production of rAAV.

Таким образом, согласно изобретению предложены упаковывающие клетки, которые продуцируют инфекционный rAAV. В одном варианте осуществления, упаковывающие клетки могут быть стабильно трансформированными раковыми клетками, такими как клетки HeLa, клетки 293 и клетки PerC.6 (родственная линия 293). В другом варианте осуществления, упаковывающие клетки представляют собой клет- 9 044609 ки, которые не являются трансформированными раковыми клетками, такими как клетки небольшого числа пассажей 293 (клетки почки плода человека, трансформированные Е1 аденовируса), клетки MRC-5 (фибробласты плода человека), клетки WI-38 (фибробласты плода человека), клетки Vero (клетки почки обезьяны) и клетки FRhL-2 (клетки легкого плода макака резус).Thus, the invention provides packaging cells that produce infectious rAAV. In one embodiment, the packaging cells may be stably transformed cancer cells such as HeLa cells, 293 cells, and PerC.6 cells (293 related lineage). In another embodiment, the packaging cells are cells that are not transformed cancer cells, such as low passage number 293 cells (human fetal kidney cells transformed with adenovirus E1), MRC-5 cells (human fetal fibroblasts), WI-38 cells (human fetal fibroblasts), Vero cells (monkey kidney cells) and FRhL-2 cells (fetal rhesus lung cells).

Рекомбинантные AAV (то есть инфекционные инкапсулированные частицы rAAV) согласно данному изобретению содержат геном rAAV. Варианты осуществления включают в себя, но не ограничиваются лишь этими: rAAV обозначенный как pAAV.MHCK7.hSCGB, который содержит полинуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 3; и pAAV.tMCK.hSCGB, который содержит полинуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 5.Recombinant AAVs (ie, infectious encapsulated rAAV particles) according to the present invention contain the rAAV genome. Embodiments include, but are not limited to: rAAV designated pAAV.MHCK7.hSCGB, which contains the polynucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3; and pAAV.tMCK.hSCGB, which contains the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 5.

rAAV может быть очищен стандартными способами данной области техники, такими как колоночная хроматография или градиенты хлорида цезия. Способы очистки векторов rAAV от хелперного вируса известны в данной области техники и включают в себя способы, описанные, например, в Clark et al., Hum. Gene Ther., 10(6): 1031-1039 (1999); Schenpp and Clark, Methods Mol. Med., 69 427-443 (2002); патенте США № 6566118 WO 98/09657.rAAV can be purified by standard methods in the art, such as column chromatography or cesium chloride gradients. Methods for purifying rAAV vectors from helper virus are known in the art and include those described, for example, in Clark et al., Hum. Gene Ther., 10(6): 1031-1039 (1999); Schenpp and Clark, Methods Mol. Med., 69 427-443 (2002); US patent No. 6566118 WO 98/09657.

В другом варианте осуществления, в изобретении рассматриваются композиции, содержащие rAAV согласно данному изобретению. Композиции, описанные в данном документе, включают в себя rAAV в фармацевтически приемлемом носителе. Композиции могут также содержать другие ингредиенты, такие как разбавители и адъюванты. Приемлемые носители, разбавители и адъюванты являются нетоксичными для реципиентов и предпочтительно являются инертными в используемых дозах и концентрациях и включают в себя: буферы, такие как фосфатный, цитратный, или на основе других органических кислот; антиоксиданты, такие как аскорбиновая кислота; полипептиды с низкой молекулярной массой; белки, такие как сывороточный альбумин, желатин или иммуноглобулины; гидрофильные полимеры, такие как поливинилпирролидон; аминокислоты, такие как глицин, глутамин, аспарагин, аргинин или лизин; моносахариды, дисахариды и другие углеводы, включающие глюкозу, маннозу или декстрины; хелатирующие агенты, такие как ЭДТА; сахарные спирты, такие как маннит или сорбит; солеобразующие противоионы, такие как натрий; и/или неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как Tween, плюроники или полиэтиленгликоль (ПЭГ).In another embodiment, the invention provides compositions containing rAAV according to this invention. The compositions described herein include rAAV in a pharmaceutically acceptable carrier. The compositions may also contain other ingredients such as diluents and adjuvants. Acceptable carriers, diluents and adjuvants are non-toxic to recipients and are preferably inert in the doses and concentrations used and include: buffers such as phosphate, citrate, or other organic acids; antioxidants such as ascorbic acid; low molecular weight polypeptides; proteins such as serum albumin, gelatin or immunoglobulins; hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone; amino acids such as glycine, glutamine, asparagine, arginine or lysine; monosaccharides, disaccharides and other carbohydrates including glucose, mannose or dextrins; chelating agents such as EDTA; sugar alcohols such as mannitol or sorbitol; salt-forming counterions such as sodium; and/or nonionic surfactants such as Tween, Pluronics, or polyethylene glycol (PEG).

Титры rAAV, которые будут вводить в способах согласно данному изобретению, будут варьировать в зависимости, например, от конкретного rAAV, способа введения, цели лечения, индивида и типа(-ов) клеток, которые будут мишенями, и могут быть определены посредством способов данной области техники. Титры rAAV могут находиться в диапазоне или от около 1x106, около 1х107, около 1х108, около 1х109, около 1х1010, около 1x1011, около 1х1012, около 1х1013 до около 1х1014 или больше устойчивых к ДНКазам частиц (DRP) в мл. Дозировки могут также выражаться в единицах геномов вируса (гв).The titers of rAAV that will be administered in the methods of this invention will vary depending, for example, on the specific rAAV, the route of administration, the purpose of treatment, the individual and cell type(s) that will be targeted, and can be determined by methods in the art technology. rAAV titers can range from about 1x106, about 1x107 , about 1x108, about 1x109 , about 1x1010 , about 1x1011 , about 1x1012 , about 1x1013 to about 1x1014 or more DNase-resistant particles (DRPs) in ml. Dosages may also be expressed in viral genome units (vv).

В изобретении рассматриваются способы трансдукции клетки-мишени с помощью rAAV, in vivo или in vitro. Способы in vivo включают в себя стадию введения эффективной дозы или эффективных многократных доз композиции, содержащей rAAV согласно данному изобретению, животному (включая человека), нуждающемуся в этом. Если дозу вводят до развития нарушения/заболевания, введение является профилактическим. Если доза вводится после развития нарушения/заболевания, введение является терапевтическим. В вариантах осуществления изобретения, эффективная доза представляет собой дозу, которая облегчает (устраняет или уменьшает) по меньшей мере один симптом, связанный с состоянием нарушения/заболевания, которое лечат, что замедляет или предотвращает прогрессирование до состояния нарушения/заболевания, которое замедляет или предотвращает прогрессирование состояния нарушения/заболевания, которое уменьшает степень болезни, что приводит к ремиссии (частичной или полной) заболевания и/или продлевает выживание. Мышечная дистрофия, такая как мышечная дистрофия лимба-пояса представляет собой пример заболевания, которое рассматривается как пригодное для профилактики или лечения способами согласно данному изобретению.The invention provides methods for transducing a target cell with rAAV, in vivo or in vitro. The in vivo methods include the step of administering an effective dose or multiple effective doses of a composition containing rAAV according to the present invention to an animal (including a human) in need thereof. If the dose is administered before the development of the disorder/disease, the administration is prophylactic. If the dose is administered after the disorder/disease has developed, the administration is therapeutic. In embodiments of the invention, an effective dose is a dose that alleviates (eliminates or reduces) at least one symptom associated with the disorder/disease condition being treated that slows or prevents progression to the disorder/disease condition that slows or prevents progression a disorder/disease state that reduces the severity of the disease, resulting in remission (partial or complete) of the disease and/or prolonging survival. Muscular dystrophy, such as limbal girdle muscular dystrophy, is an example of a disease that is considered suitable for prevention or treatment by the methods of this invention.

В данном изобретении также рассматриваются комбинированные терапии. Комбинация, применяемая в данном документе, включает в себя как одновременное лечение, так и последовательное лечение. Специально рассматриваются комбинации способов согласно данному изобретению со стандартными лекарственными терапиями (например, кортикостероидами), как и комбинации с новыми терапиями.This invention also contemplates combination therapies. The combination used herein includes both simultaneous treatment and sequential treatment. Combinations of the methods of this invention with standard drug therapies (eg, corticosteroids) are especially contemplated, as are combinations with new therapies.

Терапевтически эффективное количество rAAV вектора представляет собой дозу rAAV в диапазоне от около 1e13 до около 5е14 гв/кг, или от около 1e13 до около 2е13 гв/кг, или от около 1e13 до около 3е13 гв/кг, или от около 1e13 до около 4е13 гв/кг, или от около 1e13 до около 5е13 гв/кг, или от около 1e13 до около 6е13 гв/кг, или от около 1e13 до около 7е13 гв/кг, или от около 1e13 до около 8е13 гв/кг, или от около 1e13 до около 9е13 гв/кг, или от около 1e13 до около 1e14 гв/кг, или от около 1e13 до около 2е14 гв/кг, или от 1e13 до около 3e14 гв/кг, или от около 1e13 до около 4е14 гв/кг, или от около 3e13 до около 4е13 гв/кг, или от около 3е13 до около 5е13 гв/кг, или от около 3e13 до около 6е13 гв/кг, или от около 3e13 до около 7е13 гв/кг, или от около 3e13 до около 8е13 гв/кг, или от около 3e13 до около 9е13 гв/кг, или от около 3e13 до около 1e14 гв/кг, или от около 3e13 до около 2е14 гв/кг, или от 3e13 гв/кг до около 3e14 гв/кг, или от около 3e13 до около 4е14 гв/кг, или от около 3e13 до около 5е14 гв/кг, или от около 5е13 до около 6е13 гв/кг, или от около 5е13 до около 7е13 гв/кг, или от около 5е13 до около 8е13A therapeutically effective amount of rAAV vector is a dose of rAAV in the range of about 1e13 to about 5e14 gV/kg, or from about 1e13 to about 2e13 gV/kg, or from about 1e13 to about 3e13 gV/kg, or from about 1e13 to about 4e13 gv/kg, or from about 1e13 to about 5e13 gv/kg, or from about 1e13 to about 6e13 gv/kg, or from about 1e13 to about 7e13 gv/kg, or from about 1e13 to about 8e13 gv/kg, or from about 1e13 to about 9e13 gv/kg, or from about 1e13 to about 1e14 gv/kg, or from about 1e13 to about 2e14 gv/kg, or from 1e13 to about 3e14 gv/kg, or from about 1e13 to about 4e14 gv/kg kg, or from about 3e13 to about 4e13 gv/kg, or from about 3e13 to about 5e13 gv/kg, or from about 3e13 to about 6e13 gv/kg, or from about 3e13 to about 7e13 gv/kg, or from about 3e13 to about 8e13 gv/kg, or from about 3e13 to about 9e13 gv/kg, or from about 3e13 to about 1e14 gv/kg, or from about 3e13 to about 2e14 gv/kg, or from 3e13 gv/kg to about 3e14 gv/kg /kg, or from about 3e13 to about 4e14 gv/kg, or from about 3e13 to about 5e14 gv/kg, or from about 5e13 to about 6e13 gv/kg, or from about 5e13 to about 7e13 gv/kg, or from about 5e13 to about 8e13

- 10 044609 гв/кг, или от около 5е13 до около 9е13 гв/кг, или от около 5е13 до около 1e14 гв/кг, или от около 5е13 до около 2е14 гв/кг, или от 5е13 до около 3e14 гв/кг, или от около 5е13 до около 4е14 гв/кг, или от около- 10 044609 gv/kg, or from about 5e13 to about 9e13 gv/kg, or from about 5e13 to about 1e14 gv/kg, or from about 5e13 to about 2e14 gv/kg, or from 5e13 to about 3e14 gv/kg, or from about 5e13 to about 4e14 gv/kg, or from about

5е13 до около 5е14 гв/кг, или от около 1e14 до около 2е14 гв/кг, или от 1e14 до около 3e14 гв/кг, или от около 1e14 до около 4е14 гв/кг, или от около 1e14 до около 5е14 гв/кг. Изобретение также включает в себя композиции, содержащие данные диапазоны rAAV вектора.5e13 to about 5e14 gv/kg, or from about 1e14 to about 2e14 gv/kg, or from 1e14 to about 3e14 gv/kg, or from about 1e14 to about 4e14 gv/kg, or from about 1e14 to about 5e14 gv/kg . The invention also includes compositions containing these rAAV vector ranges.

Например, терапевтически эффективное количество rAAV вектора представляет собой дозу 1e13, около 2е13, около 3e13, около 4е13, около 5е13, около 6е13, около 7е13, около 8е13, около 9е13, около 1e14, около 2е14, около 3e14, около 4е14 и 5е14 гв/кг. Изобретение также включает в себя композиции, содержащие данные дозы rAAV вектора.For example, a therapeutically effective amount of rAAV vector is a dose of 1e13, about 2e13, about 3e13, about 4e13, about 5e13, about 6e13, about 7e13, about 8e13, about 9e13, about 1e14, about 2e14, about 3e14, about 4e14 and 5e14 gv /kg. The invention also includes compositions containing these dosages of the rAAV vector.

Введение эффективной дозы композиций может осуществляться стандартным путями, котрые включают в себя, но не ограничиваются лишь этими: внутримышечный, парентеральный, внутривенный, пероральный, буккальный, назальный, легочный, внутричерепной, внутрикостный, внутриглазной, ректальный или вагинальный. Путь(и) введения и серотип(ы) компонентов AAV rAAV (в частности, ITR AAV и капсидный белок) согласно данному изобретению могут быть выбраны и/или сопоставлены специалистами в данной области техники, с учетом инфекции и/или состояния болезни, которая подлежит лечению, и целевых клеток/ткани (тканей), которые должны экспрессировать β-саркогликан.Administration of an effective dose of the compositions can be accomplished by standard routes, which include, but are not limited to: intramuscular, parenteral, intravenous, oral, buccal, nasal, pulmonary, intracranial, intraosseous, intraocular, rectal, or vaginal. The route(s) of administration and serotype(s) of the rAAV AAV components (particularly the AAV ITR and capsid protein) of the present invention may be selected and/or matched by those skilled in the art, taking into account the infection and/or disease state to be treated. treatment, and the target cell/tissue(s) that should express β-sarcoglycan.

Согласно данному изобретению предложены местное применение и системное введение эффективной дозы rAAV и композиций согласно данному изобретению. Например, системное введение - это введение в систему кровообращения, чтобы повлиять на весь организм. Системное введение включает в себя энтеральное введение, такое как абсорбция через желудочно-кишечный тракт и парентеральное введение путем инъекции, инфузии или имплантации.The present invention provides topical administration and systemic administration of an effective dose of rAAV and compositions of the present invention. For example, systemic administration is administration into the circulatory system to affect the entire body. Systemic administration includes enteral administration, such as absorption through the gastrointestinal tract, and parenteral administration by injection, infusion, or implantation.

В частности, фактическое введение rAAV согласно данному изобретению может быть выполнено с использованием любого физического метода, который будет переносить рекомбинантный вектор rAAV в ткань-мишень животного. Введение согласно изобретению включает в себя, но не ограничивается лишь этими: инъекцию в мышцу, кровоток и/или непосредственно в печень. Было продемонстрировано, что просто ресуспендирование rAAV в фосфатно-солевом буфере является достаточным для получения переносчика, применимого для экспрессии в мышечной ткани, и нет никаких известных ограничений на носители или другие компоненты, которые могут быть введены совместно с rAAV (хотя для rAAV следует обычным способом избегать композиций, которые разрушают ДНК). Капсидные белки rAAV могут быть модифицированы таким образом, чтобы rAAV был нацелен на конкретную ткань-мишень, представляющую интерес, такую как мышца. См., например, WO 02/053703, раскрытие которого включено в данный документ посредством ссылки. Фармацевтические композиции могут быть получены в виде инъекционных препаратов или в виде местных составов, для доставки в мышцы трансдермальным транспортом. Ранее были разработаны многочисленные составы для внутримышечной инъекции и трансдермального транспорта, и они могут быть применены в практике изобретения. rAAV могут быть использованы с любым фармацевтически приемлемым носителем для удобства введения и обращения.In particular, the actual administration of rAAV according to the present invention can be accomplished using any physical method that will transfer the recombinant rAAV vector into the target tissue of the animal. Administration according to the invention includes, but is not limited to: injection into muscle, bloodstream and/or directly into the liver. It has been demonstrated that simply resuspending rAAV in phosphate-buffered saline is sufficient to obtain a transporter useful for expression in muscle tissue, and there are no known restrictions on the vehicles or other components that can be co-administered with rAAV (although rAAV follows the usual route avoid compositions that destroy DNA). The rAAV capsid proteins can be modified so that the rAAV is targeted to a specific target tissue of interest, such as muscle. See, for example, WO 02/053703, the disclosure of which is incorporated herein by reference. Pharmaceutical compositions can be prepared as injectable preparations or as topical formulations for delivery to muscles via transdermal transport. Numerous formulations for intramuscular injection and transdermal transport have previously been developed and can be used in the practice of the invention. rAAVs can be used with any pharmaceutically acceptable carrier for ease of administration and handling.

Для внутримышечной инъекции могут быть использованы растворы в адъюванте, таком как кунжутное или арахисовое масло, или водный пропиленгликоль, а также стерильные водные растворы. При желании такие водные растворы могут быть забуферены, а жидкий разбавитель сначала подвергается изотоническому воздействию солевого раствора или глюкозы. Растворы rAAV в виде свободной кислоты (ДНК содержит кислые фосфатные группы) или фармакологически приемлемой соли могут быть приготовлены в воде, подходящим образом смешанной с поверхностно-активным веществом, таким как гидроксипропилцеллюлоза. Дисперсия rAAV также может быть приготовлена в глицерине, жидких полиэтиленгликолях и их смесях, и в маслах. В обычных условиях хранения и применения данные препараты содержат консервант для предотвращения роста микроорганизмов. В связи с этим применяемые стерильные водные среды легко доступны для получения стандартными способами, хорошо известными специалистам в данной области техники.For intramuscular injection, solutions in an adjuvant such as sesame or peanut oil, or aqueous propylene glycol, as well as sterile aqueous solutions can be used. If desired, such aqueous solutions can be buffered and the liquid diluent first subjected to isotonic saline or glucose. Solutions of rAAV as the free acid (DNA contains acidic phosphate groups) or a pharmacologically acceptable salt can be prepared in water suitably mixed with a surfactant such as hydroxypropylcellulose. The rAAV dispersion can also be prepared in glycerol, liquid polyethylene glycols and mixtures thereof, and oils. Under normal conditions of storage and use, these preparations contain a preservative to prevent the growth of microorganisms. In this regard, the sterile aqueous media used are readily available for preparation by standard methods well known to those skilled in the art.

Лекарственные формы, пригодные для инъекционного применения, включают стерильные водные растворы или дисперсии, и стерильные порошки для экстемпорального приготовления стерильных растворов или дисперсий для инъекций. Во всех случаях форма должна быть стерильной, и должна быть текучей в той степени, чтобы существовала возможность ее ввести с помощью шприца. Она должна быть стабильной в условиях производства и хранения, и должна быть защищена от загрязняющих воздействий микроорганизмов, таких как бактерии и грибы. Носитель может быть растворителем или дисперсионной средой, содержащей, например, воду, этанол, полиол (например, глицерин, пропиленгликоль, жидкий полиэтиленгликоль и т.п.), их подходящие смеси, и растительные масла. Нужную текучесть можно поддерживать, например, путем применения покрытия, такого как лецитин, путем поддержания требуемого размера частиц в случае дисперсии, и с использованием поверхностно-активных веществ. Предотвращение воздействия микроорганизмов может быть достигнуто различными антибактериальными и противогрибковыми средствами, например парабенами, хлорбутанолом, фенолом, сорбиновой кислотой, тимеросалом и тому подобным. Во многих случаях предпочтительно включать изотонические агенты, например сахара или хлорид натрия. Продленная абсорбция инъецируемых композиций может быть достигнута за счет применения агентов, замедляющих абсорбцию, например моностеарата алюминия и желатина.Dosage forms suitable for injectable use include sterile aqueous solutions or dispersions, and sterile powders for the extemporaneous preparation of sterile injectable solutions or dispersions. In all cases, the form must be sterile and must be fluid to the extent that it can be administered by syringe. It must be stable under the conditions of production and storage, and must be protected from the contaminating effects of microorganisms such as bacteria and fungi. The carrier may be a solvent or dispersion medium containing, for example, water, ethanol, polyol (eg, glycerin, propylene glycol, liquid polyethylene glycol, etc.), suitable mixtures thereof, and vegetable oils. The desired fluidity can be maintained, for example, by the use of a coating such as lecithin, by maintaining the desired particle size in the case of a dispersion, and by the use of surfactants. Prevention of exposure to microorganisms can be achieved by various antibacterial and antifungal agents, such as parabens, chlorobutanol, phenol, sorbic acid, thimerosal and the like. In many cases it is preferable to include isotonic agents such as sugars or sodium chloride. Prolonged absorption of injectable compositions can be achieved through the use of absorption delaying agents such as aluminum monostearate and gelatin.

- 11 044609- 11 044609

Стерильные растворы для инъекций получают путем внесения rAAV в необходимом количестве в соответствующий растворитель с различными другими ингредиентами, перечисленными выше, при необходимости с последующей стерилизацией фильтрованием. Как правило, дисперсии получают путем внесения стерилизованного активного ингредиента в стерильный носитель, который содержит основную дисперсионную среду и требуемые другие ингредиенты из перечисленных выше. В случае стерильных порошков для приготовления инъецируемых стерильных растворов, предпочтительными способами получения являются вакуумная сушка и метод сублимационной сушки, которые дают порошок активного ингредиента, плюс любой дополнительный желаемый ингредиент из его предварительно стерильно отфильтрованного раствора.Sterile injection solutions are prepared by adding rAAV in the required amount to an appropriate diluent with various other ingredients listed above, if necessary, followed by sterilization by filtration. Typically, dispersions are prepared by incorporating the sterilized active ingredient into a sterile vehicle that contains the basic dispersion medium and the required other ingredients listed above. In the case of sterile powders for the preparation of injectable sterile solutions, the preferred methods of preparation are vacuum drying and freeze-drying, which yield a powder of the active ingredient, plus any additional desired ingredient, from a pre-sterile-filtered solution thereof.

