EP4103614A1 - Agent for treatment and prophylaxis of a post-ischemic tissue damage - Google Patents

Agent for treatment and prophylaxis of a post-ischemic tissue damage

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Publication number
EP4103614A1
EP4103614A1 EP21708141.3A EP21708141A EP4103614A1 EP 4103614 A1 EP4103614 A1 EP 4103614A1 EP 21708141 A EP21708141 A EP 21708141A EP 4103614 A1 EP4103614 A1 EP 4103614A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sema7a
inhibitor
myocardial
pncs
animals
Prior art date
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Pending
Application number
EP21708141.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Rosenberger
Bernhard Nieswandt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eberhard Karls Universitaet Tuebingen
Julius Maximilians Universitaet Wuerzburg
Universitaetsklinikum Tuebingen
Original Assignee
Eberhard Karls Universitaet Tuebingen
Julius Maximilians Universitaet Wuerzburg
Universitaetsklinikum Tuebingen
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 Eberhard Karls Universitaet Tuebingen, Julius Maximilians Universitaet Wuerzburg, Universitaetsklinikum Tuebingen filed Critical Eberhard Karls Universitaet Tuebingen
Publication of EP4103614A1 publication Critical patent/EP4103614A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/10Drugs for disorders of the cardiovascular system for treating ischaemic or atherosclerotic diseases, e.g. antianginal drugs, coronary vasodilators, drugs for myocardial infarction, retinopathy, cerebrovascula insufficiency, renal arteriosclerosis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/177Receptors; Cell surface antigens; Cell surface determinants
    • A61K38/1774Immunoglobulin superfamily (e.g. CD2, CD4, CD8, ICAM molecules, B7 molecules, Fc-receptors, MHC-molecules)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K16/00Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • C07K16/18Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from animals or humans
    • C07K16/28Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from animals or humans against receptors, cell surface antigens or cell surface determinants
    • C07K16/2803Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from animals or humans against receptors, cell surface antigens or cell surface determinants against the immunoglobulin superfamily
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/505Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising antibodies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2317/00Immunoglobulins specific features
    • C07K2317/70Immunoglobulins specific features characterized by effect upon binding to a cell or to an antigen
    • C07K2317/76Antagonist effect on antigen, e.g. neutralization or inhibition of binding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Definitions

  • the present invention relates to an agent for use in the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage, a pharmaceutical composition containing this agent, a method for producing a medicament for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage, and a method for Treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage.
  • the invention relates to the field of molecular medicine, in particular the field of prophylaxis and therapy of post-ischemic tissue damage.
  • Ml Myocardial infarction
  • RI perfusion injury
  • PNCs platelet-neutrophil complexes
  • reperfusion damage leads to general tissue damage in the affected part of the body and to acidosis or acidosis of the entire organism. This locally leads to overheating, reddening and swelling of the affected area, e.g. on the leg or arm up to the development of a compartment syndrome with extensive rhabdomyolysis.
  • the symptoms can range from a slight acceleration in spontaneous breathing to a drop in blood pressure, cardiac arrhythmia due to hyperkalemia, coagulation disorders, kidney failure or even cardiovascular arrest.
  • the invention is based on the object of developing a new prophylaxis or therapeutic approach with which the post-ischemic tissue damage can be counteracted or treated in a targeted manner.
  • a pharmaceutically active agent is to be provided with which the pathological mechanisms of post-ischemic tissue damage can be regulated.
  • SEMA7A for use in the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage.
  • the inventors have surprisingly found that the inhibition of SEMA7A clearly counteracts post-ischemic tissue damage, possibly even preventing it. This finding was surprising, since SEMA7A was previously described in a different context.
  • Semaphorin 7A (SEMA7A for the human variant, or Sema7a for the mouse variant, used here synonymously), GPI membrane anchor (John Milton Hagen blood group), also known as CD108 (Cluster of Differentiation 108), is a membrane-bound Sema phorin, which is associated with cell surfaces via a glycosylphosphatidylinositol (GPI) bond [Entrez: 8482 (human); 20361 (mouse)]. SEMA7A is also known as the John Milton-Hagen (JMH) blood group antigen, an 80 kD glycoprotein that is expressed on activated lymphocytes and erythrocytes. It is known that SEMA7A is a receptor for the malaria parasite Plasmodium falciparum. SEMA7A was originally used in the context of axonal growth as a
  • a messenger protein is described that is involved in the control of synapse formation for the neural circuit. Later work has shown that it increases autoimmune encephalitis through T-cell dependent cytokine production and can increase the infiltration of neutrophils in sites of tissue hypoxia.