Трансдукция с помощью rAAV также может проводиться in vitro. В одном варианте осуществления, желаемые мышечные клетки-мишени удаляют из субъекта, трансдуцируются rAAV и повторно вводят субъекту. Альтернативно, могут применяться изогенные или ксеногенные мышечные клетки, поскольку данные клетки не будут вызывать неуместный иммунный ответ у субъекта.Transduction with rAAV can also be performed in vitro. In one embodiment, the desired target muscle cells are removed from the subject, transduced with rAAV, and reintroduced to the subject. Alternatively, isogenic or xenogeneic muscle cells may be used as long as the cells will not elicit an inappropriate immune response in the subject.

Подходящие способы трансдукции и реинтродукции трансдуцированных клеток в субъект известны в данной области техники. В одном варианте осуществления, клетки могут быть трансдуцированы in vitro путем объединения rAAV с мышечными клетками, например, в соответствующей среде, и проведен поиск клеток, несущих ДНК интереса, с использованием обычных методов, таких как Саузерн-блоттинг и/или ПЦР, или с использованием селективных маркеров. Затем трансдуцированные клетки могут быть приготовлены в виде фармацевтических композиций, а композицию вводят субъекту различными способами, такими как внутримышечная, внутривенная, подкожная и внутрибрюшинная инъекция, или путем инъекции в гладкую и сердечную мышцу, используя, например, катетер.Suitable methods for transduction and reintroduction of transduced cells into a subject are known in the art. In one embodiment, cells can be transduced in vitro by combining rAAV with muscle cells, for example, in an appropriate medium, and searching for cells carrying DNA of interest using conventional methods such as Southern blotting and/or PCR, or using selective markers. The transduced cells can then be formulated into pharmaceutical compositions and the composition administered to the subject by various routes, such as intramuscular, intravenous, subcutaneous and intraperitoneal injection, or by injection into smooth and cardiac muscle using, for example, a catheter.

Трансдукция клеток с помощью rAAV по изобретению приводит к устойчивой экспрессии микроРНК β-саркогликана. Таким образом, данное изобретение относится к способам введения/доставки rAAV, который экспрессирует β-саркогликан, животному, предпочтительно человеку. Данные способы включают в себя трансдуцирование тканей (включая, но не ограничиваясь лишь тканями, такими как мышцы, органами, такими как печень и мозг, и железами, такими как слюнные железы) одним или большим количеством rAAV согласно данному изобретению. Трансдукция может быть проведена с помощью генных кассет, содержащих специфичные для ткани регуляторные элементы. Например, в одном варианте осуществления, согласно данному изобретению предложены способы трансдуцирования мышечных клеток и мышечных тканей, управляемые с помощью специфических для мышц регуляторных элементов, включающих в себя, но не ограничивающихся лишь этими: те, которые получены из семейств генов актина и миозина, например, из семейства генов myoD [см. Weintraub et al., Science, 251: 761-766 (1991)], специфичный для миоцитов энхансер-связывающий фактор MEF-2 [Cserjesi and Olson, Mol Cell Biol 11: 4854-4862 (1991)], регуляторные элементы, полученные из гена актина скелетных мышц человека [Muscat et al., Mol Cell Biol, 7: 4089-4099 (1987)], гена актина серда, последовательности элементов креатинкиназы мышц [см. Johnson et al., Mol Cell Biol, 9: 3393-3399 (1989)] и энхансерный элемент мышиной креатинкиназы (mCK), регуляторные элементы, полученные из гена тропонина С быстро сокращающихся волокон скелетных мышц, гена тропонина С медленно сокращающихся мышечных волокон сердца и гена тропонина I медленно сокращающихся мышечных волокон: индуцируемые гипоксией ядерные факторы (Semenza et al., Proc Natl Acad Sci USA, 88: 5680-5684 (1991)), стероид-индуцибельные элементы и промоторы, включающие в себя глюкокортикоид-отвечающий элемент (GRE) (см. Mader and White, Proc. Natl. Акад. Sci. USA 90: 5603-5607 (1993)) и другие регуляторные элементы.Transduction of cells with the rAAV of the invention results in sustained expression of β-sarcoglycan microRNA. Thus, the present invention relates to methods of administering/delivering rAAV that expresses β-sarcoglycan to an animal, preferably a human. These methods involve transducing tissues (including but not limited to tissues such as muscle, organs such as liver and brain, and glands such as salivary glands) with one or more rAAVs according to the present invention. Transduction can be accomplished using gene cassettes containing tissue-specific regulatory elements. For example, in one embodiment, the present invention provides methods for transducing muscle cells and muscle tissues controlled by muscle-specific regulatory elements, including, but not limited to: those derived from the actin and myosin gene families, e.g. , from the myoD gene family [see Weintraub et al., Science, 251: 761-766 (1991)], myocyte-specific enhancer-binding factor MEF-2 [Cserjesi and Olson, Mol Cell Biol 11: 4854-4862 (1991)], regulatory elements derived from human skeletal muscle actin gene [Muscat et al., Mol Cell Biol, 7: 4089-4099 (1987)], cardiac actin gene, muscle creatine kinase element sequence [see Johnson et al., Mol Cell Biol, 9: 3393-3399 (1989)] and the mouse creatine kinase (mCK) enhancer element, regulatory elements derived from the fast-twitch skeletal muscle fiber troponin C gene, the slow-twitch cardiac muscle fiber troponin C gene, and slow twitch muscle fiber troponin I gene: hypoxia-inducible nuclear factors (Semenza et al., Proc Natl Acad Sci USA, 88: 5680-5684 (1991)), steroid-inducible elements and promoters including glucocorticoid response element (GRE ) (see Mader and White, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 5603-5607 (1993)) and other regulatory elements.

Мышечная ткань является привлекательной мишенью для доставки ДНК in vivo, поскольку она не является жизненно важным органом и легко доступна. В изобретении рассматривается устойчивая экспрессия микроРНК из трансдуцированных миофибрил.Muscle tissue is an attractive target for in vivo DNA delivery because it is not a vital organ and is easily accessible. The invention addresses the sustainable expression of microRNAs from transduced myofibers.

Под мышечной клеткой или мышечной тканью подразумевается клетка или группа клеток, полученных из мышц любого вида (например, скелетных мышц и гладких мышц, например, из пищеварительного тракта, мочевого пузыря, кровеносных сосудов или сердечной ткани). Такие мышечные клетки могут быть дифференцированными или недифференцированными, такими как миобласты, миоциты, миотубы, кардиомиоциты и кардиомиобласты.By muscle cell or muscle tissue is meant a cell or group of cells derived from muscle of any kind (eg, skeletal muscle and smooth muscle, such as from the digestive tract, bladder, blood vessels or cardiac tissue). Such muscle cells may be differentiated or undifferentiated, such as myoblasts, myocytes, myotubes, cardiomyocytes and cardiomyoblasts.

Термин трансдукция применяется для обозначения введения/доставки полинуклеотида интереса (например, полинуклеотидной последовательности, кодирующей β-саркогликан) в клетку-реципиент или in vivo, или in vitro, с помощью rAAV с дефектом репликации согласно изобретению, что приводит к экспрессии β-саркогликана клеткой-реципиентом.The term transduction is used to refer to the introduction/delivery of a polynucleotide of interest (e.g., a polynucleotide sequence encoding a β-sarcoglycan) into a recipient cell, either in vivo or in vitro, by a replication-deficient rAAV of the invention, resulting in expression of the β-sarcoglycan by the cell -recipient.

Таким образом, согласно данному изобретению предложены способы введения пациенту, нуждающемуся в этом, эффективной дозы (или доз, вводимых, по существу, одновременно или через заданные интервалы) rAAV, который кодирует β-саркогликан.Thus, the present invention provides methods for administering to a patient in need thereof an effective dose (or doses administered substantially simultaneously or at predetermined intervals) of rAAV that encodes a β-sarcoglycan.

Все публикации и патенты, упомянутые в данном документе, полностью включены посредством ссылки в полном объеме, как если бы каждая отдельная публикация или патент был(была) конкретно и отдельно указана для включения посредством ссылки. В случае конфликта данная заявка, включая любые определения в данном документе, будет иметь преимущество права владения.All publications and patents mentioned herein are incorporated by reference in their entirety as if each individual publication or patent were specifically and separately identified for inclusion by reference. In the event of a conflict, this application, including any definitions herein, will control title.

- 12 044609- 12 044609

Изобретение дополнительно описано в следующих примерах, которые не ограничивают объем изобретения, описанного в формуле изобретения.The invention is further described in the following examples, which do not limit the scope of the invention described in the claims.

ПримерыExamples

Материалы и способы.Materials and methods.

Животные модели - все процедуры были одобрены Комитетом по содержанию и использованию лабораторных животных Научно-исследовательского института Национальной детской больницы (протокол AR12-00040). Гетерозиготные мыши В6.129-Sgcbtm1Kcam/1J были приобретены в Jackson Laboratory (Bar Harbor, Мен, США, штамм № 006832). Мышей sgcb-- получали скрещиванием гетерозиготных мышей. Мышей КО разводили и поддерживали в качестве гомозиготных животных в стандартизованных условиях в Центре животных ресурсов в Научно-исследовательском институте Национальной детской больницы. Мышей удерживали на диете грызунов Teklad Global (еда с 3,8z5 клетчатки, 18,8% белка, 5% жира) с 12:12-часовым циклом тьма-свет. Идентификацию мышей SGCB-- проводили путем генотипирования с использованием ПЦР. Все животные помещались в стандартные клетки для мышей с пищей и водой в избытке.Animal models - All procedures were approved by the Institutional Animal Care and Use Committee of the National Children's Hospital Research Institute (protocol AR12-00040). Heterozygous B6.129-Sgcb tm1Kcam/1J mice were purchased from Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME, USA, strain no. 006832). sgcb- mice were produced by crossing heterozygous mice. KO mice were bred and maintained as homozygous animals under standardized conditions at the Animal Resource Center at the National Children's Hospital Research Institute. Mice were maintained on a Teklad Global rodent diet (meal 3.8z5 fiber, 18.8% protein, 5% fat) on a 12:12-hour dark-light cycle. Identification of SGCB mice was performed by genotyping using PCR. All animals were housed in standard mouse cages with food and water in excess.

Конструирование гена бета-саркогликана.Construction of the beta-sarcoglycan gene.

Полноразмерная кДНК бета-саркогликана человека (номер доступа ГенБанка NM_0034994.3) была кодон-оптимизирована и синтезирована в GenScript Inc, Пискатауэй, Нью-Джерси, США. Оптимизация кодонов с помощью GenScript использует алгоритм, который учитывает параметры, которые включают транскрипцию, процессинг мРНК и стабильность, трансляцию и белковый фолдинг для проектирования последовательности кДНК, которая приводит к максимальной экспрессии в мышечной ткани (www. genscript.com).Full-length human beta-sarcoglycan cDNA (GenBank accession number NM_0034994.3) was codon-optimized and synthesized at GenScript Inc, Piscataway, NJ, USA. Codon optimization with GenScript uses an algorithm that considers parameters that include transcription, mRNA processing and stability, translation, and protein folding to design the cDNA sequence that results in maximum expression in muscle tissue (www.genscript.com).

Для конструкции pAAV.tMCK.hSGCB кДНК затем клонировали в плазмиду, содержащую ITA AAV2, и кассета содержала консенсусную последовательность Козак (ССАСС), химерный интрон SV40 и сайт синтетического полиаденилирования (53 п. н.). Рекомбинантный промотор tMCK был любезно предоставлен доктором Сяо Сяо (Университет Северной Каролины). Он представляет собой модификацию ранее описанного промотора СК627 и содержит модификацию в энхансере выше промоторной области, содержащей сайты связывания факторов транскрипции. Энхансер состоит из двух Е-боксов (правого и левого). Модификация промотора tMCK включает в себя мутацию, преобразующую левый Е-box в правый Е-box (модификация 2R) и вставку 6 п. н. (модификация S5). Вектор pAAV.tMCK.hSGCB был сконструирован путем лигирования фрагмента KpnI/XbaI 1040 п. н. из pUC57-BSG (Genscript Inc.) в сайты KpnI/XbaI pAAV.tMCK.hSGCA (26).For the pAAV.tMCK.hSGCB construct, the cDNA was then cloned into a plasmid containing the AAV2 ITA, and the cassette contained the Kozak consensus sequence (CCASS), a chimeric SV40 intron, and a synthetic polyadenylation site (53 bp). The recombinant tMCK promoter was kindly provided by Dr. Xiao Xiao (University of North Carolina). It is a modification of the previously described CK627 promoter and contains a modification in the enhancer upstream of the promoter region containing transcription factor binding sites. The enhancer consists of two E-boxes (right and left). Modification of the tMCK promoter includes a mutation converting the left E-box to the right E-box (modification 2R) and a 6 bp insertion. (modification S5). The pAAV.tMCK.hSGCB vector was constructed by ligating the 1040 bp KpnI/XbaI fragment. from pUC57-BSG (Genscript Inc.) to the KpnI/XbaI sites of pAAV.tMCK.hSGCA ( 26 ).

Вектор pAAV.MHCK7.hSGCB был сконструирован путем удаления промотора tMCK и химерного интрона SV40 по сайтам NotI/KpnI и вставки амплифицированного с помощью ПЦР фрагмента, содержащего промотор MHCK7 и идентичный химерный интрон SV40 в сайты NotI/KpnI. MHCK7 является промотором на основе MCK, который использует энхансер 206 п.н., взятый из примерно 1,2 кб 5' сайта начала транскрипции в гене креатинкиназы эндогенных мышц с проксимальным промотором (enh358MCK, 584-bp)3,12. Сам промотор MHCK7 содержит данную модифицированную кассету СК7 из семейства генов MCK, лигированных с 188 п. н. α-МуНС (тяжелая цепь α-миозина) энхансером 5' части СК для усиления экспрессии в сердце 12. Часть промотора креатинкиназы (СК) на 96% идентична между tMCK и MHCK7. Наконец, вектор pAAV.MHCK7.hSGCB был сконструирован путем лигирования фаргмента 960 п. н. NotI/KpnI МНСК7+интрон из pAAV.MHCK7.DYSF5'DV44 в сайты NotI/KpnI pAAV.tMCK.hSGCB (Pozgai et al., Gene Ther. 23: 57-66, 2016).The pAAV.MHCK7.hSGCB vector was constructed by removing the tMCK promoter and the chimeric SV40 intron at the NotI/KpnI sites and inserting a PCR-amplified fragment containing the MHCK7 promoter and the identical chimeric SV40 intron at the NotI/KpnI sites. MHCK7 is an MCK-based promoter that uses a 206-bp enhancer taken from the approximately 1.2 kb 5′ transcription start site in the endogenous muscle creatine kinase gene with a proximal promoter (enh358MCK, 584-bp) 3,12 . The MHCK7 promoter itself contains this modified CK7 cassette from the MCK gene family ligated to 188 bp. α-MyHC (α-myosin heavy chain) enhancer of the 5' portion of CK to enhance expression in heart 12. The promoter portion of creatine kinase (CK) is 96% identical between tMCK and MHCK7. Finally, the pAAV.MHCK7.hSGCB vector was constructed by ligating the 960 bp fragment. NotI/KpnI MNSK7+intron from pAAV.MHCK7.DYSF5'DV44 to NotI/KpnI sites of pAAV.tMCK.hSGCB (Pozgai et al., Gene Ther. 23: 57-66, 2016).

Получение rAAV. Для создания rAAV вектора был применен модифицированный подход к перекрестной упаковке, ранее описанный Rodino-Klapac et al. (J. Trans. Med. 5:45, 2007). Здесь способ тройной трансфекции с осаждением CaPO4 клеток НЕК293 позволяет упаковывать ITA AAV2 в капсид AAV другого серотипа (28,29). Полученные плазмиды представляли собой: (i) pAAV.tMCK.hSGCB или pAAV.MHCK7.hSGCB, (ii) модифицированные AAV хелперные плазмиды rep2-caprh.74, кодирующие cap изолята rh.74 подобного серотипу 8, и (iii) типа 5 аденовируса хелперную плазмиду (pAdhelper), экспрессирующую гены аденовируса Е2А, Е4 ORF6 и VA I/II РНК. Векторы очищали и титр инкапсулированых гв (применяя детекторную систему Prism 7500 Taqman, PE Applied Biosystems, Карлсбад, Калифорния, США) определяли, как описано ранее (30). Праймер и флуоресцентный зонд были нацелены на промотор tMCK и представляли собой: форвардный праймер tMCK, 5'-АСС CGA GAT GCC TGG ТТА ТАА ТТ-3' (SEQ ID NO: 10); реверсный праймер tMCK, 5'-ТСС ATG GTG TAC AGA GCC ТАА GAC-3' (SEQ ID NO: 11); и tMCK-зонд, 5'-FAM-CTG CTG CCT GAG CCT GAG CGG ТТА C-TAMRA-3' (SEQ ID NO: 12). Праймер и флуоресцентный зонд были нацелены на промотор MHCK7 и представляли собой: форвардный праймер MHCK7, 5'-ССА АСА CCT GCT GCC ТСТ ААА-3' (SEQ ID NO: 16); реверсный праймер MHCK7, 5'-GTC CCC CAC AGC CTT GTT С-3' (SEQ ID NO: 17); и МНСК7-зонд, 5'-FAM-TGG АТС CCC-Zen-TGC ATG CGA AGA TC-3IABKFQ-3' (SEQ ID NO: 18).Preparation of rAAV. To create the rAAV vector, a modified cross-packing approach previously described by Rodino-Klapac et al was used. (J. Trans. Med. 5:45, 2007). Here, a triple transfection method with CaPO 4 precipitation of HEK293 cells allows the ITA of AAV2 to be packaged into the capsid of an AAV of a different serotype (28,29). The resulting plasmids were: (i) pAAV.tMCK.hSGCB or pAAV.MHCK7.hSGCB, (ii) modified AAV helper plasmids rep2-caprh.74 encoding the cap of isolate rh.74-like serotype 8, and (iii) type 5 adenovirus helper plasmid (pAdhelper) expressing the adenovirus genes E2A, E4 ORF6 and VA I/II RNA. Vectors were purified and the titer of encapsulated gV (using a Prism 7500 Taqman detection system, PE Applied Biosystems, Carlsbad, CA, USA) was determined as previously described ( 30 ). The primer and fluorescent probe were targeted to the tMCK promoter and were: tMCK forward primer, 5'-ACC CGA GAT GCC TGG TTA TAA TT-3' (SEQ ID NO: 10); reverse primer tMCK, 5'-TCC ATG GTG TAC AGA GCC TAA GAC-3' (SEQ ID NO: 11); and tMCK probe, 5'-FAM-CTG CTG CCT GAG CCT GAG CGG TTA C-TAMRA-3' (SEQ ID NO: 12). The primer and fluorescent probe were targeted to the MHCK7 promoter and were: MHCK7 forward primer, 5'-CCA ACA CCT GCT GCC TCT AAA-3' (SEQ ID NO: 16); reverse primer MHCK7, 5'-GTC CCC CAC AGC CTT GTT C-3' (SEQ ID NO: 17); and MNSC7 probe, 5'-FAM-TGG ATC CCC-Zen-TGC ATG CGA AGA TC-3IABKFQ-3' (SEQ ID NO: 18).

Внутримышечная доставка генов. Для внутримышечной инъекции мышей анестезировали и удерживали под 1-4% изофлураном (в О2). Передний отдел нижней левой конечности мышей SGCB-/- в возрасте 4-6 недель был очищен с помощью 95% EtOH, после чего в поперечную брюшную мышцу (ТА)Intramuscular gene delivery. For intramuscular injection, mice were anesthetized and maintained under 1-4% isoflurane (in O 2 ). The lower left anterior limb of 4-6 week old SGCB / mice was cleared with 95% EtOH and then into the transversus abdominis (TA) muscle.

- 13 044609 вводили 3x1011 гв scAAVrh.74.tMCK.hSGCB, разведенного в физиологическом растворе, в объеме 30 мкл с использованием сверхтонкого инсулинового шприца 30 калибра. Контралатеральная мышца оставалась необработанной, чтобы служить контролем. Мышцы ТА из обеих конечностей удаляли либо 6 (n=9, 4 самца, 5 самок), либо 12 (n=6, 4 самца, 2 самки) недель после инъекции для оценки эффективности переноса генов. В экспериментах с 6-месячными мышами (n=5, 5 самцов) лечение состояло из внутримышечной инъекции в левую ТА 3x1011 гв scAAVrh.74. tMCK.hSCGB. Для экспериментов по изолированной перфузии конечностей мышам sgcb/впрыскивали в возрасте 4 (n=5, 5 самцов) и 5 (n=4, 2 самца, 2 самки) недель 5x1011 гв scAAVrh.74. tMCK.hSCBB путем инъекции в бедренную артерию, как описано ранее (19). Животные были подвергнуты эвтаназии и мышцы были проанализированы через 8 недель после переноса гена.- 13 044609 3x1011 gV scAAVrh.74.tMCK.hSGCB, diluted in saline, was administered in a volume of 30 μl using an ultra-thin 30-gauge insulin syringe. The contralateral muscle was left untreated to serve as a control. TA muscles from both limbs were removed either 6 (n=9, 4 males, 5 females) or 12 (n=6, 4 males, 2 females) weeks after injection to assess the efficiency of gene transfer. In experiments with 6-month-old mice (n=5, 5 males), treatment consisted of an intramuscular injection into the left TA of 3x1011 gv scAAVrh.74. tMCK.hSCGB. For isolated limb perfusion experiments, sgcb / mice were injected at 4 (n=5, 5 males) and 5 (n=4, 2 males, 2 females) weeks of age with 5x1011 gv scAAVrh.74. tMCK.hSCBB by injection into the femoral artery as described previously (19). Animals were euthanized and muscles were analyzed 8 weeks after gene transfer.

Системная доставка генов: системная доставка была достигнута путем инъекции вектора в хвостовую вену мышей sgcb- -. Мышам вводили 1x1012 гв scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB, разведенного в физиологическом растворе, в объеме 212 мкл с использованием ультратонкого шприца для инсулина 30 калибра. Мышей обездвиживали в удерживающей трубке, помещая хвост обратно через хвостовой паз, чтобы согреть его, чтобы расширить кровеносные сосуды для облегчения инъекции. После нахождения артерии по центральной линии хвоста инъекцию выполняли в одну из фиолетовых/синих боковых вен, которые проходят вдоль хвостовой артерии. Всех обработанных мышей инъецировали в возрасте 4-5 недель и подвергали эвтаназии через 6 месяцев после инъекции.Systemic gene delivery: Systemic delivery was achieved by injecting the vector into the tail vein of sgcb- - mice. Mice were injected with 1x10 12 gV scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB diluted in saline in a volume of 212 μl using a 30-gauge ultrafine insulin syringe. Mice were immobilized in a holding tube by placing the tail back through the tail groove to warm it to dilate the blood vessels to facilitate injection. Once the artery was located along the central line of the tail, the injection was performed into one of the purple/blue lateral veins that run along the tail artery. All treated mice were injected at 4–5 weeks of age and euthanized 6 months after injection.

Производство силы EDL и защита от эксцентрических сокращений. Был выполнен физиологический анализ мышц EDL у мышей, обработанных путем изолированной перфузии (ILP). Мышцы EDL из обеих нижних задних конечностей обработанных мышей были иссечены по сухожилиям и были подвергнуты физиологическому протоколу для оценки функции, которая была ранее описана нашей лабораторией и другими (19, 31) с некоторыми адаптациями. Во время протокола эксцентричного сокращения процедуру 5% растяжения-повторного удлинения выполняли от 500 до 700 мс (5% растягивается в течение 100 мс, а затем возвращается к оптимальной длине за 100 мс). После протокола для тетануса и эксцентричного сокращения мышцу выдаляли, взвешивали в мокром состоянии, размещали в зажимочном устройстве с использованием трагаканта, а затем замораживали в метилбутане, охлажденном в жидком азоте.EDL force production and protection against eccentric contractions. Physiological analysis of EDL muscles in mice treated by insulated perfusion (ILP) was performed. EDL muscles from both lower hindlimbs of treated mice were dissected at the tendon and were subjected to a physiological protocol to assess function that has been previously described by our laboratory and others (19, 31) with some adaptations. During the eccentric contraction protocol, a 5% stretch-relengthening procedure was performed for 500 to 700 ms (5% stretched for 100 ms and then returned to optimal length in 100 ms). Following the tetanus and eccentric contraction protocol, the muscle was removed, wet weighed, placed in a tragacanth clamp, and then frozen in methylbutane cooled in liquid nitrogen.

Производство силы ТА и защита от эксцентрических сокращений. Протокол оценки функциональных результатов мышцы ТА выполняли на мышцах, выделенных из мышей, получавших IM инъекцию. Данная процедура ТА описана в нескольких предыдущих исследованиях (32, 33). После эксцентрических сокращений мышей подвергали эвтаназии, и NA мышцу иссекали, взвешивали и замораживали для анализа. Анализ данных выполнялся вслепую, но не случайным образом.TA force production and protection against eccentric contractions. A protocol for assessing the functional outcome of the TA muscle was performed on muscles isolated from mice receiving IM injection. This TA procedure has been described in several previous studies (32, 33). After eccentric contractions, mice were euthanized, and the NA muscle was excised, weighed, and frozen for analysis. Data analysis was performed in a blinded but not randomized manner.

Иммунофлуоресценция. Криосрезы (12 мкм) инкубировали с моноклональным анти-человеческий бета-саркогликан первичным антителом (Leica Biosystems, Нью Касл, Великобритания; кат. № NCL-LbSARC) при разведении 1:50 в блокирующем буфере (1xTBS (ТРИС-буферизированный физраствор), 10% козьей сыворотки, 0,1% Tween) в течение 1 ч при комнатной температуре во влажной камере. Срезы затем промывали TBS три раза, каждая промывка 20 мин, и повторно блокировали в течение 30 мин. Конъюгированное с AlexaFluor 594 козье анти-мышиный IgG1 вторичное антитело (Life Technologies, Остров Гранд, Нью-Йорк, США; кат. № А21125) применяли при разведении 1:250 в течение 45 мин. Срезы промывали в TBS три раза, каждая промывка 20 мин, и закрепляли с помощью среды для заливки (Vector Laboratories, Бурлингейм, Калифорния, США). Четыре случайных x20 изображений, охватывающих четыре разных сектора мышцы, были получены с использованием камеры Zeiss AxioCam MRC5. Процент волокон, положительных по окрашиванию бета-саркогликана (450% интенсивности окрашивания мышечной мембраны), определяли для каждого изображения и усредняли для каждой мышцы.Immunofluorescence. Cryosections (12 μm) were incubated with monoclonal anti-human beta-sarcoglycan primary antibody (Leica Biosystems, New Castle, UK; cat. no. NCL-LbSARC) at a dilution of 1:50 in blocking buffer (1xTBS (TRIS-buffered saline), 10 % goat whey, 0.1% Tween) for 1 hour at room temperature in a humid chamber. The sections were then washed with TBS three times, each wash for 20 min, and re-blocked for 30 min. AlexaFluor 594-conjugated goat anti-mouse IgG1 secondary antibody (Life Technologies, Grand Island, NY, USA; cat. no. A21125) was used at a dilution of 1:250 for 45 min. Sections were washed in TBS three times, each wash for 20 min, and mounted with mounting medium (Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA). Four random x20 images covering four different muscle sectors were acquired using a Zeiss AxioCam MRC5 camera. The percentage of fibers positive for beta-sarcoglycan staining (450% muscle membrane staining intensity) was determined for each image and averaged for each muscle.

Анализ вестерн-блоттингом. Срезы тканей левой обработанной мышцы ТА и правой контралатеральной мышцы ТА (толщиной 20-20 микрон) собирали в микроцентрифуге и гомогенизировали 100 мкл буфера для гомогенизации (125 мМ Трис-НС1, 4% SDS, 4 М мочевины) в присутствии 1 таблетки смеси ингибиторов протеаз (Roche, Индианаполис, Индиана, США). После гомогенизации образцы центрифугировали при 10000 об/мин в течение 10 мин при 4°С. Количество белка определяли на NanoDrop (Thermo Scientific, Волтгем, Массачусетс, США). Образцы белка (20 мкг) подвергали электрофорезу в 3-8% полиакриламидном Tris-ацетатном геле (NuPage, Invitrogen, Карлсбад, Калифорния, США) в течение 1 ч 5 мин при 150 В и затем переносили на мембрану PVDF (Amersham Biosciences, Пискатауэй, НьюДжерси, США) в течение 1 ч 15 мин при 35 В. Мембрану блокировали в 5% обезжиренном сухом молоке в TBST (TBS с Tween 20) в течение 1 ч, а затем инкубировали с кроличьим поликлональным античеловеческий бета-саркогликан антителом (Novus Biologicals, Литлтон, Колорадо, США; кат. № NBP-190300 разведение 1:100 или 1:250) и 1:5000 моноклональным анти-мышиный гамма-тубулин антителом (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США; кат. № Т6557) или разведенным 1:5000 мышиным моноклональным анти-мышиный а-актинин антителом (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США; кат. № А7811). Применяли разведение 1:500 кроличьих поликлональных анти-мышиный тропонин I сердца антител (Abeam, Кембридж, Массачусетч; кат. № ab47003) и разведение 1:1000 кроличьего анти-мышиныйWestern blot analysis. Tissue sections of the left treated TA muscle and the right contralateral TA muscle (20-20 microns thick) were collected in a microcentrifuge and homogenized with 100 μl of homogenization buffer (125 mM Tris-HC1, 4% SDS, 4 M urea) in the presence of 1 tablet of protease inhibitor mixture (Roche, Indianapolis, Indiana, USA). After homogenization, the samples were centrifuged at 10,000 rpm for 10 min at 4°C. Protein was quantified on a NanoDrop (Thermo Scientific, Waltham, MA, USA). Protein samples (20 μg) were electrophoresed on a 3–8% polyacrylamide Tris-acetate gel (NuPage, Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) for 1 h 5 min at 150 V and then transferred to a PVDF membrane (Amersham Biosciences, Piscataway, New Jersey, USA) for 1 h 15 min at 35 V. The membrane was blocked in 5% nonfat dry milk in TBST (TBS with Tween 20) for 1 h and then incubated with rabbit polyclonal anti-human beta-sarcoglycan antibody (Novus Biologicals, Littleton, CO, USA; cat. no. NBP-190300 dilution 1:100 or 1:250) and 1:5000 monoclonal anti-mouse gamma-tubulin antibody (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA; cat. no. T6557 ) or a 1:5000 dilution of mouse monoclonal anti-mouse α-actinin antibody (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA; cat. no. A7811). A 1:500 dilution of rabbit polyclonal anti-mouse cardiac troponin I antibody (Abeam, Cambridge, MA; cat. no. ab47003) and a 1:1000 dilution of rabbit anti-mouse antibody were used.

- 14 044609 винкулин моноклонального антитела (Invitrogen, Фредерик, Мериленд; кат. № 70062). Для иммунодетекции ECL (Enhanced chemiluminescence, усиленная хемолюминесценция) применяли анти-мышиные (Millipore, Биллерика, Массачусетс, США, кат. № АР308Р) и анти-кроличьи (Life Technologies, кат. №- 14 044609 vinculin monoclonal antibody (Invitrogen, Frederick, MD; cat. no. 70062). For immunodetection of ECL (Enhanced chemiluminescence, enhanced chemiluminescence) we used anti-mouse (Millipore, Billerica, MA, USA, cat. no. AP308P) and anti-rabbit (Life Technologies, cat. no.

656120), вторичные HRP (пероксидаза хрена) антитела.656120), secondary HRP (horseradish peroxidase) antibodies.

Анализ EBD. Дозу 3x101° гв scAAVrh.74.tMCK.hSGCB вводили 4-недельным мышам sgcb-- в левую ТА внутримышечной инъекцией. Через 4 недели после инъекции мышей инъецировали во внутрибрюшинную полость с правой стороны 5 мкл/г массы тела стерилизованного фильтром 10 мг/мл EBD (краситель голубой эванс) в 1х фосфатном буферном растворе. Затем мышей умершвляли через 24 ч после инъекции, а ткани собирали и нарезали. Срезы фиксировали в холодном ацетоне в течение 10 мин, а затем использовали протокол иммунофлюоресценции для окрашивания бета-саркогликана человека.EBD analysis. A dose of 3x101° gv scAAVrh.74.tMCK.hSGCB was administered to 4-week-old sgcb- mice in the left TA by intramuscular injection. 4 weeks after injection, mice were injected into the intraperitoneal cavity on the right side with 5 μl/g body weight of filter-sterilized 10 mg/ml EBD (Evans blue dye) in 1x phosphate buffer solution. Mice were then sacrificed 24 h postinjection, and tissues were collected and sectioned. Sections were fixed in cold acetone for 10 min, and then an immunofluorescence protocol was used to stain human beta-sarcoglycan.

Морфометрический анализ. Диаметры мышечных волокон и процент мишечных волокон с центрально расположенными ядрами определяли по мышцам ТА и GAS, окрашенных гематоксилином и эозином (ГиЭ). Четыре случайных x20 изображений для кажого среза для каждого животного были получены с помощью камеры Zeiss AxioCam MRC5. Центрально-нуклеированные волокна определяли количественно с использованием программного обеспечения NIH ImageJ (Бэтесда, Мэриленд, США). Диаметры волокон измеряли как самый короткий диаметр через мышечное волокно с использованием программного обеспечения Zeiss Axiovision LE4 (Carl Zeiss Microscopy, Мюнхен, Германия).Morphometric analysis. Muscle fiber diameters and the percentage of muscle fibers with centrally located nuclei were determined from TA and GAS muscles stained with hematoxylin and eosin (H&E). Four random x20 images per slice for each animal were acquired using a Zeiss AxioCam MRC5 camera. Center-nucleated fibers were quantified using NIH ImageJ software (Bethesda, MD, USA). Fiber diameters were measured as the shortest diameter through the muscle fiber using Zeiss Axiovision LE4 software (Carl Zeiss Microscopy, Munich, Germany).

Анализ биоразспредиления с помощью количественного ПЦР. Применяли количественную ПЦР Taqman для определения количества копий геномов вектора, присутствующих в контралатеральной мышце мишени и не-мишени, а также органах-не-мишенях, как было описано выше (18, 30). Набор вектор-специфичного праймера-зонда применяли для амплификации последовательности интронной области непосредственно ниже промотора tMCK, которая является уникальной и расположенной в трансгенной кассете scAAVrh.74.tMCK.hSGCB. В данном исследовании применяли следующие праймеры и зонд: форвардный праймер к tMCK и MHCK7 5'-GTG AGG CAC TGG GCA GGT АА-3'(SEQ ID NO: 13); реверсный праймер к интрону tMCK и MHCK7 5'-АСС TGT GGA GAG ААА GGC ААА G-3' (SEQ ID NO: 14); и зонд к интрону tMCK и MHCK7 5'-6FAM-ATC AAG GTT АСА AGA CAG-GTT ТАА GGA GAC САА TAG AAA-tamra-3' (IDT) (SEQ ID NO: 15). Количество копий подается как количество геномов вектора на микрограмм геномной ДНК. Иммуногистохимия для окрашивания иммунных клеток. Применяли иммуногистохимию для идентификации иммунных клеток. Замороженные срезы тканей на заряженых слайдах мироскопа Fisherbrand Superfrost инкубировали с крысиными моноклональными антимышиными моноклональными антителами с использованием набора HRP детекции анти-крысиный Ig (BD Pharmagen, Сан-Хосе, Калифорния, США, кат. № 551013): CD3 (кат. № 555273), CD4 (м 550280), CD8 (кат. № 550281) и Мас-3 для макрофагов (кат. № 550292). Все первичные антитела разводили 1:20 фосфатно-солевым буфером. Положительное иммуноокрашивание визуализировали с использованием DAB-хромагена, разведенного в DAB-буфере, с помощью Streptavidin-HRP-пероксидазы векстатин ABC пероксидазы. Были получены десять случайных x40 изображений для каждой мышцы и каждое соответствующе окрашено. Количество моноядерных клеток подсчитывалось и выражалось как общее число на мм2.Biodistribution analysis using quantitative PCR. Taqman qPCR was used to determine the copy number of vector genomes present in contralateral target and nontarget muscle and nontarget organs as previously described ( 18 , 30 ). A vector-specific primer-probe set was used to amplify the sequence of the intronic region immediately downstream of the tMCK promoter, which is unique and located in the scAAVrh.74.tMCK.hSGCB transgene cassette. The following primers and probe were used in this study: forward primer for tMCK and MHCK7 5'-GTG AGG CAC TGG GCA GGT AA-3'(SEQ ID NO: 13); reverse primer to the intron of tMCK and MHCK7 5'-ACC TGT GGA GAG AAA GGC AAA G-3' (SEQ ID NO: 14); and a probe to the intron of tMCK and MHCK7 5'-6FAM-ATC AAG GTT ACA AGA CAG-GTT TAA GGA GAC CAA TAG AAA-tamra-3' (IDT) (SEQ ID NO: 15). Copy number is reported as the number of vector genomes per microgram of genomic DNA. Immunohistochemistry for staining immune cells. Immunohistochemistry was used to identify immune cells. Frozen tissue sections on charged Fisherbrand Superfrost microscope slides were incubated with rat monoclonal anti-mouse monoclonal antibodies using the HRP anti-rat Ig detection kit (BD Pharmagen, San Jose, CA, USA, cat. no. 551013): CD3 (cat. no. 555273) , CD4 (m 550280), CD8 (cat. no. 550281) and Mac-3 for macrophages (cat. no. 550292). All primary antibodies were diluted 1:20 with phosphate-buffered saline. Positive immunostaining was visualized using DAB chromagen diluted in DAB buffer using Streptavidin-HRP peroxidase Vexstatin ABC peroxidase. Ten random x40 images were acquired for each muscle and each was colored accordingly. The number of mononuclear cells was counted and expressed as the total number per mm2 .

Окрашивание пикросириус красным и количественное определение коллагена. Замороженные срезы, размещенные на заряженных слайдах микроскопа Fisherbrand Superfrost, фиксировали в 10% нейтрально забуференном формалине в течение 5 мин, затем промывали в дистиллированной воде. Затем слайды инкубировали в растворе А (фосфомолибденовой кислоты) из набора окрашивания пикросириус красным (Polysciences Inc., Уоррингтон, Пенсильвания, США, кат. № 24901) в течение 2 мин. После тщательной промывки в дистиллированной воде слайды помещали в раствор В (Direct Red 80/246Тринитрофенол) на 15 мин с последующим дополнительным промыванием в дистиллированной воде, и затем инкубировали в растворе С (0,1 N гидрохлорид) в течение 2 мин. Слайды докрашивали в течение 2,5 мин с помощью 1% Fast Green в 1% ледяной уксусной кислоте от Poly Scientific (кат. № S2114), используя разведение 1:10 в деионизированной воде. Наконец, слайды снова промывали в дистиллированной воде, дегидратировали в серийно разведенном этаноле, очищали в ксилоле и накрывали покровным стеклом, применяя среду Cytoseal 60 от Thermo-Scientific (Вогтгем, Массачусетс, США, кат. № 8310). Изображения были сделаны с использованием программного обеспечения AxioVision 4.9.1 (Carl Zeiss Microscopy). Для анализа окрашивания сириус красным и посчета % коллагена контраст между красным и зеленым цветами был усилен с использованием Adobe Photoshop. Был выбран плагин деконволюции цвета в программе ImageJ и был использован вариант деконволюции цвета RGB. Изображение Red включает в себя все соединительные ткани, окрашенные сириус красным. Изображение Green включает в себя все мышцы при контрастном окрашивании Fast Green. Использовались только изображение Red и исходное изображение. Затем к изображениям был применен порог генерации для получения чернобелых изображений с областями, положительными по коллагену в черном цвете и отрицательными областями в белом цвете. Используя функцию измерения, рассчитывали площадь коллагена. Затем общую площадь ткани определяли путем преобразования исходного изображения в 8-бит и регулировки порога до 254, который является на единицу ниже полностью насыщенного изображения. Затем общую пло- 15 044609 щадь ткани измеряли, как было сделано ранее, и записывали общую площадь. Процент коллагена затем рассчитывали путем деления площади коллагена на общую площадь ткани. Затем вычисляли средний процент для каждого индивида.Picrosirius red staining and collagen quantification. Frozen sections mounted on charged Fisherbrand Superfrost microscope slides were fixed in 10% neutral buffered formalin for 5 min and then washed in distilled water. The slides were then incubated in solution A (phosphomolybdic acid) from the Picrosirius Red staining kit (Polysciences Inc., Warrington, PA, USA, cat. no. 24901) for 2 min. After thorough rinsing in distilled water, the slides were placed in solution B (Direct Red 80/246 Trinitrophenol) for 15 min, followed by an additional rinse in distilled water, and then incubated in solution C (0.1 N hydrochloride) for 2 min. Slides were counterstained for 2.5 min with 1% Fast Green in 1% glacial acetic acid from Poly Scientific (cat. no. S2114) using a 1:10 dilution in deionized water. Finally, the slides were rinsed again in distilled water, dehydrated in serially diluted ethanol, cleared in xylene, and coverslipped using Cytoseal 60 media from Thermo-Scientific (Brotherham, MA, USA, cat. no. 8310). Images were taken using AxioVision 4.9.1 software (Carl Zeiss Microscopy). To analyze Sirius Red staining and calculate % collagen, the contrast between red and green colors was enhanced using Adobe Photoshop. The ImageJ color deconvolution plugin was selected and the RGB color deconvolution option was used. The Red image includes all connective tissues stained with Sirius Red. The Green image includes all muscles when counterstained with Fast Green. Only the Red image and the original image were used. A generation threshold was then applied to the images to produce black-and-white images with collagen-positive regions in black and negative regions in white. Using the measurement function, the collagen area was calculated. The total tissue area was then determined by converting the original image to 8-bit and adjusting the threshold to 254, which is one below the fully saturated image. The total area of the tissue was then measured as previously done and the total area was recorded. The percentage of collagen was then calculated by dividing the collagen area by the total tissue area. The average percentage was then calculated for each individual.