  • a role for SEMA7A in the cardiovascular system has recently been described in atherogenesis. It was also shown that a disturbed blood flow leads to an induction of SEMA7A on the vascular endothelium and that this leads to an increased expression of leukocyte adhesion molecules on the endothelial surface.
  • SEMA7A plays a role in the immune system. It is also disclosed that SEMA7A can activate monocytes by interacting with a1ß1 integrin (VLA-1). It is proposed to use an antibody directed against VLA-1 in order to inhibit the interaction of VLA-1 with SEMA7A. This approach is suggested by the authors for the treatment of cytokine-mediated diseases, such as inflammatory diseases.
  • the inventors were able to show in an experimental system that soluble SEMA7A is increased in the plasma of patients with acute myocardial infarction and that SEMA7A has a significant influence on the extent of post-ischemic tissue damage or reperfusion damage. They were also able to show that SEMA7A promotes myocardial thrombosis and tissue damage by increasing the thrombotic activity of the platelets and the formation of PNCs through a GPIb-dependent mechanism of the platelets. Conversely, the inventors were able to establish in particular that the inhibition of SEMA7A leads to reduced reperfusion damage. According to the invention, “inhibition” is understood to mean any measure which leads to a reduction in the functionality of SEMA7A.
  • the inhibition is directed directly against SEMA7A, but not against a binding partner of SEMA7A or the interaction of SEMA7A with such a binding partner, such as, for example, VLA-1.
  • post-ischemic tissue damage is generally understood to mean a disease process which is triggered after an insufficient blood supply or ischemia in a cellular tissue.
  • it is post-ischemic
  • This measure has the advantage that a therapeutic and / or prophylactic agent is provided for a particularly important post-ischemic tissue damage, for which no satisfactory specific therapeutic or prophylactic approaches exist in the prior art.
  • the reperfusion damage is myocardial reperfusion damage.
  • This measure has the advantage that one of the clinically particularly relevant reperfusion injuries can be effectively treated or prevented.
  • the inhibitor is designed such that it modifies the interaction of SEMA7A with the platelet surface, and preferably modifies the interaction of SEMA7A with GPIb.
  • GPIb is understood to mean glycoprotein Ib, which is a surface protein on platelets that is involved in blood clotting.
  • modified can mean “inhibited” in a first embodiment.
  • modified can mean “activated” and / or “stimulated”.
  • the inhibitor is selected from the group consisting of: antibody, antibody fragment, soluble SEMA7A receptor, antisense nucleic acid, siRNA, low molecular weight compound, and combinations thereof.
  • the measure has the advantage that those structures are used as inhibitors which are particularly suitable for the targeted inhibition of SEMA7A.
  • the a-SEMA7A antibody is a function-inhibiting antibody.
  • Another object of the invention relates to a pharmaceutical composition which comprises the inhibitor according to the invention.
  • Pharmaceutically acceptable carriers are well known to those skilled in the art. They allow a proper formulation of the inhibitor and serve to improve the selectivity, efficacy and / or safety of drug administration.
  • Pharmaceutically acceptable carriers include, but are not limited to, solvents, fillers, binders, lubricants, stabilizers, surfactants, suspensions, thickeners, emulsifiers, preservatives, liposomes, micelles, microspheres, nanoparticles, etc. that are suitable for the particular dosage form .
  • Materials that can serve as pharmaceutically acceptable carriers include, but are not limited to, monosaccharides and oligosaccharides and derivatives thereof; Malt, gelatin; Talc; Auxiliaries such as: cocoa butter and suppository waxes; Oils such as peanut oil, cottonseed oil, safflower oil, sesame oil, olive oil, corn oil, and soybean oil; Glycols such as propylene glycol; Esters such as ethyl oleate and ethyl laurate; Agar; Buffer substances such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide; Alginic acid; pyrogen-free water; isotonic saline solution, Ringer's solution; Ethyl alcohol and phosphate buffer solutions.
  • composition can contain other non-toxic compatible lubricants, for example sodium lauryl sulfate and magnesium stearate, as well as colorants, separating liquids, film formers, sweeteners, flavor additives and flavorings, preservatives and antioxidants.