Тетаническое сокращение диафрагмы для функциональной оценки: Мышей подвергали эвтаназии и диафрагму отсекали от креплений с ребрами, а центральное сухожилие оставляли нетронутым, и помещали в буфер К-Н, как описано ранее Beastrom et al. (Am. J. Pathol. 179: 2464-74, 2011), Rafael-Forney et al. (Circulation 124: 582-8, 2011) и Moorwood e t al. (J. Visualized Experiments 71:е50036, [год?]). Была получен срез диафрагмы шириной 2-4 мм. Полоски диафрагмы были крепко оплетены хирургическим шелком (6/0, Surgical Specialties, Reading, PA) по центральному сухожилью и сшиты через часть реберной кости, прикрепленной к дистальному концу полосы. Каждую мышцу переносили на водяную баню, заполненную кислородсодержащим раствором K-Н, который поддерживали при 37°С. Мышцы были выровнены горизонтально и привязаны непосредственно между неподвижным штифтом и двухмодовым преобразователем силы - серводвигателем (305С; Aurora Scientific, Аврора, Онтарио, Канада). Два платиновых пластинчатых электрода были помещены в ванну для органа так, чтобы охватывать длину мышцы. Мышцу растягивали до оптимальной длины для измерения одиночных сокращений, и затем оставляли на 10 мин до начала тетанического протокола. Как только мышца стабилизировалась, мышцу размещали при оптимальной длине 1g и подвергали разминке, которая состояла из трех 1 Гц дерганий каждые 30 с, за которыми следовали три 150 Гц дергания каждую минуту. После 3-минутного периода покоя диафрагму стимулировали при 20, 50, 80, 120, 150, 180 Гц, обеспечивая период покоя в 2 мин между каждым стимулом, каждый с длительностью 250 мс для определения максимальной тетанической силы. Измеряли длину и массу мышц. Сила была нормирована по мышечному весу и длине.Tetanic contraction of the diaphragm for functional assessment: Mice were euthanized and the diaphragm was dissected from its rib attachments and the central tendon was left intact and placed in K-H buffer as previously described by Beastrom et al. (Am. J. Pathol. 179: 2464-74, 2011), Rafael-Forney et al. (Circulation 124: 582-8, 2011) and Moorwood et al. (J. Visualized Experiments 71:e50036, [year?]). A 2-4 mm wide diaphragm slice was obtained. The diaphragm strips were tightly woven with surgical silk (6/0, Surgical Specialties, Reading, PA) over the central tendon and sutured through a portion of the rib bone attached to the distal end of the strip. Each muscle was transferred to a water bath filled with an oxygen-containing K-H solution, which was maintained at 37°C. The muscles were aligned horizontally and tethered directly between a fixed pin and a dual-mode force transducer servomotor (305C; Aurora Scientific, Aurora, Ontario, Canada). Two platinum plate electrodes were placed in the organ bath to span the length of the muscle. The muscle was stretched to the optimal length for single-twitch measurements and then left for 10 min before the start of the tetanic protocol. Once the muscle had stabilized, the muscle was placed at the optimal length of 1 g and subjected to a warm-up, which consisted of three 1 Hz twitches every 30 s followed by three 150 Hz twitches every minute. After a 3-min rest period, the diaphragm was stimulated at 20, 50, 80, 120, 150, 180 Hz, allowing a 2-min rest period between each stimulus, each with a duration of 250 ms to determine maximum tetanic force. The length and mass of the muscles were measured. Strength was normalized by muscle weight and length.

Магнитно-резонансная томография сердца: сердечную функцию анализировали с использованием системы визуализации магнитным резонансом (МРТ) 9,4Т и объемной катушки для мыши (Bruker BioSpin, Биллерика, Массачусетс, США). Мышей анестезировали 2,5% изофлуораном, смешанным с карбогеном (1 л/мин) в течение 3 мин перед размещением на сканирующей кровати. При размещении мышей в сканирующем аппарате и начале визуализации смесь изофлуран/карбоген снижали до 1,5% в течение оставшейся части исследования. ЭКГ и дыхание контролировали с использованием МРТ-совместимой системы (Модель 1025, Small Animal Instruments, Стонибрук, Нью-Йорк, США). Т1-взвешенные изображения cine FLASH короткой оси сердца при синхронизации были получены для всего левого желудочка (LV) мыши (TR=8 мс, ТЕ=2,8 мс, а=18о, матрица=256х256, FOV=3,0x3,0 см, толщина среза=1 мм, число срезов=7, вплоть до 20 кадров на сердечный цикл). Для анализа изображения были идентифицированы конечная диастолическая и конечная систолическая точки времени каждого изображения по малой оси, а эндокардиальная и эпикардиальная сердечные границы были отслежены вручную. Папиллярные мышцы были исключены из эндокардиальной границы LV (левый желудочек). Из этих измеренных зон рассчитывали конечный диастолический объем (EDV), конечный систолический объем (ESV), ударный объем (SV), минутный объем сердца (СО), фракцию выброса (EF) и среднюю массу LV.Cardiac magnetic resonance imaging: Cardiac function was analyzed using a 9.4T magnetic resonance imaging (MRI) system and a mouse volumetric coil (Bruker BioSpin, Billerica, MA, USA). Mice were anesthetized with 2.5% isofluorane mixed with carbogen (1 L/min) for 3 min before being placed on the scanning bed. Once mice were placed in the scanning apparatus and imaging began, the isoflurane/carbogen mixture was reduced to 1.5% for the remainder of the study. ECG and respiration were monitored using an MRI-compatible system (Model 1025, Small Animal Instruments, Stonybrook, NY, USA). T1-weighted cine FLASH cardiac short-axis images were acquired for the entire mouse left ventricle (LV) (TR=8 ms, TE=2.8 ms, α=18°, matrix=256x256, FOV=3.0x3.0 cm , slice thickness=1 mm, number of slices=7, up to 20 frames per cardiac cycle). For image analysis, the end-diastolic and end-systolic time points of each minor axis image were identified, and the endocardial and epicardial cardiac boundaries were manually traced. Papillary muscles were excluded from the endocardial border of the LV (left ventricle). From these measured zones, end-diastolic volume (EDV), end-systolic volume (ESV), stroke volume (SV), cardiac output (CO), ejection fraction (EF), and mean LV mass were calculated.

Иммунофлуоресценция: Замороженные срезы (12 мкм) передней большеберцовой мышцы (ТА), икроножной мышцы (ГАС), четырехглавой мышцы (QUAD), поясничной мышцы (ПСОАС), ягодичной мышцы (GLUT), трицепса (TRI) и диафрагмы вместе с сердцем подвергали иммунофлюоресцентному окрашиванию на трансген hSGCB с помощью нашего ранее использованного протокола, как описано в Pozgai et al., Gene Therap. 23: 57-66, 2016. Срезы инкубировали с мышиным моноклональным античеловеческий бета-саркогликан первичным антителом (Leica Biosystems, Нью Касл, Великобритания; кат. № NCL-Lb-SARC) при разведении 1:100. Четыре случайных x20 изображений, охватывающих четыре разных сектора мышцы, были получены с использованием камеры Zeiss AxioCam MRC5. Процент волокон, положительных по окрашиванию бета-саркогликана (>50% окрашивания мышечной мембраны) определяли для каждого изображения и усредняли для каждой мышцы.Immunofluorescence: Frozen sections (12 µm) of the tibialis anterior (TA), gastrocnemius (GAS), quadriceps (QUAD), psoas (PSA), gluteus (GLUT), triceps (TRI) and diaphragm along with the heart were subjected to immunofluorescence staining for the hSGCB transgene using our previously used protocol as described in Pozgai et al., Gene Therap. 23: 57–66, 2016. Sections were incubated with mouse monoclonal anti-human beta-sarcoglycan primary antibody (Leica Biosystems, New Castle, UK; cat. no. NCL-Lb-SARC) at a dilution of 1:100. Four random x20 images covering four different muscle sectors were acquired using a Zeiss AxioCam MRC5 camera. The percentage of fibers positive for beta-sarcoglycan staining (>50% muscle membrane staining) was determined for each image and averaged for each muscle.

Морфометрический анализ: окрашивание гематоксилином и эозином (ГиЭ) проводили на 12 мкм криосрезах мышц из 7-месячных мышей C57BL6 ДТ (n=5), мышей sgcb'/' (n=5) и обрабатываемых 6 месяцев rAAV.MHCK7.hSGCB мышей sgcb-/- (n=5) для анализа. Процент миофибрил с центральными ядрами определяли в мышцах ТА, GAS, QUAD, PSOAS, GLUT, TRI и диафрагме. Кроме того, диаметры мышечных волокон измеряли в мышцах GAS, PSOAS, и TRI. Четыре случайных x20 изображений для каждой мышцы для каждого животного были получены с помощью камеры Zeiss AxioCam MRC5. Подсчитывали центрально-нуклеированные волокна с использованием программного обеспечения NIH ImageJ и диаметры волокон измеряли, применяя программное обеспечение Zeiss Axiovision LE4.Morphometric analysis: Hematoxylin and eosin (H&E) staining was performed on 12 μm muscle cryosections from 7-month-old C57BL6 WT mice (n=5), sgcb'/' mice (n=5), and 6-month-old rAAV.MHCK7.hSGCB-treated sgcb mice - / - (n=5) for analysis. The percentage of myofibers with central nuclei was determined in the TA, GAS, QUAD, PSOAS, GLUT, TRI muscles and diaphragm. In addition, muscle fiber diameters were measured in GAS, PSOAS, and TRI muscles. Four random x20 images for each muscle for each animal were acquired using a Zeiss AxioCam MRC5 camera. Center-nucleated fibers were counted using NIH ImageJ software, and fiber diameters were measured using Zeiss Axiovision LE4 software.

Рентгеновские снимки: рентгеновские снимки всего тела получали на анестезированных 7месячных мышах C57BL6 ДТ (n=6), необработанных мышах sgcb’/’ (n=6) и обрабатываемых 6 месяцев rAAV.MHCK7.hSGCB мышах sgcb’/’ (n=6) с использованием цифровой рентгеновской системы Faxitron MX-20 при 26 кВ в течение 3 с (Faxitron X-Ray Corp, Линкольншир, США).X-rays: Whole body X-rays were obtained on anesthetized 7 month old C57BL6 WT mice (n=6), untreated sgcb'/' mice (n=6) and 6 month treated rAAV.MHCK7.hSGCB sgcb'/' mice (n=6) using a Faxitron MX-20 digital X-ray system at 26 kV for 3 s (Faxitron X-Ray Corp, Lincolnshire, USA).

Лазерный мониторинг активности в клетках с открытым пространством: для определения общей активности экспериментальных мышей применяли камеру активности в открытом пространстве. Мышей в возрасте 7 месяцев из контрольных групп C57BL6 ДТ (n=6) и необработанных sgcb’/’ (n=6) вместе сLaser activity monitoring in open space cages: An open space activity chamber was used to determine the overall activity of experimental mice. 7 month old mice from control C57BL6 WT (n=6) and untreated sgcb’/’ (n=6) groups together with

- 16 044609 обрабатываемыми 6 месяцев rAAV.MHCK7.hSGCB мышами sgcb-/- (n=6) подвергали анализу в соответствии с ранее описанным протоколом (Kobayashi et al., Nature 456: 511-5, 2008, Beastrom et al., Am. J. Pahol. 179: 2464-74, 2011) с несколькими модификациями. Все мыши были протестированы в одно и то же время дня ранним утром, а затем в конце ночного цикла, когда мыши наиболее активны. Всех мышей тестировали в изолированной комнате, при тусклом свете, и это делал один и тот же человек каждый раз. Чтобы уменьшить беспокойство и свести поведенческие изменения к минимуму, что может потенциально повлиять на нормальную активность мышей и, следовательно, результаты анализа, тестируемых мышей не размещали индивидуально (Voikar et al., Genes Brain Behav. 4: 240-52, 2005). За активностью мышей наблюдали, применяя Photobeam Activity System (San Diego Instruments, Сан-Диего, Калифорния). Эта система использует сетку невидимых инфракрасных световых лучей, которые пересекают камеру сверху и донизу, и справа налево, чтобы наблюдать за позицией и движением мыши в плоскостях XYZ. Активность регистрировали в течение 1 ч с 5-минутными интервалами. Мышей предварительно приспосабливали к комнате тестирования активности в течение начальной 1-часовой сессии за несколько дней до начала сбора данных. Мышей тестировали в индивидуальных камерах по 4 за раз. Оборудование для тестирования чистили каждый раз перед применением, чтобы снизить реакционные поведенческие отклонения у мышей, которые могли бы изменить наши результаты. Собранные данные были преобразованы в рабочий лист Microsoft Excel, и все вычисления были выполнены в программе Excel. Отдельные прерывания лучей при движении в плоскостях x и Y были добавлены для каждой мыши, чтобы воспроизвести общую способность к передвижению, а прерывания лучей в плоскости Z были добавлены для получения вертикальной активности в течение 1-часового периода времени.- 16 044609 6-month rAAV.MHCK7.hSGCB-treated sgcb -/ - mice (n=6) were analyzed according to a previously described protocol (Kobayashi et al., Nature 456: 511-5, 2008, Beastrom et al., Am J Pathol 179: 2464-74, 2011) with several modifications. All mice were tested at the same time of day in the early morning and then at the end of the night cycle, when the mice are most active. All mice were tested in an isolated room, under dim light, and were tested by the same person each time. To reduce anxiety and keep behavioral changes to a minimum, which could potentially interfere with the mice's normal activity and therefore assay results, test mice were not housed individually (Voikar et al., Genes Brain Behav. 4: 240-52, 2005). Mice activity was monitored using a Photobeam Activity System (San Diego Instruments, San Diego, CA). This system uses a grid of invisible infrared light beams that cross the camera from top to bottom, and from right to left, to observe the position and movement of the mouse in XYZ planes. Activity was recorded for 1 hour at 5-minute intervals. Mice were pre-acclimated to the activity testing room for an initial 1-h session several days before data collection began. Mice were tested in individual chambers, 4 at a time. Testing equipment was cleaned each time before use to reduce reactive behavioral abnormalities in mice that could alter our results. The collected data was converted into a Microsoft Excel worksheet and all calculations were performed in Excel. Individual ray interruptions for movement in the x and y planes were added for each mouse to reproduce overall locomotion ability, and ray interruptions in the z plane were added to obtain vertical activity over a 1-h time period.

Пример 1. Конструкция scAAVrh.74.tMCK.hSGCB и эффективность вектора.Example 1: scAAVrh.74.tMCK.hSGCB construction and vector efficiency.

Была сконструирована трансгенная кассета, содержащая полноразмерную кодоноптимизированную кДНК человеческого SCGB, как показано на фиг. 1А. Кассета включает в себя консенсусную последовательность Козак (ССАСС), химерный интрон SV40, синтетический сайт полиаденилирования и специфичный для мышц промотор tMCK (20), применяемый для управления экспрессией кассеты. Кассета была упакована в самокомплементарный (sc) AAV вектор rh.74, который на 93% гомологичен AAV8. Было показано, что AAVrh.74 является безопасным и эффективным в мышах и приматах, отличных от человека, особенно при преодолении сосудистого барьера, при доставке в мышцу через систему кровообращение (17, 18, 21). Эффективность вектора была установлена путем внутримышечной инъекцией в левую ТА мыши Sgcb-null. Доставка 3х1010 гв трансдуцировала 70,5±2,5% мышечных волокон, и 1x1011 гв трансдуцировала 89,0±4,0% мышечных волокон, через 3 недели после переноса гена.A transgene cassette containing the full-length codon-optimized human SCGB cDNA was constructed as shown in FIG. 1A. The cassette includes a Kozak consensus sequence (CCASS), a chimeric SV40 intron, a synthetic polyadenylation site, and a muscle-specific tMCK promoter (20) used to drive expression of the cassette. The cassette was packaged into the self-complementary (sc) AAV vector rh.74, which is 93% homologous to AAV8. AAVrh.74 has been shown to be safe and effective in mice and non-human primates, particularly in crossing the vascular barrier when delivered into muscle via the circulatory system (17, 18, 21). Vector efficacy was determined by intramuscular injection into the left TA of a Sgcb-null mouse. Delivery of 3x10 10 gv transduced 70.5 ± 2.5% of muscle fibers, and 1x 10 11 gv transduced 89.0 ± 4.0% of muscle fibers, 3 weeks after gene transfer.

Пример 2. Внутримышечная доставка scAAVrh.74.tMCK.hSGCB.Example 2: Intramuscular delivery of scAAVrh.74.tMCK.hSGCB.

После тестирования эффективности вектора, исследования были расширены, чтобы проанализировать эффективность терапии через 6 и 12 недель после переноса гена. В результате высокого уровня экспрессии после короткого 3-недельного исследования эффективности, для применения в последующих исследованиях была выбрана наиболее низкая эффективная общая доза 3x1010 гв. Пятинедельных мышей sgcb’/_ обрабатывали 3x1010 гв scAAVrh.74.tMCK.hSCGB внутримышечно в левую поперечную брюшную мышцу (ТА) и экспрессия β-саркогликана была продемонстрирована с использованием иммунофлуоресценции в 88,4±4,2% мышечных волокон через 6 недель после инъекции (n=9), и в 76,5±5,8% мышечных волокон через 12 недель после инъекции (n=6), и экспрессия была подтверждена посредством вестернблоттинга (фиг. 1В). Экспрессия β-саркогликана сопровождалась восстановлением компонентов белкового комплекса, связанных с дистрофином (а-саркогликан и дистрофии) (фиг. 1С). Применяя краситель голубой эванс (EBD - Evans blue dye) в качестве маркера проницаемости мембраны (22, 23), мы обнаружили, что все волокна, экспрессирующие экзогенный β-саркогликан, были защищены от утечки и включения EBD (фиг. 1D). Мышцы из мышей sgcb’/’показали сильную мышечную дистрофию с центральнонуклеированными волокнами, частым некрозом мышечных волокон, фиброзной тканью и значительной изменчивостью размера волокон, представленную как атрофическими, так и гипертрофическими волокнами (3, 4). Как показано на фиг. 2А, окрашивание гематоксилином и эозином демонстрирует общее улучшение дистрофического фенотипа пораженной мышцы, включая восстановление центральных ядер (необработанные sgcb-/’ - 76,8±2,3% по сравнению с обработанным AAV.hSCGB - 38,86±3,5%, Р<0,0001) (фиг. 2С). Также наблюдалась нормализация распределения размеров волокон с увеличением среднего диаметра волокна после обработки (необработанные sgcb--- 32,6±0,31 мкм по сравнению с обработанными AAV.hSGCB - 35,56± 0,22 мкм, Р<0,0001) (фиг. 2D).After testing the vector's effectiveness, the studies were expanded to analyze the effectiveness of the therapy 6 and 12 weeks after gene transfer. As a result of the high level of expression after the short 3-week efficacy study, the lowest effective total dose of 3x10 10 gv was selected for use in subsequent studies. Five-week-old sgcb' /_ mice were treated with 3x10 10 gv scAAVrh.74.tMCK.hSCGB intramuscularly into the left transverse abdominis (TA) muscle and β-sarcoglycan expression was demonstrated using immunofluorescence in 88.4±4.2% of muscle fibers after 6 weeks postinjection (n=9), and in 76.5±5.8% of muscle fibers 12 weeks postinjection (n=6), and expression was confirmed by Western blotting (Fig. 1B). Expression of β-sarcoglycan was accompanied by restoration of components of the dystrophin-associated protein complex (α-sarcoglycan and dystrophy) (Fig. 1C). Using Evans blue dye (EBD) as a marker of membrane permeability (22, 23), we found that all fibers expressing exogenous β-sarcoglycan were protected from leakage and EBD incorporation (Fig. 1D). Muscles from sgcb' / ' mice showed severe muscular dystrophy with centrally nucleated fibers, frequent muscle fiber necrosis, fibrous tissue, and significant variability in fiber size, represented by both atrophic and hypertrophic fibers (3, 4). As shown in FIG. 2A, Hematoxylin and eosin staining demonstrates an overall improvement in the dystrophic phenotype of the affected muscle, including restoration of the central nuclei (untreated sgcb - / ' - 76.8 ± 2.3% vs. treated AAV.hSCGB - 38.86 ± 3.5%, P < 0.0001) (Fig. 2C). There was also a normalization of fiber size distribution with an increase in average fiber diameter after treatment (untreated sgcb --- 32.6 ± 0.31 µm compared to treated AAV.hSGCB - 35.56 ± 0.22 µm, P < 0.0001) (Fig. 2D).

Гистопатологическим отличительным признаком мыши scgb-- является фиброз, характеризующийся обширной заменой мышечной ткани в основном коллагенами наряду с другими внеклеточными матричными компонентами, такими как фибронектин, эластин, ламинин и декорин (14). Эта замена мышечной ткани соединительной тканью является вызовом для потенциальной ценности замены генов и может ограничить степень улучшения (24). Для проверки этого, мышей, которых лечили в течение 12 недель, анализировали на предмет уменьшения фиброза. Специально оценивали мышцу ТА, поскольку ее наследуемая степень фиброза была воспроизведена в модели КО, и потому, что она представляет собой потенциальную мишень генной доставки с помощью ILV через сосуды. Окрашивание пикросириус краснымThe histopathological hallmark of the scgb- mouse is fibrosis, characterized by extensive replacement of muscle tissue primarily by collagens along with other extracellular matrix components such as fibronectin, elastin, laminin, and decorin (14). This replacement of muscle tissue with connective tissue challenges the potential value of gene replacement and may limit the extent of improvement (24). To test this, mice treated for 12 weeks were analyzed for reduced fibrosis. The TA muscle was specifically evaluated because its heritable degree of fibrosis was recapitulated in the KO model and because it represents a potential target for gene delivery by vascular ILV. Picrosirius red staining

- 17 044609 коллагена типов I и III мышц ТА показало значительное снижение (52,74%) количества коллагена, присутствующего в обработанных scAAVrh.74.tMCK.hSGCB мышцах, по сравнению с необработанными мышцами мышей scgb-/- (20,7± 0,57% по сравнению с 43,8±2,3%, обработанные AAV.hSGCB против необработанных sgcb-/- соответственно, Р<0,0001) (фиг. 2b и е). Необработанная мышца мышей scgb-/- в возрасте 5 недель на момент инъекции имела 24.05±1.5% отложения коллагена, что указывает на небольшое (14,0%) снижение количества коллагена после 12 недель лечения.- 17 044609 collagen types I and III TA muscles showed a significant decrease (52.74%) in the amount of collagen present in scAAVrh.74.tMCK.hSGCB-treated muscles compared to untreated muscles of scgb -/- mice (20.7 ± 0 .57% vs. 43.8±2.3%, AAV.hSGCB-treated vs. untreated sgcb −/− , respectively, P < 0.0001) (Fig. 2b and e). Untreated muscle from scgb −/− mice 5 weeks old at the time of injection had 24.05 ± 1.5% collagen deposition, indicating a small (14.0%) decrease in collagen amount after 12 weeks of treatment.

Пример 3. Исправление функции в скелетных мышцах после генного переноса scAAVrh.74.tMCK.hSGCB.Example 3 Correction of function in skeletal muscle after scAAVrh.74.tMCK.hSGCB gene transfer.

Чтобы определить, может ли перенос гена hSGCB улучшать мышечную функцию, мы провели оценивание функциональных свойств мышцы ТА у мышей scgb-/-, обработанных scAAVrh.74.tMCK.hSCGB. После внутримышечной доставки 3х1010 гв scAAVrh.74.tMCK.hSCGB в ТА 4-недельных мышей scgb-/-, через 6 недель после обработки мышцы ТА были подвергнуты измерениям силы in situ (n=4). Обработанные мышцы сравнивались с необработанными контралатеральными мышцами и теми из мышей C57BL/6 ДТ. Обработанная scAAVrh.74.tMCK.hSCGB мышца показала значительное улучшение как абсолютной тетанической силы, так и нормированной удельной силы (фиг. 3А и В). Обработанные мышцы имели среднюю абсолютную силу 1436,9±199,5 мН по сравнению с 770,9±118,3 мН необработанных контрольных scgb-/- (P<0,01). Аналогично, обработанные мышцы ТА производили среднюю удельную силу, составляющую 254,01±6,9 мН/мм2, а необработанные мышцы производили 124,2±13,9 мН/мм2 силы (Р<0,01). Наконец, мышцы, обработанные scAAVrh.74.tMCK.hSCGB, показали большую устойчивость к травме, вызванной сокращением, по сравнению с необработанными контрольными мышцами (фиг. 3С). Обработанные мышцы ТА потеряли 34,0±5,1% силы, произведенной после первого сокращения, тогда как необработанная больная мышца потеряла 54,1 ±3,8% (Р<0,01) силы после выполнения протокола эксцентрического сокращения. Эти данные показывают, что перенос гена hSGCB действительно обеспечивает функциональное улучшение в подверженной болезни мышце, недостаточной по βсаркогликану.To determine whether hSGCB gene transfer could improve muscle function, we assessed the functional properties of the TA muscle in scgb −/− mice treated with scAAVrh.74.tMCK.hSCGB. Following intramuscular delivery of 3x10 10 gV scAAVrh.74.tMCK.hSCGB into the TA of 4-week-old scgb −/− mice, TA muscles were subjected to in situ force measurements 6 weeks after treatment (n=4). Treated muscles were compared with untreated contralateral muscles and those from C57BL/6 WT mice. scAAVrh.74.tMCK.hSCGB-treated muscle showed significant improvement in both absolute tetanic force and normalized specific force (Fig. 3A and B). Treated muscles had a mean absolute force of 1436.9 ± 199.5 mN compared with 770.9 ± 118.3 mN of untreated scgb −/− controls (P < 0.01). Similarly, treated TA muscles produced a mean specific force of 254.01 ± 6.9 mN/mm 2 and untreated muscles produced 124.2 ± 13.9 mN/mm 2 force (P < 0.01). Finally, muscles treated with scAAVrh.74.tMCK.hSCGB showed greater resistance to contraction-induced injury compared with untreated control muscles ( Fig. 3C ). The treated TA muscle lost 34.0 ± 5.1% of the force produced after the first contraction, whereas the untreated diseased muscle lost 54.1 ± 3.8% (P < 0.01) of force after performing the eccentric contraction protocol. These data indicate that hSGCB gene transfer does provide functional improvement in disease-prone β-sarcoglycan-deficient muscle.

Пример 4. Лечение старых мышц с помощью scAAVrh.74.tMCK. hSGCB.Example 4: Treatment of old muscles with scAAVrh.74.tMCK. hSGCB.

Исследования прогрессирования заболевания в данной мышиной модели LGMD2E показали, что хотя наиболее тяжелое ремоделирование тканей в мышцах происходит между 6 и 20 неделями, гистопатология мышцы продолжает ухудшаться с возрастом, напоминая прогрессирование заболевания у пациентов (3, 4,14). Следовательно, для имитации клинической ситуации, когда лечение будет осуществляться в более старшем возрасте при более развитых мышечных повреждениях и эндомизиальном фиброзе, мы лечили 6-месячных мышей sgcb/(n=5) внутримышечно в ТА с помощью 3х1010 гв scAAVrh.74.tMCK.hSCGB. После 12 недель лечения, в возрасте 9 месяцев, 80,1±4,8% мышечных волокон были трансформированы (фиг. 4А). Окрашивание пикросириус красным коллагена типов I и III показало значительное снижение 42,2% количества коллагена, присутствующего в обработанных мышах, по сравнению с необработанной мышцей мыши scgb-/- (обработанные AAV.hSGCB - 20,0±0,80% по сравнению с необработанной scgb-/- -34,6±1,4%, Р<0,0001) (фиг. 4В и С). В возрасте лечения, 6-месячные scgb-/- мыши имели 30,8±2,0% отложения коллагена (n=4, 4 самцы); таким образом, данные результаты показывают, что лечение с помощью scAAVrh.74.tMCK.hSCGB не только предотвращает, но также имеет потенциал для устранения существующего фиброза.Studies of disease progression in this LGMD2E mouse model have shown that although the most severe tissue remodeling in muscle occurs between 6 and 20 weeks, muscle histopathology continues to deteriorate with age, reminiscent of disease progression in patients (3, 4,14). Therefore, to simulate the clinical situation where treatment would occur at an older age with more advanced muscle damage and endomysial fibrosis, we treated 6-month-old sgcb / mice (n=5) intramuscularly in the TA with 3x10 10 gv scAAVrh.74.tMCK .hSCGB. After 12 weeks of treatment, at 9 months of age, 80.1 ± 4.8% of muscle fibers were transformed (Fig. 4A). Picrosirius red staining of collagen types I and III showed a significant 42.2% reduction in the amount of collagen present in treated mice compared to untreated scgb −/− mouse muscle (AAV.hSGCB treated - 20.0 ± 0.80% vs. untreated scgb −/− −34.6 ± 1.4%, P < 0.0001) ( Fig. 4B and C ). At treatment age, 6-month-old scgb −/− mice had 30.8 ± 2.0% collagen deposition (n = 4, 4 males); Thus, these results indicate that treatment with scAAVrh.74.tMCK.hSCGB not only prevents but also has the potential to reverse existing fibrosis.

Пример 5. ILP scAAVrh.74.tMCK.hSGCB у мышей sgcb-/-.Example 5. ILP scAAVrh.74.tMCK.hSGCB in sgcb -/- mice.

Возможность делать мишенями несколько мышц на одной конечности делает возможным более клинически релевантный метод доставки для переноса пациентам LGMD2E. Доставку 5x1011 гв scAAVrh.74.tMCK.hSGCB ILP в 4-6-недельных мышей scgb-/- (n=9, 7 самцов, 2 самки) анализировали через 2 месяца после переноса гена. Экспрессия β-саркогликана достигала 91,8±4,7% волокон в икроножной мышце (GAS) и 90,6±2,8% в ТА (фиг. 5А). ILP-доставка scAAVrh.74.tMCK.hSGCB привела к значительному повышению защиты от повреждения, вызванного эксцентрическим сокращением (Р<0,05), которое не отличалось от ДТ, по сравнению с необработанными контралатеральными мышцами (фиг. 5С). Доставка через сосуды также восстановила гистопатологические параметры мышц (фиг. 5В).The ability to target multiple muscles in a single limb allows for a more clinically relevant delivery method for delivery to LGMD2E patients. Delivery of 5x1011 gV scAAVrh.74.tMCK.hSGCB ILP into 4-6 week old scgb −/− mice (n=9, 7 males, 2 females) was analyzed 2 months after gene transfer. β-sarcoglycan expression reached 91.8 ± 4.7% of fibers in the gastrocnemius muscle (GAS) and 90.6 ± 2.8% in the TA (Fig. 5A). ILP delivery of scAAVrh.74.tMCK.hSGCB resulted in a significant increase in protection from eccentric contraction-induced injury ( P < 0.05), which was not different from WT compared with untreated contralateral muscles ( Fig. 5C ). Vascular delivery also restored muscle histopathological parameters (Figure 5B).

Центральные ядра были уменьшены в ТА (необработанные sgcb-/-76,9±2,8% по сравнению с обработанными AAV.hSGCB - 23,2±5,7%, Р<0,001) и GAS (необработанные scgb-/- - 78,2±2,4% по сравнению с обработанными AAV.hSGCB - 16,8±6,6%, Р<0,001). Перенос гена также приводил к увеличению среднего размера волокна в ТА (необработанные scgb-/- - 30,53±0,52 мкм по сравнению с обработанными AAV.hSGCB - 41,9±0,46 мкм, Р<0,0001) и GAS (необработанные scgb-/- - 38,9±0,37 мкм по сравнению с обработанными AAV.hSGCB - 33,3±0,44 мкм, Р<0,0001), с нормализацией распределения диаметра волокна. Наблюдали существенное уменьшение (примерно 60%) числа клеток CD3, клеток CD4 и макрофагов (табл. 1).Central nuclei were reduced in TA (untreated sgcb -/- 76.9 ± 2.8% vs. treated AAV.hSGCB - 23.2 ± 5.7%, P < 0.001) and GAS (untreated scgb -/- - 78.2±2.4% compared to those treated with AAV.hSGCB - 16.8±6.6%, P<0.001). Gene transfer also led to an increase in the average fiber size in the TA (untreated scgb -/- - 30.53 ± 0.52 μm compared to AAV.hSGCB - treated - 41.9 ± 0.46 μm, P < 0.0001) and GAS (untreated scgb -/- - 38.9 ± 0.37 μm vs. treated AAV.hSGCB - 33.3 ± 0.44 μm, P < 0.0001), with normalization of fiber diameter distribution. A significant decrease (approximately 60%) in the number of CD3 cells, CD4 cells and macrophages was observed (Table 1).

- 18 044609- 18 044609

Таблица 1Table 1

Иммунный ответ в ILP-обработанных scAAVrh.74.tMCK.hSGCB мышейImmune response in ILP-treated scAAVrh.74.tMCK.hSGCB mice

Обработанная Processed Необработанная Raw Неинъецированные Uninjected Тип клетки Cell type левая ТА left TA правая ТА right TA ТА SGCB-/- TA SGCB-/- клеток/мм2 cells/mm 2 клеток/мм2 cells/mm 2 клеток/мм2 cells/mm 2 CD3 CD3 15,6 + 3,2 15.6 + 3.2 37,85 + 6,2 37.85 + 6.2 29, 8 + 1,7 29.8 + 1.7 CD4 CD4 20, 9 + 4,7 20.9 + 4.7 58,1 + 2,9 58.1 + 2.9 49, 0 + 0,8 49.0 + 0.8 CD8 CD8 8,2 + 1,8 8.2 + 1.8 12,7 + 2,4 12.7 + 2.4 15, 5 + 5,8 15.5 + 5.8 Макрофаг Macrophage 28,2 + 5,0 28.2 + 5.0 75, 2 + 5,6 75.2 + 5.6 100,2 + 5,9 100.2 + 5.9

Аббревиатуры: ДА, дисперсионный анализ; ILP, изолированная перфузия конечности; SGCB, βсаркогликан; ТА, передняя большеберцовая мышца. Подсчет количества иммунных клеток, представленных в неинъецированных мышах SGCB’/’, и мышцах обработанных и необработанных scAAVrh.74.tMCK.hSGCB. Показаны данные после ILP-доставки вируса, и представляют среднее число клеток/мм2±с.о.с., n=8 в группе. Односторонний дисперсионный анализ применяли для сравнения значений из трех разных групп. Количества иммунных клеток были уменьшены с статистически достоверной разницей (Р<0,01) между обработанной левой ТА, и необработанной правой ТА и/или обработанной левой ТА и неинъецированной ТА у всех штаммах за исключением для CD8.Abbreviations: ANOVA, analysis of variance; ILP, isolated limb perfusion; SGCB, βsarcoglycan; TA, tibialis anterior muscle. Enumeration of the number of immune cells present in uninjected SGCB'/' mice and scAAVrh.74.tMCK.hSGCB-treated and untreated muscles. Data are shown after ILP delivery of the virus and represent the mean number of cells/mm 2 ±s.d.s., n=8 per group. One-way analysis of variance was used to compare values from the three different groups. The numbers of immune cells were reduced with a statistically significant difference (P<0.01) between treated left TA and untreated right TA and/or treated left TA and uninjected TA in all strains except for CD8.

Окрашивание пикросириус красным мышц ТА и GAS также показало значительное снижение количества коллагена по сравнению с необработанной мышцей sgcb-/’ после доставки через сосуды (фиг. 6А). Уровни коллагена в ТА уменьшались до 21,6±1,3% в обработанной мышце по сравнению с 40,2±1,5% у необработанных scgb-/’ мышей в возрасте конечной точки иследования (Р<0,0001). Как указывалось ранее, у мышей scgb-/’ в возрасте инъекции было 24,1±1,5% коллагена в мышце ТА, что указывало на небольшое снижение (10,0%) отложения коллагена после 8 недель лечения. Аналогично, окрашивание мышцы GAS показало, что у обработанных мышей было 22,9±0,99% коллагена по сравнению с 37,9±1,3% у необработанных мышей scgb-/’ в конечной точки иследования (Р<0,0001). Выполняли качественную ПЦР для выявления уровней транскрипта коллагена в мышце, которые коррелировали с результатами окрашивания сириус красным. В совокупности эти данные показывают, что AAVопосредованная доставка человеческого β-саркогликана уменьшает мышечный фиброз, улучшает мышечную функцию и обращает вспять дистрофическую патологию подверженной заболеванию мышцы scgb’/’.Picrosirius red staining of TA and GAS muscles also showed a significant reduction in the amount of collagen compared to untreated sgcb -/ ' muscle after vascular delivery (Fig. 6A). TA collagen levels decreased to 21.6 ± 1.3% in treated muscle compared with 40.2 ± 1.5% in untreated scgb -/ ' mice at study endpoint age (P < 0.0001). As stated previously, scgb −/ ′ mice at injection age had 24.1 ± 1.5% collagen in the TA muscle, indicating a slight decrease (10.0%) in collagen deposition after 8 weeks of treatment. Similarly, GAS muscle staining showed that treated mice had 22.9±0.99% collagen compared to 37.9±1.3% in untreated scgb -/ ' mice at study endpoint (P<0.0001) . Qualitative PCR was performed to detect collagen transcript levels in muscle that correlated with Sirius Red staining results. Taken together, these data demonstrate that AAV-mediated delivery of human β-sarcoglycan reduces muscle fibrosis, improves muscle function, and reverses the dystrophic pathology of disease-prone scgb'/' muscle.

Пример 6. Безопасность и биораспределение rAAVrh.74.tMCK.hSGCB.Example 6: Safety and biodistribution of rAAVrh.74.tMCK.hSGCB.

Первоначально нормальные мыши ДТ, инъецированные 3х1010 гв scAAVrh.74.tMCK.hSGCB внутримышечно в ТА, не проявляли признаков токсичности по ГиЭ-окраске, что указывало на отсутствие неблагоприятных эффектов, вызванных вирусом. После ILP-доставки через сосуды 5x1011 гв общей дозы scAAVrh.74.tMCK.hSGCB, как описано в предыдущем разделе, безопасность оценивали у небольшой группы мышей в данной группе (n=4). Во-первых, гистологично были проанализированы мышцымишени со значительной генной экспрессией, а также органы-не-мишени, включая сердце, легкие, печень, почку, селезенку, гонады и диафрагму. Парафиновые срезы были соответственно рассмотрены ветеринарным патологоанатомом, и не было обнаружено доказательств токсичности в каком-либо указанном органе (данные не показаны). Экспрессия белка и векторное биораспределение были также оценены во всех вышеуказанных тканях и органах с помощью вестерн-блоттинга и кЦПР соответственно. Копии генома вектора были обнаружены во всех проверенных органах; однако экспрессия белка не была обнаружена ни в одном образце, кроме обработанной мышцы (фиг. 7). Наконец, анализ масс обработанной и необработанной влажных мышц не показывает существенных различий или тенденций при сравнении средних масс по сравнению с главной группой (данные не показаны). Эти данные свидетельствуют о том, что специфический для мышц промотор tMCK ограничивал экспрессию до скелетной мышцы, и вектор является нетоксичным.Initially, normal WT mice injected with 3x10 10 g of scAAVrh.74.tMCK.hSGCB intramuscularly into the TA showed no signs of toxicity by H&E staining, indicating no adverse effects caused by the virus. Following intravascular ILP delivery of 5x1011 gv of a total dose of scAAVrh.74.tMCK.hSGCB as described in the previous section, safety was assessed in a small subset of mice in this cohort (n=4). First, target muscles with significant gene expression were analyzed histologically, as were non-target organs, including heart, lung, liver, kidney, spleen, gonads and diaphragm. Paraffin sections were reviewed accordingly by a veterinary pathologist and no evidence of toxicity was found in any designated organ (data not shown). Protein expression and vector biodistribution were also assessed in all the above tissues and organs using Western blotting and qPCR, respectively. Copies of the vector genome were found in all organs tested; however, protein expression was not detected in any samples other than the treated muscle (Fig. 7). Finally, analysis of treated and untreated wet muscle masses showed no significant differences or trends when comparing mean masses compared to the main group (data not shown). These data suggest that the muscle-specific tMCK promoter restricted expression to skeletal muscle and the vector is nontoxic.

Пример 7. Гистологические и функциональные дефекты в сердце и диафрагме мышей SGCB’/’.Example 7: Histological and functional defects in the heart and diaphragm of SGCB'/' mice.

Мыши ДТ и 7-месячные SGCB’/’ (n=6 на штамм), которые не были обработаны, были проанализированы с помощью МРТ сердца и физиологии диафрагмы для поиска дефектов. После данных анализов животных умерщвляли и оценивали гистопатологию (фиг. 8). Трехцветное окрашивание показало обширный фиброз (окрашивание красным) как в диафрагме (фиг. 8А), так и в сердце (фиг. 8С). Это сопровождалось функциональной недостаточностью удельной силы в диафрагме (116,24 мН/мм2 SGCB’/’ по сравнению с 236,67 мН/мм2 ДТ, фиг. 8В) и значительной недостаточностью фракции выброса, измеренной с помощью МРТ (ДТ, 78% в сравнении с SGCB’/’ 65%, фиг. 8D).WT and 7-month-old SGCB'/' mice (n=6 per strain) that were not treated were analyzed with cardiac MRI and diaphragm physiology to look for defects. Following these analyses, animals were sacrificed and histopathology assessed (Fig. 8). Tricolor staining showed extensive fibrosis (red staining) in both the diaphragm (Fig. 8A) and the heart (Fig. 8C). This was accompanied by a functional deficiency of specific force in the diaphragm (116.24 mN/mm 2 SGCB'/' vs. 236.67 mN/mm 2 DT, Fig. 8B) and a significant deficiency of ejection fraction measured by MRI (DT, 78 % compared to SGCB'/' 65%, Fig. 8D).

Пример 8. Конструкция scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB и эффективность вектора.Example 8. Construction of scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB and vector efficiency.

Была сконструирована трансгенная кассета, содержащая полноразмерную кодоноптимизированную кДНК SCGB человека, как показано на фиг. 9А. Кассета включает в себя консенсусную последовательность Козак (ССАСС), химерный интрон SV40, синтетический сайт полиаденилироA transgene cassette containing the full-length codon-optimized human SCGB cDNA was constructed as shown in FIG. 9A. The cassette includes the Kozak consensus sequence (CCASS), a chimeric SV40 intron, a synthetic polyadenylated site

- 19 044609 вания и специфичный для мышц MHCK7, применяемый для управления экспрессией кассеты. Это промотор на основе MCK, который использует энхансер 206 п.н., взятый из примерно 1,2 кб 5' сайта начала транскрипции в гене креатинкиназы эндогенных мышц с проксимальным промотором (enh358MCK, 584bp)3,12. Кассета была упакована в самокомплементарный (sc) AAV вектор rh.74, который на 93% гомологичен AAV8. Было показано, что AAVrh.74 является безопасным и эффективным в мышах и приматах, отличных от человека, особенно при преодолении сосудистого барьера, при доставке в мышцу через систему кровообращение (17, 18, 21). Эффективность вектора была установлена путем внутримышечной инъекцией в левую ТА мыши Sgcb-null. Доставка 3х1010 гв трансдуцировала >90% мышечных волокон через 4 недели после переноса гена.- 19 044609 vaniya and muscle-specific MHCK7 used to control the expression of the cassette. This is an MCK-based promoter that uses a 206-bp enhancer taken from approximately 1.2 kb of the 5′ transcription start site in the endogenous muscle creatine kinase gene with a proximal promoter (enh358MCK, 584bp) 3,12 . The cassette was packaged into the self-complementary (sc) AAV vector rh.74, which is 93% homologous to AAV8. AAVrh.74 has been shown to be safe and effective in mice and non-human primates, particularly in crossing the vascular barrier when delivered into muscle via the circulatory system (17, 18, 21). Vector efficacy was determined by intramuscular injection into the left TA of a Sgcb-null mouse. Delivery of 3x10 10 gv transduced >90% of muscle fibers 4 weeks after gene transfer.

Пример 9. Системная доставка scAAV.MHCK7.hSGC.Example 9 Systemic delivery of scAAV.MHCK7.hSGC.

Мы доставляли вектор через инъекцию в хвостовую вену 14 мышам SGCB-/- в дозе 1х1012 гв общей дозы (5х1013 гв/кг) для оценки экспрессии трансгена и эффективности нашего вектора при системной доставке с длительным шестимесячным контрольным моментом времени. Мышей инъецировали в возрасте 4 недель, и полное вскрытие было проведено через 6 месяцев после инъекции (1 мышь убрали из исследования через 1 месяц, а 2 мыши - через 4 месяца в качестве промежуточных оценок экспрессии). Все скелетные мышцы, обсуждавшиеся выше, вместе с диафрагмой и сердцем были извлечены для анализа. Органы также изымали для анализа токсикологии и биораспределения.We delivered the vector via tail vein injection to 14 SGCB / mice at a dose of 1 x 10 12 gV total dose (5 x 10 13 gV/kg) to evaluate transgene expression and the efficacy of our vector when delivered systemically with a long-term six-month control time point. Mice were injected at 4 weeks of age, and full necropsy was performed 6 months after injection (1 mouse was removed from the study at 1 month and 2 mice were removed at 4 months as interim expression assessments). All skeletal muscles discussed above, along with the diaphragm and heart, were removed for analysis. Organs were also removed for toxicology and biodistribution analysis.

Иммунофлуоресцентное окрашивание бета-саркогликана человека использовали для определения экспрессии трансгена hSGCB в 5 мышцах конечностей, как левых, так и правых, в дополнение к диафрагме и сердцу 6 мышей КО, которым давали системную инъекцию вектора hSGCB. Данные мышцы включали ТА, икроножную мышцу (GAS), четырехглавую мышцу (QUAD), ягодичную мышцу (GLUT) (не показана), поясничную мышцу (PSOAS) и трицепс (TRI) (фиг. 10). Качественный анализ сердечной ткани также использовался для оценки относительного уровня экспрессии трансгена в сердечной мышце после доставке.Human beta-sarcoglycan immunofluorescence staining was used to determine hSGCB transgene expression in 5 limb muscles, both left and right, in addition to the diaphragm and heart of 6 KO mice that were given a systemic injection of the hSGCB vector. These muscles included the TA, gastrocnemius (GAS), quadriceps (QUAD), gluteus (GLUT) (not shown), psoas (PSOAS), and triceps (TRI) (Fig. 10). Qualitative analysis of cardiac tissue was also used to assess the relative level of transgene expression in cardiac muscle after delivery.

Четыре изображения 20х были получены для каждой мышцы, и для каждого изображения был определен процент положительных волокон hSGCB, в результате чего получали средний процент трансдукции для каждой мышцы из каждой мыши. Результаты, показанные на фиг. 10 и фиг. 11, демонстрируют трансдукцию >98% во всех проанализированных мышцах, включая диафрагму и сердце. У мышей, недостаточных по β-саркогликану, полностью отсутствовал белок как показал анализ иммунофлюоресценции. Терапевтическая доза в виде общей дозы 1х1012 гв приводила к средней трансдукции вектором 97,96±0,36% (±СОС) у всех скелетных мышцах, включая диафрагму, и примерно к 95% или больше в сердечной мышце (данные не показаны).Four 20x images were acquired for each muscle, and the percentage of hSGCB positive fibers was determined for each image, resulting in an average percentage of transduction for each muscle from each mouse. The results shown in FIG. 10 and fig. 11 demonstrate >98% transduction in all muscles analyzed, including the diaphragm and heart. β-sarcoglycan-deficient mice completely lacked the protein as shown by immunofluorescence analysis. The therapeutic dose of a total dose of 1 x 10 12 gV resulted in an average vector transduction of 97.96 ± 0.36% (±SEM) in all skeletal muscles, including the diaphragm, and approximately 95% or greater in cardiac muscle (data not shown).

Пример 10. Долгосрочная системная доставка scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB мышам SGCB--.Example 10 Long-term systemic delivery of scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB to SGCB-- mice.

Исследовали длительную (б-месячную) системную доставку трансгенной кассеты β-саркогликана у мышей sgcb-/-, для получения результатов по анализу одномесячной эффективности, описанному в примере 9. Мышей sgcb-/- 4-5-недельного возраста обрабатывали общей дозой 1х1012 гв scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB внутривенно через хвостовую вену (n=5). Мыши были вскрыты через 6 месяцев после инъекции, и экспрессия трансгена hSGCB была продемонстрирована с использованием иммунофлуоресценции в шести скелетных мышцах, как левых, так и правых, в дополнение к диафрагме и сердцу, у всех обработанных мышей. Скелетные мышцы, которые анализировали, включали в себя ТА, GAS, QUAD, ягодичную мышцу (GLUT), PSOAS и TRI. Средняя экспрессия hSGCB, вызванная системной доставкой, у обработанных мышей составила 98,13±0,31% (±СОС) для всех скелетных мышц, включая диафрагму, с экспрессией в сердце, превышающей >95%. Репрезентативные изображения показаны на фиг. 12b. Уровни экспрессии в каждом отдельном типе мышц, усредненные для всех обработанных мышей, показаны в табл. 2. Вестерн-блоттинг, как показано на фиг. 12с, подтверждает экспрессию трансгена во всех мышцах. Значения экспрессии в Таблице 2 представлены для различных мышц как среднее значение левой и правой мышц из инъецированных системно мышей (n=5). Значения указаны как среднее ±СОС. Кроме того, количественное определение экспрессии трансгена hSGCB в сердцах у обработанных мышей с помощью вестерн-блоттинга и денситометрии указывает на избыточную экспрессию hSGCB вплоть до 72,0% выше уровня экспрессии BL6 ДТ (фиг. 12d), что коррелирует с высокими уровнями, определенными в скелетной мышце.Long-term (6-month) systemic delivery of the β-sarcoglycan cassette transgene was studied in sgcb - / - mice to obtain results from the one-month efficacy assay described in Example 9. 4-5 week old sgcb - / - mice were treated with a total dose of 1x10 12 gv scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB intravenously through the tail vein (n=5). Mice were necropsied 6 months after injection, and hSGCB transgene expression was demonstrated using immunofluorescence in six skeletal muscles, both left and right, in addition to the diaphragm and heart, in all treated mice. Skeletal muscles analyzed included TA, GAS, QUAD, gluteal muscle (GLUT), PSOAS, and TRI. The average hSGCB expression induced by systemic delivery in treated mice was 98.13±0.31% (±SEM) for all skeletal muscle, including the diaphragm, with expression in the heart exceeding >95%. Representative images are shown in FIG. 12b. Expression levels in each individual muscle type, averaged across all treated mice, are shown in Table 1. 2. Western blotting as shown in FIG. 12c confirms transgene expression in all muscles. Expression values in Table 2 are presented for different muscles as the average of left and right muscles from systemically injected mice (n=5). Values are given as mean ±SEM. In addition, quantification of hSGCB transgene expression in hearts from treated mice by Western blotting and densitometry indicates hSGCB overexpression up to 72.0% above BL6 WT expression levels (Fig. 12d), which correlates with the high levels detected in skeletal muscle.

- 20 044609- 20 044609

Таблица 2table 2

Иммунофлуоресценция экспрессии β-саркогликанаImmunofluorescence of β-sarcoglycan expression

Доза Dose Конечная Ultimate % Волокон, % Fiber, Мышца Muscle Путь доставки IV Delivery way IV (гв Общая доза) (gv Total dose) точка (месяцы) dot (months) экспрессирующих SGCB expressing SGCB ТА TA (внутривенно) IV (intravenously) IV 1е12 1e12 6 6 98,88 ± 0,55 98.88 ± 0.55 GAS G.A.S. (внутривенно) IV (intravenously) IV 1е12 1e12 6 6 98,24 + 0,82 98.24 + 0.82 QD QD (внутривенно) IV (intravenously) IV 1е12 1e12 6 6 99,32 ± 0,19 99.32 ± 0.19 GLUT GLUT (внутривенно) IV (intravenously) IV 1е12 1e12 6 6 97,50 ± 0,39 97.50 ± 0.39 PSOAS PSOAS (внутривенно) IV (intravenously) IV 1е12 1e12 6 6 98,75 ± 0,23 98.75 ± 0.23 TRI TRI (внутривенно) IV (intravenously) IV 1е12 1e12 6 6 97,21 ± 1,35 97.21 ± 1.35 Диафрагма Diaphragm (внутривенно) IV (intravenously) IV 1е12 1e12 6 6 97,00 ± 1,26 97.00 ± 1.26 Сердце Heart (внутривенно) (intravenously) 1е12 1e12 6 6 >95% >95% Важная характеристика мышцы sgcb. An important characteristic of the sgcb muscle. описанная в described in предыдущих сообщениях (Araishi et al., Hum. previous reports (Araishi et al., Hum.

Mol. Genet 8: 1589-98, 1999, Durbeej et al., Mol. Cell. 5:141-51, 2000) и проиллюстрированная окрашиванием гематоксилином и эозином GAS и диафрагмы на фиг. 13а, представляет собой тяжелую дистрофическую патологию, включающую центральное нуклеирование, некроз, воспалительную инфильтрацию и фиброз. Генный перенос значительно улучшил состояние данной патологии, облегчая многие из этих дистрофических признаков (фиг. 13а). Количественная оценка гистологических параметров показала значительное снижение центрального нуклеирования в различных скелетных мышцах, проанализированных в результате генного переноса (фиг. 13b). При ожидаемых низких уровнях центрального нуклеирования у мышей BL6 ДТ во всех мышцах в среднем составляющих 1,89±0,39%, как отмечено в данном документе, с учетом всех проанализированных мышц, в среднем 66,85±1,86% центральных ядер у необработанных мышей ssgcb7’ по сравнению с 36,30±5,16% в обработанной AAV.MHCK7.hSGCB мышце sgcb-/- (p <0,0001) в табл. 3 ниже приведены подсчеты центральных ядер и диаметров волокон для различных мышц в виде среднего (±СОС) левой и правой мышц из BL6 ДТ, sgcb-/- и системно инъецированных мышей (n=5 в группе). Следует отметить, что наиболее значительная волна разрушения/восстановления происходит через 3 недели в мышце sgcb-/-, признаком чего служат центрально размещенные ядра. Животных лечили после такого повреждения, и поэтому не ожидалось полного восстановления центральных ядер. Более глубокий анализ гистопатологии мышц показал нормализацию распределения размеров волокон, сопровождающуюся увеличением среднего диаметра волокна у больных мышей, обработанных вектором, по сравнению с необработанными мышами sgcb’/’ у всех трех исследованных мышцах (GAS: необработанные sgcb’/’ - 28,37±0,23 мкм по сравнению с обработанными AAV.hSGCB - 36,04±0,17 мкм, р<0,0001) (PSOAS: необработанные sgcb’A - 24,75±0,23 мкм по сравнению с обработанными AAV.hSGCB - 38,43±0,28 мкм, р<0,0001) (TRI: необработанные sgcb’A - 28±0,31 мкм по сравнению с обработанными AAV.hSGCB - 35,56±0,22 мкм, р<0,0001) (фиг. 13с, 13d, табл. 3).Mol. Genet 8: 1589-98, 1999, Durbeej et al., Mol. Cell. 5:141-51, 2000) and illustrated by hematoxylin and eosin staining of the GAS and diaphragm in FIG. 13a is a severe degenerative pathology, including central nucleation, necrosis, inflammatory infiltration and fibrosis. Gene transfer significantly improved the condition of this pathology, alleviating many of these dystrophic symptoms (Fig. 13a). Quantification of histological parameters showed a significant reduction in central nucleation in various skeletal muscles analyzed as a result of gene transfer (Fig. 13b). With the expected low levels of central nucleation in BL6 WT mice in all muscles averaging 1.89 ± 0.39%, as noted herein, taking into account all muscles analyzed, an average of 66.85 ± 1.86% central nuclei in untreated ssgcb 7 ' mice compared to 36.30±5.16% in AAV.MHCK7.hSGCB-treated sgcb - / - muscle (p < 0.0001) in Table. Figure 3 below shows the counts of central nuclei and fiber diameters for various muscles as the mean (±SEM) of left and right muscles from BL6 WT, sgcb -/- and systemically injected mice (n=5 per group). It should be noted that the most significant wave of destruction/repair occurs after 3 weeks in the sgcb -/- muscle, as evidenced by centrally located nuclei. The animals were treated after such damage and therefore complete recovery of the central nuclei was not expected. A more in-depth analysis of muscle histopathology revealed a normalization of fiber size distribution accompanied by an increase in mean fiber diameter in vector-treated diseased mice compared to untreated sgcb'/' mice in all three muscles examined (GAS: untreated sgcb'/' - 28.37± 0.23 µm compared to treated AAV.hSGCB - 36.04±0.17 µm, p<0.0001) (PSOAS: untreated sgcb' A - 24.75±0.23 µm compared to treated AAV.hSGCB - 38.43±0.28 µm, p<0.0001) (TRI: untreated sgcb' A - 28±0.31 µm compared to treated AAV.hSGCB - 35.56±0.22 µm, p<0 .0001) (Fig. 13c, 13d, Table 3).

- 21 044609- 21 044609

Таблица 3Table 3

Анализ процентного центрального нуклеированияPercent Central Nucleation Analysis

Группа животных Group of animals Доза (гв Общая доза) Dose (guards Total dose) Мышца Muscle % Центральных ядер (Среднее± COC) % Central cores (Mean± COC) Комбинир ованное средне % ЦЯ (± СОС) Combined average % CN (± SEM) Диаметр волокна мкм (Среднее± СОС) Fiber diameter µm (Mean± SEM) C57BL6 ДТ C57BL6 DT N/A N/A ТА TA 1,78 + 0,86 1.78 + 0.86 1,89 ± 0,39 1.89 ± 0.39 N/A N/A GAS G.A.S. 0,83 + 0,41 0.83 + 0.41 39,69 ± 39.69 ± 0, 18 0.18 QD QD 0,98 + 0,31 0.98 + 0.31 N/A N/A GLUT GLUT 2,50 + 0, 68 2.50 + 0.68 N/A N/A PSOAS PSOAS 1,26 + 0,28 1.26 + 0.28 40,96 ± 0,22 40.96 ± 0.22 TRI TRI 2,13 + 0,36 2.13 + 0.36 41,53 ± 0,24 41.53 ± 0.24 DIA DIA 3,75 + 1,30 3.75 + 1.30 N/A N/A ЗдсН^ ZdsN^ N/A N/A TA T.A. 70,45 + 3, 04 70.45+ 3, 04 66,85 ± 1,86 66.85 ± 1.86 N/A N/A GAS G.A.S. 67,26 + 1,81 67.26+ 1.81 28,37 ± 0,23 28.37 ± 0.23 QD QD 63,57 + 2,09 63.57 + 2.09 N/A N/A GLUT GLUT 61,34 + 2,05 61.34 + 2.05 N/A N/A PSOAS PSOAS 62,73 + 5,20 62.73 + 5.20 24,75 ± 0,22 24.75 ± 0.22 TRI TRI 67,11 + 2,83 67.11 + 2.83 28,74 ± 0,22 28.74 ± 0.22 DIA DIA 75,47 + 3,79 75.47+ 3.79 N/A N/A Обработанные AAV.MHCK7.hSG СВ Processed AAV.MHCK7.hSG NE 1,00Е+ 12 1.00E+ 12 TA T.A. 43,85 + 3, 89 43.85 + 3, 89 36, 30 ± 5,16 36, 30 ± 5.16 N/A N/A GAS G.A.S. 38,71 + 3,50 38.71 + 3.50 36, 04 ± 0, 18 36.04 ± 0.18 QD QD 46, 10 + 6,26 46, 10+ 6.26 N/A N/A GLUT GLUT 42,11 + 5,48 42.11 + 5.48 N/A N/A PSOAS PSOAS 21,00 + 4, 69 21.00 + 4, 69 38,43 ± 0,28 38.43 ± 0.28

-22044609-22044609

TRI TRI 48,39 ± 6,20 48.39 ± 6.20 39,92 ± 0,27 39.92 ± 0.27 DIA DIA 11,59 ± 2,08 11.59 ± 2.08 N/A N/A

Из-за значимой роли фиброза в патогенезе LGMD2E и эффективности терапии было важно продемонстрировать ту же эффективность в снижении фиброза. Это было обнаружено с локализованным переносом гена β-саркогликана сразу же после системной доставки scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB. Применяя окрашивание пикросирус красным коллагена типов I и III, мы проанализировали уровни коллагена в икроножных мышцах и диафрагме у 7-месячных мышей BL6 ДТ (n=4), необработанных мышей sgcb-/(n=4), и обработанных мышей sgcb’A (n=5) через 6 месяцев после инъекции. Обработанные мышцы показали значительно меньшее отложение коллагена по сравнению с необработанными мышцами sgcb’/’ (фиг. 14а). Трансдуцированная вектором мышца GAS содержала 17,55±0,59% коллагена по сравнению с 43,55±3,33% коллагена в необработанных мышцах GAS sgcb’A (p<0,0001). Кроме того, обработанная диафрагма имела 21,67±1,09% коллагена по сравнению с 44,05±2,39% в необработанной мышцей sgcb’A (p<0,0001) (фиг. 14b), демонстрируя способность переноса гена hSGCB уменьшать фиброзный компонент фенотипа LGMD2E.Due to the significant role of fibrosis in the pathogenesis of LGMD2E and the effectiveness of therapy, it was important to demonstrate the same effectiveness in reducing fibrosis. This was found with localized β-sarcoglycan gene transfer immediately following systemic delivery of scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB. Using picrosirus red staining for collagen types I and III, we analyzed collagen levels in the gastrocnemius muscles and diaphragm of 7-month-old BL6 WT mice (n=4), untreated sgcb -/ mice (n=4), and treated sgcb' A mice ( n=5) 6 months after injection. Treated muscles showed significantly less collagen deposition compared to untreated sgcb'/' muscles (Fig. 14a). Vector-transduced GAS muscle contained 17.55 ± 0.59% collagen compared to 43.55 ± 3.33% collagen in untreated GAS sgcb' A muscle (p < 0.0001). Additionally, the treated diaphragm had 21.67±1.09% collagen compared to 44.05±2.39% in untreated sgcb'A muscle (p<0.0001) (Fig. 14b), demonstrating the ability to transfer the hSGCB gene reduce the fibrotic component of the LGMD2E phenotype.

Пример 11. Восстановление функции диафрагмы после системной доставки.Example 11: Restoration of diaphragm function after systemic delivery.

Чтобы определить, может ли перенос гена hSGCB улучшить функцию мышц, мы оценили функциональные свойства диафрагменной мышцы у мышей SGCB7’, обработанных scAAVrh.74.MHCK7.hSCGB (см. Griffin et al. для методов). Сначала установили наличие функциональной недостаточности в диафрагмах мышей SGCB7’. Диафрагмы КО продемонстрировали снижение удельной силы на 50,9% (116,24 мН/мм2) по сравнению с мышами BL6 ДТ (116,24 мН/мм2 по сравнению с 236,67 мН/мм2) и большую потерю силы после протокола интенсивного утомления (потеря 23% в SGCB7’ ; потеря 7% в BL6 ДТ). Доставка scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB через хвостовую вену привела к почти 100% экспрессии hSGCB в диафрагме, приводя к восстановлению функции диафрагмы с удельной силой, улучшенной до 226,07 мН/мм2, и большей устойчивостью к усталости с потерей только 12% силы (n=5) (фиг. 15).To determine whether hSGCB gene transfer could improve muscle function, we assessed the functional properties of the diaphragm muscle in SGCB 7 ' mice treated with scAAVrh.74.MHCK7.hSCGB (see Griffin et al. for methods). First, we established the presence of functional deficiency in the diaphragms of SGCB 7 ' mice. KO diaphragms showed a 50.9% decrease in specific force (116.24 mN/mm 2 ) compared to BL6 WT mice (116.24 mN/mm 2 versus 236.67 mN/mm 2 ) and greater loss of strength after intensive fatigue protocol (23% loss in SGCB 7 '; 7% loss in BL6 DT). Delivery of scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB via the tail vein resulted in almost 100% expression of hSGCB in the diaphragm, resulting in restoration of diaphragm function with specific force improved to 226.07 mN/mm 2 and greater fatigue resistance with only 12% loss. strength (n=5) (Fig. 15).

Пример 12. Доставка scAAVrh.74.CMV.miR29C уменьшает фиброз у мышей SGCB’/’.Example 12: Delivery of scAAVrh.74.CMV.miR29C reduces fibrosis in SGCB'/' mice.

Обширный фиброз, который мы идентифицировали как в скелетной мышце (фиг. 2, 4, так и 6), так и в сердце и диафрагме (фиг. 8), продемонстрировал необходимость лечения отложения коллагена (фиброза) при LGMD2E. Ранее мы обнаружили, что при мышечной дистрофии Дюшенна наиболее сильно была уменьшена Mir29C (из Mir29A, В и С). Было предположено, что Mir-29C также будет уменьшена у мышей с недостаточностью по бета-саркогликану (мышиная модель LGMD2E). Мы доказали, что является правдой (фиг. 15). Количества Mir29C были снижены, уровни фиброза (коллагена) были увеличены, а три компонента фиброза (Co1A, Co13A и Fbn) были увеличены на уровне РНК. Чтобы проверить, можем ли мы предотвратить фиброз с помощью Mir29C, в переднюю большеберцовою мышцу 4-недельных мышей SGCB’/’ (n=5) вводили геннотерапевтический вектор scrAAVrh.74.CMV.miR29c (3x1011 гв). scrAAVrh.74.CMV.miR29c показан на фиг. 16 и описан в предварительной заявке США 62/323163, раскрытие которой включено в данный документ посредством ссылки в полном объеме. Через 2 месяца лечения с помощью AAVrh.74.CMV.miR29C мышцы ТА собирали у обработанных и контрольных мышей SGCB’/’, и мышей ДТ, и анализировали на фиброз (уровни коллагена) (n=5 в группе). Применяя окрашивание сириус красным и количественное определение, обнаруживали что уровни коллагена снижался после лечения (см. фиг. 17). Количества транскриптов Col1A, Col3A и Fbn нормализировались, а размер мышечных волокон увеличивался. Репрезентативные изображения отсканированных полных срезов необработанных и обработанных AAVrh.74.CMV.miR29C передних большеберцовых мышц, окрашенных сириусом красным, который окрашивает коллаген 1 и 3, показаны на фиг. 18. Это свидетельствует о том, что scAAVrh.74.CMV.miR29C снижает фиброз у мышей SGCB’/’ и может применятся в комбинации с заменой гена с помощью scAAVrh.74.tMCK.hSGCB или scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB.The extensive fibrosis that we identified in both skeletal muscle (Figs. 2, 4, and 6) and in the heart and diaphragm (Fig. 8) demonstrated the need to treat collagen deposition (fibrosis) in LGMD2E. We previously found that Mir29C (out of Mir29A, B and C) was most severely reduced in Duchenne muscular dystrophy. It was hypothesized that Mir-29C would also be reduced in beta-sarcoglycan-deficient mice (LGMD2E mouse model). We have proven that this is true (Fig. 15). Mir29C amounts were decreased, fibrosis (collagen) levels were increased, and three components of fibrosis (Co1A, Co13A, and Fbn) were increased at the RNA level. To test whether we could prevent fibrosis with Mir29C, the tibialis anterior muscle of 4-week-old SGCB'/' mice (n=5) was injected with the gene therapy vector scrAAVrh.74.CMV.miR29c (3x1011 gv). scrAAVrh.74.CMV.miR29c is shown in Fig. 16 and is described in US Provisional Application No. 62/323,163, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. After 2 months of treatment with AAVrh.74.CMV.miR29C, TA muscles were harvested from treated, control, and WT SGCB'/' mice and analyzed for fibrosis (collagen levels) (n=5 per group). Using Sirius red staining and quantitation, collagen levels were found to decrease after treatment (see FIG. 17). The amounts of Col1A, Col3A and Fbn transcripts were normalized, and muscle fiber size increased. Representative images of scanned whole sections of untreated and AAVrh.74.CMV.miR29C-treated tibialis anterior muscles stained with Sirius red, which stains collagen 1 and 3, are shown in Figs. 18. This suggests that scAAVrh.74.CMV.miR29C reduces fibrosis in SGCB'/' mice and can be used in combination with gene replacement using scAAVrh.74.tMCK.hSGCB or scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB.

Пример 13. Внутривенный перенос гена мышам SGCB’/’ уменьшает кифосколиз грудного отдела позвоночника.Example 13: Intravenous gene transfer into SGCB'/' mice reduces kyphoscolysis of the thoracic spine.

Вырождение мышц туловища из-за ухудшающейся гистопатологии у пациентов, страдающих от LGMD2E, можно отнести к кифозу. Кифосколиоз грудного отдела позвоночника из-за ослабления мышц, поддерживающих позвоночный столб, может привести к тому, что диафрагма будет выдвинута вперед, что еще больше ухудшит объем легких и функцию диафрагмы. Была использована рентгенография всего тела для определения степени кифоза у 7-месячных мышей BL6 ДТ (n=6), мышей sgcb-/- (n=6) и обработанных мышей sgcb’/’ через 6 месяцев после инъекции (n=6), из-за тяжести фенотипа у мыши sgcb’/’ с общим анатомическим видом кифосколиоза. Балл кифотического индекса (KI) определяет количественное значение степени кифосколиза (Laws et al. J. Appl. Physiol. 97: 1970-7, 2004). Как показано на панели ДТ на фиг. 19а, балл KI представляет собой отношение длины от передней к задней конечности по сравнению с длиной средней линии к вершине кривизны в позвоночнике. В то время как мыши sgcb’/’имелиDegeneration of the trunk muscles due to worsening histopathology in patients suffering from LGMD2E can be attributed to kyphosis. Kyphoscoliosis of the thoracic spine, due to weakening of the muscles that support the spinal column, can cause the diaphragm to be pushed forward, further impairing lung capacity and diaphragmatic function. Whole-body radiography was used to determine the degree of kyphosis in 7-month-old BL6 WT mice (n=6), sgcb -/- mice (n=6), and treated sgcb'/' mice 6 months post-injection (n=6). due to the severity of the phenotype in the sgcb'/' mouse with a common anatomical appearance of kyphoscoliosis. The Kyphotic Index (KI) score quantifies the degree of kyphoscolysis (Laws et al. J. Appl. Physiol. 97: 1970-7, 2004). As shown in the DT panel in FIG. 19a, the KI score is the ratio of the length from the forelimb to the hindlimb compared to the length of the midline to the apex of curvature in the spine. While the sgcb' / 'mice had

- 23 044609 сильно изогнутый позвоночник и более низкий показатель KI 3,64±0,16 (n=6), мыши BL6 ДТ имеют значительно более прямой позвоночник, что дает более высокую оценку KI 6,01 ±0,41 (n=6) (р<0,01) (фиг. 19b). Обработанные мыши sgcb-/- демонстрируют значительное снижение степени кифоза позвоночника с увеличением показателя KI до 5,39±0,58 (n=6) (р<0,05) (фиг. 19b). Эти данные показали, что внутривенная доставка scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB полезна для общей целостности позвоночника и может облегчить кифоз и суставные контрактуры, присутствующие при данной болезни. Эти данные продемонстрировали облегчение кифоза и увеличение физической активности у мышей sgcb-/- после системной доставки rAAV вектора согласно изобретению. Эти данные являются дополнительным доказательством того, что генная терапия согласно изобретению улучшает качество жизни пациентов с LGMD2E.- 23 044609 highly curved spine and lower KI score of 3.64±0.16 (n=6), BL6 WT mice have a significantly straighter spine, resulting in a higher KI score of 6.01±0.41 (n=6 ) (p<0.01) (Fig. 19b). Treated sgcb-/- mice showed a significant reduction in the degree of spinal kyphosis with an increase in KI score to 5.39±0.58 (n=6) (p<0.05) (Fig. 19b). These data showed that intravenous delivery of scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB is beneficial to the overall integrity of the spine and may alleviate kyphosis and joint contractures present in this disease. These data demonstrated an improvement in kyphosis and an increase in physical activity in sgcb - / - mice after systemic delivery of the rAAV vector of the invention. These data provide further evidence that the gene therapy of the invention improves the quality of life of patients with LGMD2E.

Пример 14. Оценка кардиомиопатии.Example 14: Evaluation of cardiomyopathy.

Гистологическое разрушение мышц конечностей и диафрагмы также обнаружено в миокарде 7месячных мышей sgcb-/-, особенно с проявлением некроза миокарда и фиброза, как видно по окрашиванию ГиЭ и пиркосириус красного (фиг. 20а). Презентация нарушения функции сердца часто в виде расширенной кардиомиопатии с уменьшенным минутным объемом сердца и меньшей фракцией выброса (Semplicini et al., Neurology 84: 1772-81, 2015, Fanin et al., Neuromuscul Disorder 13:303-9, 2003). Была использована магнитно-резонансная томография сердца (MPT) для оценки нескольких функциональных параметров сердца с целью установления функциональной недостаточности в миокарде мышей sgcb-/- по сравнению с мышами BL6 ДТ для использования в качестве меры измерения функциональности. Визуализация контрольных мышей в возрасте 7 месяцев показала снижение на 29,4% ударного объема с 0,041±0,0019 мкл у сердец sgcb-/- по сравнению с 0,029±0,0024 мл у сердец BL6 ДТ (р<0,01), на 31,7% меньший минутный объем сердца с 14,70±0,74 мкл/мин у сердец sgcb-/- по сравнению с 12,72±0,97 мл/мин у сердец BL6 ДТ и, наконец, на 14,3% меньшую фракцию выброса, 66,21±3,83% у сердец sgcb-/по сравнению с 76,90±1,67% у сердец BL6 ДТ (р<0,05) (фиг. 20b). Это указывает на умеренное снижение общей сердечной функции в этом возрасте и тенденцию к развитию кардиомиопатии. Восстановление экспрессии hSGCB в сердцах мышей КО через системную доставку частично исправляло данные недостаточности, улучшая ударный объем до 0,032±0,0027 мл, минутный объем сердца до 14,66±0,75 мл/мин и фракцию выброса до 68,16±2,31% (фиг. 19b). Как показал вестерн-блоттинг, коррелирующая с гистологическим и функциональным нарушением сердечной ткани, описанным в данном документе, экспрессия сердечного тропонина I (cTrpI), важного регулятора сердечной функции и индикатора (биомаркер) сердечного повреждения, уменьшена в сердцах больных sgcb-/- до 60,38% уровней, наблюдаемых у мышей BL6 ДТ (фиг. 20с). Уровни cTrpI восстанавливаются после лечения до уровней 35,80% экспрессии, наблюдаемой в сердцах ДТ (фиг. 20d).Histological destruction of the limb muscles and diaphragm was also detected in the myocardium of 7-month-old sgcb - / - mice, especially with the appearance of myocardial necrosis and fibrosis, as seen by HyE and Pyrcosirius red staining (Fig. 20a). Presentation of cardiac dysfunction is often in the form of dilated cardiomyopathy with reduced cardiac output and lower ejection fraction (Semplicini et al., Neurology 84: 1772-81, 2015, Fanin et al., Neuromuscul Disorder 13:303-9, 2003). Cardiac magnetic resonance imaging (MPT) was used to assess several cardiac functional parameters to establish functional deficits in the myocardium of sgcb / mice compared with BL6 WT mice for use as a measure of functionality. Imaging of control mice at 7 months of age showed a 29.4% decrease in stroke volume with 0.041 ± 0.0019 μl in sgcb - / - hearts compared to 0.029 ± 0.0024 ml in BL6 WT hearts (p < 0.01), 31.7% lower cardiac output with 14.70±0.74 µl/min in sgcb - / - hearts compared to 12.72±0.97 ml/min in BL6 WT hearts and, finally, 14, 3% lower ejection fraction, 66.21±3.83% in sgcb -/ hearts compared to 76.90±1.67% in BL6 WT hearts (p<0.05) (Fig. 20b). This indicates a moderate decline in overall cardiac function at this age and a tendency toward the development of cardiomyopathy. Restoring hSGCB expression in the hearts of KO mice through systemic delivery partially corrected these deficiencies, improving stroke volume to 0.032±0.0027 ml, cardiac output to 14.66±0.75 ml/min and ejection fraction to 68.16±2. 31% (Fig. 19b). Correlating with the histological and functional impairment of cardiac tissue described herein, expression of cardiac troponin I (cTrpI), an important regulator of cardiac function and indicator (biomarker) of cardiac injury, was reduced by up to 60 in the hearts of sgcb - / - patients, as demonstrated by Western blot analysis. .38% of the levels observed in BL6 WT mice (Fig. 20c). cTrpI levels are restored after treatment to 35.80% expression levels observed in WT hearts (Fig. 20d).

Пример 15. Функциональное восстановление в мышцах диафрагмы с увеличением физической активности.Example 15. Functional recovery in the diaphragm muscles with increased physical activity.

Поскольку при LGMD2E значительными являются диафрагмальная дисфункция и респираторная недостаточность, при клинической оценке системной терапии важно учитывать функциональную пользу для диафрагмы. Применяя экспериментальный протокол ex vivo на полосках, взятых из диафрагменной мышцы, было оценено, приносит ли востановления β-саркогликана функциональную пользу в этой сильно нарушенной мышце. В соответствии со значительной гистопатологией, выявленной в диафрагмах 7месячных больных мышей, диафрагмы sgcb-/- (n=4) проявили функциональную недостаточность со значительным (51%) уменьшением удельной силы по сравнению с мышами BL6 ДТ (n=5) (116,24±10,49 мН/мм2 по сравнению 236,67±15,87 мН/мм2, соответственно, р<0,001), а также большую потерю силы, по сравнению с той, что была произведена после первого сокращения после выполнения протокола интенсивного утомления (23±1,0% потери у sgcb-/-; 7,0±3,0% потери у BL6 ДТ, р <0,05) (фиг. 6а). Через шесть месяцев после доставки через хвостовую вену scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB наблюдалось резкое улучшение удельной силы. Удельная сила увеличивалась до 226,07±27,12 мН/мм2 (n=5) (р<0,05 по сравнению с sgcb-/-), и наблюдали лучшую защиту мышц от повторяемого утомления с потерей силы только на 12,0±4,0% (р<0,05 по сравнению с sgcb-/-) (фиг. 21а). В целом, эти данные подтверждают наши предыдущие результаты по мышце ТА и показывают, что восстановление β-саркогликана обеспечивает функциональное восстановление мышцы диафрагмы.Because diaphragmatic dysfunction and respiratory failure are significant in LGMD2E, it is important to consider the functional benefit to the diaphragm when clinically evaluating systemic therapy. Using an ex vivo experimental protocol on strips taken from the diaphragm muscle, it was assessed whether β-sarcoglycan restoration provides a functional benefit in this severely impaired muscle. Consistent with the significant histopathology found in the diaphragms of 7-month-old diseased mice, sgcb - / - (n=4) diaphragms exhibited functional failure with a significant (51%) reduction in specific force compared to BL6 WT mice (n=5) (116,24 ±10.49 mN/mm 2 compared to 236.67 ± 15.87 mN/mm 2 , respectively, p < 0.001), as well as a greater loss of force compared to that produced after the first contraction after the intensive protocol fatigue (23±1.0% loss in sgcb - / - ; 7.0±3.0% loss in BL6 WT, p <0.05) (Fig. 6a). Six months after tail vein delivery of scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB, a dramatic improvement in specific force was observed. Specific force increased to 226.07±27.12 mN/ mm2 (n=5) (p<0.05 compared with sgcb -/- ), and better protection of muscles from repeated fatigue was observed with loss of strength only at 12. 0±4.0% (p<0.05 compared to sgcb - / - ) (Fig. 21a). Overall, these data support our previous results in the TA muscle and indicate that restoration of β-sarcoglycan mediates functional recovery of the diaphragm muscle.

Симптомы повышенного утомления и снижение общей активности часто сообщаются при многих нервно-мышечных заболеваниях, что частично связано с возникновением кифоза. В результате и с учетом фенотипа LGMD2E было высказано предположение, что мыши КО будут, естественно, менее активными по сравнению с здоровыми мышами ДТ, и, кроме того, системная доставка rAAV.MHCK7.hSGCB мышам sgcb-/- сделает мышей более физически активными. Чтобы проверить данную гипотезу и дополнительные потенциальные функциональные преимущества генного переноса, для всех групп мышей выполняли протокол лазерного наблюдения активности в клетках с открытым пространством, аналогичный описанному в Kobayashi et al., Nature 456: 511-5, 2008 and Beastrom et al., Am. J. Pathol. 179: 2464-74, 2011. Графики на фиг. 21b демонстрируют значительное снижение (55,5%) у мышей КО по сравнению с ДТ как общей способности передвигаться (горизонтальное движение в плоскостях x и у), так и вертикального передвижения на задних конечностях. Среднее число прерываний лазерных лучей горизонтальSymptoms of increased fatigue and decreased overall activity are often reported in many neuromuscular diseases, which is partly due to the occurrence of kyphosis. As a result, and given the LGMD2E phenotype, it was hypothesized that KO mice would naturally be less active compared to healthy WT mice, and furthermore, systemic delivery of rAAV.MHCK7.hSGCB to sgcb −/− mice would make the mice more physically active. To test this hypothesis and the additional potential functional benefits of gene transfer, all groups of mice were subjected to a laser activity monitoring protocol in open space cages similar to that described in Kobayashi et al., Nature 456: 511-5, 2008 and Beastrom et al., Am . J. Pathol. 179: 2464-74, 2011. Graphs in Figs. 21b demonstrate a significant reduction (55.5%) in KO mice compared to WT mice in both overall locomotion (horizontal movement in the x and y planes) and vertical hindlimb locomotion. Average number of laser beam interruptions horizontal

- 24 044609 ного перемещения в течение 1 ч у мышей ДТ составляло 7355±400,8 (n=6) по сравнению с 3271±483,8 (n=6) у мышей КО (р<0,0001). Кроме того, среднее число прерываний лазерных лучей вертикального перемещения, зарегистрированное у мышей ДТ, составляло 626,7±53,76 по сравнению с 264,5±63,36 у мышей КО (р<0,01) (фиг. 21b). В соответствии с исходной гипотезой, обработанные rAAV.MHCK7.hSGCB мыши, были заметно более активными по сравнению с КО, что было проиллюстрировано в количественной оценке активности, когда общее перемещение увеличилось на 22% до 5143±293,2 прерываний лазерных лучей (р<0,05) и вертикальное перемещение на задних лапах резко увеличилось на 77% до 615,3±95,93 прерываний лазерных лучей (р<0,05) у обработанных мышей (n=6) (фиг. 21b).- 24 044609 active movement during 1 hour in WT mice was 7355±400.8 (n=6) compared to 3271±483.8 (n=6) in KO mice (p<0.0001). In addition, the mean number of vertical laser beam interruptions recorded in WT mice was 626.7 ± 53.76 compared to 264.5 ± 63.36 in KO mice (p < 0.01) (Fig. 21b). Consistent with the original hypothesis, rAAV.MHCK7.hSGCB-treated mice were markedly more active compared to KO, as illustrated by activity quantification where total movement increased by 22% to 5143±293.2 laser beam interruptions (p< 0.05) and vertical movement on the hind legs increased dramatically by 77% to 615.3±95.93 laser beam interruptions (p<0.05) in treated mice (n=6) (Fig. 21b).

Пример 16. Анализ безопасности и биораспределения rAAVrh.74.MHCK7.hSGCB.Example 16: Safety and biodistribution analysis of rAAVrh.74.MHCK7.hSGCB.

Потенциальную токсичность или проблемы безопасности генной терапии hSGCB оценивали на мышах sgcb-/- через 6 месяцев после системной доставки scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB в общей дозе 1,0х1012 гв (5х1013 гв/кг). Биораспределение вектора и экспрессию трансгена вне мишени анализировали по образцах тканей (ТА, TRI, диафрагма, сердце, гонады, легкие, почка, печень и селезенка) из дозированных вектором sgcb- - животных, с использованием кПЦР и вестерн-блоттинга, соответственно. Применяя наборы вектор-специфичных праймеров-зондов, геномы вектора MHCK7.hSGCB были обнаружены в различных количествах во всех собранных тканях. Как и ожидалось, самые высокие уровни наблюдали в печени, а также в скелетной мышце и сердце, что указывало на то, что испытуемое изделие эффективно доставлялось во все предполагаемые мышцы мышей, дозированных вектором (фиг. 22а). Кроме того, вестерн-блоттинг для определения экспрессии белка hSGCB подтвердил функциональность специфичного для мышц промотора MHCK7 и экспрессию трансгена, ограниченную сердечной и скелетной мышцами. Экспрессию белка бета-саркогликана наблюдали в различных количествах во всех образцах скелетных мышц, а также в образцах из сердец и, что важно, не обнаруживали ни в одной другой немышечной ткани (фиг. 22b), что подтверждается тем фактом, что бета-саркогликан известен как специфичный для мышц белок. Наконец, проводили окрашивание гематоксилином и эозином криосрезов мышечной ткани и всех органов не-мишеней, собранных у пяти мышей sgcb-/-, и пяти мышей C57BL6 ДТ, обработанных системно нашим вектором в терапевтической дозе, применяемой в данном исследовании. Затем данные срезы были соответственно рассмотрены на токсичность ветеринарным патологоанатомом, и ни в одном образце из любой мыши не было обнаружено никаких вредных эффектов. В совокупности эти данные показывают, что испытуемое изделие хорошо переносилось испытуемыми животными.Potential toxicity or safety concerns of hSGCB gene therapy were assessed in sgcb −/− mice 6 months after systemic delivery of scAAVrh.74.MHCK7.hSGCB at a total dose of 1.0 x 10 12 gV (5 x 10 13 gV/kg). Vector biodistribution and off-target transgene expression were analyzed in tissue samples (TA, TRI, diaphragm, heart, gonads, lung, kidney, liver and spleen) from vector-dosed sgcb- - animals, using qPCR and Western blotting, respectively. Using vector-specific primer-probe sets, MHCK7.hSGCB vector genomes were detected in varying amounts in all tissues collected. As expected, the highest levels were observed in the liver, as well as in skeletal muscle and heart, indicating that the test article was effectively delivered to all intended muscles of vector-dosed mice (Fig. 22a). In addition, Western blot analysis for hSGCB protein expression confirmed the functionality of the muscle-specific MHCK7 promoter and transgene expression restricted to cardiac and skeletal muscle. Beta-sarcoglycan protein expression was observed at varying levels in all skeletal muscle samples as well as heart samples and, importantly, was not detected in any other non-muscle tissue (Fig. 22b), which is supported by the fact that beta-sarcoglycan is known as a muscle-specific protein. Finally, hematoxylin and eosin staining was performed on cryosections of muscle tissue and all non-target organs collected from five sgcb - / - mice and five C57BL6 WT mice treated systemically with our vector at the therapeutic dose used in this study. These sections were then respectively reviewed for toxicity by a veterinary pathologist and no harmful effects were found in any sample from either mouse. Taken together, these data indicate that the test product was well tolerated by the test animals.

Тот факт, что такие высокие уровни трансдукции во всех мышцах по всему телу были достигнуты без побочных эффектов с использованием относительно низкой дозы (общая доза 1х1012 гв, 5х1013 гв/кг), предоставляет большие перспективы для практического применения пациентами LGMD2E. С клинической точки зрения, доза, применяемая в описанных в данном документе экспериментах, намного ниже дозы, применяемой для системной доставки препарата AAV, экспрессирующего SMN1, предоставляемого младенцам с SMA (спинальная мышечная атрофия), который в настоящее время находится на этапе клинических испытаний (Mendell et al., Mol. Ther. 24: S190, 2016). Высокоэффективное восстановление экспрессии β-саркогликана с использованием промотора MHCK7, сопровождающееся функциональными улучшениями, очень обнадеживает при уровнях дозировки, которые могут быть применены клинически, и системная доставка приносит большую пользу данным пациентам учитывая высокую затрагиваемость сердца при недостаточности β-саркогликана у пациентов с LGMD2E.The fact that such high levels of transduction in all muscles throughout the body were achieved without side effects using a relatively low dose (total dose 1 x 10 12 gV, 5 x 10 13 gV/kg) holds great promise for practical use in LGMD2E patients. From a clinical perspective, the dose used in the experiments described herein is much lower than the dose used for systemic delivery of the SMN1-expressing AAV drug given to infants with SMA (spinal muscular atrophy), which is currently in clinical trials (Mendell et al., Mol. Ther. 24: S190, 2016). The highly effective restoration of β-sarcoglycan expression using the MHCK7 promoter, accompanied by functional improvements, is very encouraging at dosage levels that can be used clinically, and systemic delivery is of great benefit to these patients given the high cardiac involvement of β-sarcoglycan deficiency in patients with LGMD2E.

- 25 044609- 25 044609

Список литературыBibliography

Bonnemann CG, Modi R, Noguchi S, Mizuno Y, Yoshida M, Gussoni E et al. Beta-sarcoglycan (A3b) mutations cause autosomal recessive muscular dystrophy with loss of the sarcoglycan complex. Nat Genet 1995; 11: 266-273.Bonnemann CG, Modi R, Noguchi S, Mizuno Y, Yoshida M, Gussoni E et al. Beta-sarcoglycan (A3b) mutations cause autosomal recessive muscular dystrophy with loss of the sarcoglycan complex. Nat Genet 1995; 11: 266-273.

Moore SA, Shilling CJ, Westra S, Wall C, Wicklund MP, Stolle C et al. Limb-girdle muscular dystrophy in the United States. J Neuropathol Exp Neurol 2006; 65: 995-1003.Moore SA, Shilling CJ, Westra S, Wall C, Wicklund MP, Stolle C et al. Limb-girdle muscular dystrophy in the United States. J Neuropathol Exp Neurol 2006; 65:995-1003.

Araishi K, Sasaoka T, Imamura M, Noguchi S, Hama H, Wakabayashi E et al. Loss of the sarcoglycan complex and sarcospan leads to muscular dystrophy in beta-sarcoglycandeficient mice. Hum Mol Genet 1999; 8: 1589-1598.Araishi K, Sasaoka T, Imamura M, Noguchi S, Hama H, Wakabayashi E et al. Loss of the sarcoglycan complex and sarcospan leads to muscular dystrophy in beta-sarcoglycandeficient mice. Hum Mol Genet 1999; 8: 1589-1598.

Durbeej M, Cohn RD, Hrstka RE, Moore SA, Allamand V, Davidson BL et al. Disruption of the beta-sarcoglycan gene reveals pathogenetic complexity of limb-girdle muscular dystrophy type 2E. Mol Cell 2000; 5: 141-151.Durbeej M, Cohn RD, Hrstka RE, Moore SA, Allamand V, Davidson BL et al. Disruption of the beta-sarcoglycan gene reveals pathogenetic complexity of limb-girdle muscular dystrophy type 2E. Mol Cell 2000; 5: 141-151.

Bonnemann CG, Passos-Bueno MR, McNally EM, Vainzof M, de Sa Moreira E, Marie SK et al. Genomic screening for betasarcoglycan gene mutations: missense mutations may cause severe limb-girdle muscular dystrophy type 2E (LGMD 2E) . Hum Mol Genet 1996; 5: 1953-1961.Bonnemann CG, Passos-Bueno MR, McNally EM, Vainzof M, de Sa Moreira E, Marie SK et al. Genomic screening for betasarcoglycan gene mutations: missense mutations may cause severe limb-girdle muscular dystrophy type 2E (LGMD 2E) . Hum Mol Genet 1996; 5: 1953-1961.

Angelini C, Fanin M, Freda MP, Duggan DJ, Siciliano G, Hoffman EP. The clinical spectrum of sarcoglycanopathies. Neurology 1999; 52: 176-179.Angelini C, Fanin M, Freda MP, Duggan DJ, Siciliano G, Hoffman EP. The clinical spectrum of sarcoglycanopathies. Neurology 1999; 52: 176-179.

Sandona D, Betto R. Sarcoglycanopathies: molecular pathogenesis and therapeutic prospects. Exp Rev Mol Med 2009; 11: e28.Sandona D, Betto R. Sarcoglycanopathies: molecular pathogenesis and therapeutic prospects. Exp Rev Mol Med 2009; 11:e28.

Fanin M, Melacini P, Boito C, Pegoraro E, Angelini C. LGMD2E patients risk developing dilated cardiomyopathy. Neuromusc Disord 2003; 13: 303-309.Fanin M, Melacini P, Boito C, Pegoraro E, Angelini C. LGMD2E patients at risk of developing dilated cardiomyopathy. Neuromusc Discord 2003; 13: 303-309.

Sveen ML, Thune JJ, Kober L, Vissing J. Cardiac involvement in patients with limb-girdle muscular dystrophy type 2 and Becker muscular dystrophy. Arch Neurol 2008; 65: 1196-Sveen ML, Thune JJ, Kober L, Vissing J. Cardiac involvement in patients with limb-girdle muscular dystrophy type 2 and Becker muscular dystrophy. Arch Neurol 2008; 65:1196-

1201.1201.

Melacini P, Fanin M, Duggan DJ, Freda MP, Berardinelli A, Danieli GA et al. Heart involvement in muscular dystrophiesMelacini P, Fanin M, Duggan DJ, Freda MP, Berardinelli A, Danieli GA et al. Heart involvement in muscular dystrophies

- 26 044609 due to sarcoglycan gene mutations. Muscle Nerve 1999; 22: 473479.- 26 044609 due to sarcoglycan gene mutations. Muscle Nerve 1999; 22: 473479.

Narayanaswami P, Weiss M, Selcen D, David W, Raynor E, Carter G et al. Evidence-based guideline summary: diagnosis and treatment of limb-girdle and distal dystrophies: report of the guideline development subcommittee of the American Academy of Neurology and the practice issues review panel of the American Association of Neuromuscular & Electrodiagnostic Medicine. Neurology 2014; 83: 1453-1463.Narayanaswami P, Weiss M, Selcen D, David W, Raynor E, Carter G et al. Evidence-based guideline summary: diagnosis and treatment of limb-girdle and distal dystrophies: report of the guideline development subcommittee of the American Academy of Neurology and the practice issues review panel of the American Association of Neuromuscular & Electrodiagnostic Medicine. Neurology 2014; 83: 1453-1463.

Wong-Kisiel LC, Kuntz NL. Two siblings with limb-girdle muscular dystrophy type 2E responsive to deflazacort. Neuromusc Disord 2010; 20: 122-124.Wong-Kisiel LC, Kuntz NL. Two siblings with limb-girdle muscular dystrophy type 2E responsive to deflazacort. Neuromusc Discord 2010; 20: 122-124.

Barresi R, Di Blasi C, Negri T, Brugnoni R, Vitali A, Felisari G et al. Disruption of heart sarcoglycan complex and severe cardiomyopathy caused by beta sarcoglycan mutations. J Med Genet 2000; 37: 102-107.Barresi R, Di Blasi C, Negri T, Brugnoni R, Vitali A, Felisari G et al. Disruption of heart sarcoglycan complex and severe cardiomyopathy caused by beta sarcoglycan mutations. J Med Genet 2000; 37: 102-107.

Gibertini S, Zanotti S, Savadori P, Curcio M, Saredi S, Salerno F et al. Fibrosis and inflammation are greater in muscles of beta-sarcoglycan-null mouse than mdx mouse. Cell Tissue Res 2014; 356: 427-443.Gibertini S, Zanotti S, Savadori P, Curcio M, Saredi S, Salerno F et al. Fibrosis and inflammation are greater in muscles of beta-sarcoglycan-null mouse than mdx mouse. Cell Tissue Res 2014; 356:427-443.

McCarty DM, Fu H, Monahan PE, Toulson CE, Naik P, Samulski RJ. Adeno-associated virus terminal repeat (TR) mutant generates self-complementary vectors to overcome the ratelimiting step to transduction in vivo. Gene Ther 2003; 10: 21122118 .McCarty DM, Fu H, Monahan PE, Toulson CE, Naik P, Samulski RJ. Adeno-associated virus terminal repeat (TR) mutant generates self-complementary vectors to overcome the rate-limiting step to transduction in vivo. Gene Ther 2003; 10: 21122118.

McCarty DM, Monahan PE, Samulski RJ. Self-complementary recombinant adeno-associated virus (scAAV) vectors promote efficient transduction independently of DNA synthesis. Gene Ther 2001; 8: 1248-1254.McCarty DM, Monahan PE, Samulski RJ. Self-complementary recombinant adeno-associated virus (scAAV) vectors promote efficient transduction independently of DNA synthesis. Gene Ther 2001; 8: 1248-1254.

Chicoine LG, Rodino-Klapac LR, Shao G, Xu R, Bremer WG, Camboni M et al. Vascular delivery of rAAVrh74.MCK.GALGT2 to the gastrocnemius muscle of the rhesus macaque stimulates the expression of dystrophin and laminin alpha2 surrogates. Mol Ther 2014; 22: 713-724.Chicoine LG, Rodino-Klapac LR, Shao G, Xu R, Bremer WG, Camboni M et al. Vascular delivery of rAAVrh74.MCK.GALGT2 to the gastrocnemius muscle of the rhesus macaque stimulates the expression of dystrophin and laminin alpha2 surrogates. Mol Ther 2014; 22: 713-724.

Rodino-Klapac LR, Montgomery CL, Bremer WG, Shontz KM, Malik V, Davis N et al. Persistent expression of FLAG-taggedRodino-Klapac LR, Montgomery CL, Bremer WG, Shontz KM, Malik V, Davis N et al. Persistent expression of FLAG-tagged

- 27 044609 micro dystrophin in nonhuman primates following intramuscular and vascular delivery. Mol Ther 2010; 18: 109-117.- 27 044609 micro dystrophin in nonhuman primates following intramuscular and vascular delivery. Mol Ther 2010; 18: 109-117.

Rodino-Klapac LR, Janssen PM, Montgomery CL, Coley BD, Chicoine LG, Clark KR et al. A translational approach for limb vascular delivery of the micro-dystrophin gene without high volume or high pressure for treatment of Duchenne muscular dystrophy. J Transl Med 2007; 5: 45.Rodino-Klapac LR, Janssen PM, Montgomery CL, Coley BD, Chicoine LG, Clark KR et al. A translational approach for limb vascular delivery of the micro-dystrophin gene without high volume or high pressure for the treatment of Duchenne muscular dystrophy. J Transl Med 2007; 5:45.

Wang B, Li J, Fu FH, Chen C, Zhu X, Zhou L et al. Construction and analysis of compact muscle-specific promoters for AAV vectors. Gene Ther 2008; 15: 1489-1499.Wang B, Li J, Fu FH, Chen C, Zhu X, Zhou L et al. Construction and analysis of compact muscle-specific promoters for AAV vectors. Gene Ther 2008; 15: 1489-1499.

Chicoine LG, Montgomery CL, Bremer WG, Shontz KM, Griffin DA, Heller KN et al. Plasmapheresis eliminates the negative impact of AAV antibodies on micro-dystrophin gene expression following vascular delivery. Mol Ther 2014; 22: 338347 .Chicoine LG, Montgomery CL, Bremer WG, Shontz KM, Griffin DA, Heller KN et al. Plasmapheresis eliminates the negative impact of AAV antibodies on micro-dystrophin gene expression following vascular delivery. Mol Ther 2014; 22:338347.

Matsuda R, Nishikawa A, Tanaka H. Visualization of dystrophic muscle fibers in mdx mouse by vital staining with Evans blue: evidence of apoptosis in dystrophin-deficient muscle. J Biochem 1995; 118: 959-964.Matsuda R, Nishikawa A, Tanaka H. Visualization of dystrophic muscle fibers in mdx mouse by vital staining with Evans blue: evidence of apoptosis in dystrophin-deficient muscle. J Biochem 1995; 118:959-964.

Straub V, Rafael JA, Chamberlain JS, Campbell KP. Animal models for muscular dystrophy show different patterns of sarcolemmal disruption. J Cell Biol 1997; 139: 375-385.Straub V, Rafael JA, Chamberlain JS, Campbell KP. Animal models for muscular dystrophy show different patterns of sarcolemmal disruption. J Cell Biol 1997; 139: 375-385.

Mendell JR, Sahenk Z, Malik V, Gomez AM, Flanigan KM, Lowes LP et al. A phase l/2a follistatin gene therapy trial for becker muscular dystrophy. Mol Ther 2015; 23: 192-201.Mendell JR, Sahenk Z, Malik V, Gomez AM, Flanigan KM, Lowes LP et al. A phase l/2a follistatin gene therapy trial for becker muscular dystrophy. Mol Ther 2015; 23: 192-201.

Dressman D, Araishi K, Imamura M, Sasaoka T, Liu LA, Engvall E et al. Delivery of alpha- and beta-sarcoglycan by recombinant adeno-associated virus: efficient rescue of muscle, but differential toxicity. Hum Gene Ther 2002; 13: 1631-1646.Dressman D, Araishi K, Imamura M, Sasaoka T, Liu LA, Engvall E et al. Delivery of alpha- and beta-sarcoglycan by recombinant adeno-associated virus: efficient rescue of muscle, but differential toxicity. Hum Gene Ther 2002; 13: 1631-1646.

Rodino-Klapac LR, Lee JS, Mulligan RC, Clark KR, Mendell JR. Lack of toxicity of alpha-sarcoglycan overexpression supports clinical gene transfer trial in LGMD2D. Neurology 2008; 71: 240-247.Rodino-Klapac LR, Lee JS, Mulligan RC, Clark KR, Mendell JR. Lack of toxicity of alpha-sarcoglycan overexpression supports clinical gene transfer trial in LGMD2D. Neurology 2008; 71: 240-247.

Shield MA, Haugen HS, Clegg CH, Hauschka SD. E-box sites and a proximal reg-ulatory region of the muscle creatine kinase gene differentially regulate expres-ision in diverse skeletalShield MA, Haugen HS, Clegg CH, Hauschka SD. E-box sites and a proximal regulatory region of the muscle creatine kinase gene differentially regulate expres-ision in diverse skeletal

--

Claims (11)

muscles and cardiac muscle of transgenic mice. Mol Cell Biolmuscles and cardiac muscle of transgenic mice. Mol Cell Biol 1996; 16: 5058-5068.1996; 16:5058-5068. 28 Rabinowitz JE, Rolling F, Li C, Conrath H, Xiao W, Xiao28 Rabinowitz JE, Rolling F, Li C, Conrath H, Xiao W, Xiao X et al. Cross-packaging of a single adeno-associated virus (M W) type 2 vector genome into multiple MW serotypes enables transduction with broad specificity. J Virol 2002; 76: 791-801.X et al. Cross-packaging of a single adeno-associated virus (M W) type 2 vector genome into multiple MW serotypes enables transduction with broad specificity. J Virol 2002; 76: 791-801. 29 Grieger JC, Choi VW, Samulski RJ. Production and characterization of adeno-associated viral vectors. Nat Protoc 2006; 1: 1412-1428.29 Grieger JC, Choi VW, Samulski RJ. Production and characterization of adeno-associated viral vectors. Nat Protoc 2006; 1: 1412-1428. 30 Clark KR, Liu X, McGrath JP, Johnson PR. Highly purified recombinant adeno-associated virus vectors are biologically active and free of detectable helper and wild-type viruses. Hum Gene Ther 1999; 10: 1031-1039.30 Clark KR, Liu X, McGrath JP, Johnson PR. Highly purified recombinant adeno-associated virus vectors are biologically active and free of detectable helper and wild-type viruses. Hum Gene Ther 1999; 10: 1031-1039. 31 Liu M, Yue Y, Harper SQ, Grange RW, Chamberlain JS, Duan31 Liu M, Yue Y, Harper SQ, Grange RW, Chamberlain JS, Duan D. Adeno-associated virus-mediated microdystrophin expression protects young mdx muscle from contraction-induced injury. Mol Ther 2005; 11: 245-256.D. Adeno-associated virus-mediated microdystrophin expression protects young mdx muscle from contraction-induced injury. Mol Ther 2005; 11: 245-256. 32 Hakim CH, Grange RW, Duan D. The passive mechanical properties of the extensor digitorum longus muscle are compromised in 2- to 20-mo-old mdx mice. J Appl Physiol 2011;32 Hakim CH, Grange RW, Duan D. The passive mechanical properties of the extensor digitorum longus muscle are compromised in 2- to 20-mo-old mdx mice. J Appl Physiol 2011; 110: 1656-1663.110: 1656-1663. 33 Wein N, Vulin A, Falzarano MS, Szigyarto CA, Maiti B, Findlay A et al. Translation from a DMD exon 5 IRES results in a functional dystrophin isoform that attenuates dystrophinopathy in humans and mice. Nat Med 2014; 20: 992-1000.33 Wein N, Vulin A, Falzarano MS, Szigyarto CA, Maiti B, Findlay A et al. Translation from a DMD exon 5 IRES results in a functional dystrophin isoform that attenuates dystrophinopathy in humans and mice. Nat Med 2014; 20: 992-1000. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Рекомбинантный AAV вектор, содержащий полинуклеотидную последовательность, кодирующую β-саркогликан, которая содержит нуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 1.1. A recombinant AAV vector containing a polynucleotide sequence encoding a β-sarcoglycan, which contains the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1. 2. Рекомбинантный AAV вектор, содержащий полинуклеотидную последовательность, кодирующую полипептид, содержащий аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 2.2. A recombinant AAV vector containing a polynucleotide sequence encoding a polypeptide containing the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. 3. Рекомбинантный AAV вектор по любому из п.1 или 2, причем вектор имеет серотип AAV1, AAV2, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13 или AAV rh.74.3. The recombinant AAV vector according to any one of claims 1 or 2, wherein the vector has a serotype of AAV1, AAV2, AAV4, AAV5, AAV6, AAV7, AAV8, AAV9, AAV10, AAV11, AAV12, AAV13 or AAV rh.74. 4. Рекомбинантный AAV вектор по любому из пп.1-3, в котором полинуклеотидная последовательность содержит регуляторный элемент, специфичный для мышц.4. Recombinant AAV vector according to any one of claims 1 to 3, wherein the polynucleotide sequence contains a muscle-specific regulatory element. 5. Рекомбинантный AAV вектор по п.4, в котором регуляторный элемент, специфичный для мышц, представляет собой человеческий элемент гена актина скелетных мышц, элемент гена актина сердца, миоцит-специфичный связывающий энхансер фактор mef, мышечную креатинкиназу (MCK), усеченную MCK (tMCK), тяжелую цепь миозина (МНС), MHCK7, С5-12, энхансерный элемент мышиной креатинкиназы, элемент гена тропонина С быстро сокращающихся волокон скелетных мышц, элемент гена тропонина С медленно сокращающихся мышечных волокон сердца, элемент гена тропонина I медленно сокращающихся мышечных волокон, элемент ответа на индуцируемые гипоксией ядерные факторы, стероид-индуцируемый элемент или глюкокортикоид-отвечающий элемент (gre).5. The recombinant AAV vector of claim 4, wherein the muscle-specific regulatory element is a human skeletal muscle actin gene element, a cardiac actin gene element, a myocyte-specific enhancer binding factor mef, a muscle creatine kinase (MCK), a truncated MCK ( tMCK), myosin heavy chain (MHC), MHCK7, C5-12, mouse creatine kinase enhancer element, fast-twitch skeletal muscle fiber troponin C gene element, slow-twitch cardiac muscle fiber troponin C gene element, slow-twitch muscle fiber troponin I gene element, nuclear hypoxia-inducible response element, steroid-inducible element, or glucocorticoid response element (gre). 6. Рекомбинантный AAV вектор по п.5, в котором регуляторный элемент, специфичный для мышц, представляет собой усеченный промотор MCK (tMCK).6. The recombinant AAV vector according to claim 5, wherein the muscle-specific regulatory element is a truncated MCK promoter (tMCK). 7. Рекомбинантный AAV вектор по п.6, в котором усеченный промотор MCK (tMCK) содержит нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 6.7. The recombinant AAV vector according to claim 6, wherein the truncated MCK promoter (tMCK) contains the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6. 8. Рекомбинантный AAV вектор по п.4, в котором регуляторный элемент, специфичный для мышц, представляет собой промотор MHCK7.8. The recombinant AAV vector according to claim 4, wherein the muscle-specific regulatory element is the MHCK7 promoter. 9. Рекомбинантный AAV вектор по п.8, в котором промотор MHCK7 содержит нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO: 4.9. The recombinant AAV vector according to claim 8, wherein the MHCK7 promoter contains the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 4. 10. Рекомбинантный AAV вектор по любому из пп.1-5, содержащий нуклеотидную последовательность, по меньшей мере на 95% идентичную SEQ ID NO: 3.10. Recombinant AAV vector according to any one of claims 1 to 5, containing a nucleotide sequence at least 95% identical to SEQ ID NO: 3. 11. Рекомбинантный AAV вектор по любому из пп.1-5, содержащий нуклеотидную последователь-11. Recombinant AAV vector according to any one of claims 1-5, containing a nucleotide sequence - --
EA201892296 2016-04-15 2017-04-14 DELIVERY OF BETA-SARCOGLYCAN AND MICRORNA-29 BY VECTOR BASED ON ADEN-ASSOCIATED VIRUS AND TREATMENT OF MUSCULAR DYSTROPHY EA044609B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/323,333 2016-04-15
US62/433,548 2016-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA044609B1 true EA044609B1 (en) 2023-09-14

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7390426B2 (en) Adeno-associated viral vector delivery of β-sarcoglycan and microRNA-29 and treatment of muscular dystrophy
JP7431789B2 (en) Adeno-associated viral vector delivery of microdystrophin to treat muscular dystrophin
CN110997923B (en) Adeno-associated viral vectors deliver muscle-specific micro-muscular dystrophy proteins for the treatment of muscular dystrophy
KR20200115585A (en) Gene therapy for type 2C arachnoid dystrophy
US20230302157A1 (en) Adeno-Associated Virus Vector Delivery of Muscle Specific Micro-Dystrophin to Treat Muscular Dystrophy
EA044609B1 (en) DELIVERY OF BETA-SARCOGLYCAN AND MICRORNA-29 BY VECTOR BASED ON ADEN-ASSOCIATED VIRUS AND TREATMENT OF MUSCULAR DYSTROPHY
EA042315B1 (en) DELIVERY OF MICRODYSTROFIN WITH A VECTOR BASED ON ADENO-ASSOCIATED VIRUS FOR THE TREATMENT OF MUSCULAR DYSTROPHY