  • non-toxic compatible lubricants for example sodium lauryl sulfate and magnesium stearate, as well as colorants, separating liquids, film formers, sweeteners, flavor additives and flavorings, preservatives and antioxidants.
  • the pharmaceutical composition can have the SEMA7A inhibitor as the only active ingredient, or it can be present in combination with further active ingredients for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage.
  • Another object of the present invention relates to the use of the inhibitor according to the invention for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage.
  • Another object of the invention relates to a method for producing a
  • a medicament for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage which comprises the formulation of an inhibitor of SEMA7A in a pharmaceutically acceptable carrier.
  • Another object of the present invention relates to a method for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage, the administration of a therapeutically effective amount of an inhibitor of SEMA7A in a needy mammal, preferably a human, more preferably a myocardial infarction patient or a risk of myocardial infarction Patient, includes.
  • the interaction of SEMA7A with the platelet surface is modified by the administration of the inhibitor, and preferably the interaction of SEMA7A with GPIb is modified by the administration of the inhibitor.
  • modified can mean “inhibited” in a first embodiment.
  • modified can mean “activated” and / or “stimulated”.
  • Fig. 1 Patients with acute myocardial infarction show an increased activation of
  • PNCs and an increased plasma SEMA7A concentration were taken from patients with acute myocardial infarction, patients undergoing cardiac surgical operations using a heart-lung machine (HLM) or bypass operations without the use of a heart-lung machine (off-pump), as well as from healthy controls.
  • HLM heart-lung machine
  • off-pump bypass operations without the use of a heart-lung machine
  • Fig. 2 Demographic and standard laboratory values of patients with myocardial infarction, heart operations without cardiopulmonary bypass (off-pump), cardio-pulmonary heart operations (HLM) and of healthy people.
  • Fig 5 SEMA7A cleavage from human erythrocytes Human erythrocytes were either shear stress, hypoxia (2% 0 2 ) or normoxia (21%
  • Sema7a leads to increased myocardial RI damage and PNC formation.
  • Mice were injected with either recombinant Sema phorin 7a (rmSema7a) or Fc control (rmlgG2A Fc) and then an ischemia for 1 h followed by 2 h Subjected to reperfusion.
  • rmSema7a recombinant Sema phorin 7a
  • Fc control rmlgG2A Fc
  • HMCs HMCs
  • rhSEMA7A recombinant human SEMA7A
  • rhlgGI Fc suitable Fc control
  • BSA or staurosporine for the specified times and the expression of caspase 3 was measured by ELISA
  • HMCs were exposed to SEMA7A for 6 h , the Fc control or BSA and stained for caspase 3. Treatment with staurosporine served as a positive control.
  • Fig. 8 The injection of Sema7a leads to an increased allbß3 activation of
  • PNCs PNCs.
  • the animals were injected with either recombinant Semaphorin 7a (rmSema7a) or Fc control (rmlgG2A Fc) and they were then subjected to ischemia for 1 h followed by 2 h reperfusion.
  • Blood and myocardial tissue sections (AAR) were reperfused after 1 min or 120 min taken from.
  • Fig 9 SEMA7A affects the migration of neutrophils in the river.
  • Whole blood new trophils that have been treated with rhSEMA7A and labeled with rhodamine adhere to glass capillaries coated with E-selectin or E-selectin with ICAM1.
  • Intravital microscopy experiments were performed on n> 4 mice with n> 10 videos per condition with 20 second intervals from rmSema7a groups recorded 15 minutes after the baseline control.
  • the data are presented as the geometric mean with CI, with the P values denoted by * ⁇ 0.05, ** ⁇ 0.01, *** ⁇ 0.001;
  • the data are presented as a geometric mean with CI with P values denoted by * ⁇ 0.05, ** ⁇ 0.01, *** ⁇ 0.001.
  • Sema7a / - animals show reduced signs of myocardial RI damage and weakened PNC formation.
  • a) Sema7a 'animals and litter sibling controls were evaluated using magnetic resonance imaging (MRT) in order to exclude anatomical and functional changes in Sema7a / animals.
  • MRT magnetic resonance imaging
  • LVEF or RVEF in% The left and right ventricular ejection fraction (LVEF or RVEF in%) was measured using MRI determined
  • Sema7a 'mice and littermate controls were exposed to ischemia for 60 minutes and reperfusion for 120 minutes, with samples taken after 1 minute or 120 minutes of reperfusion.
  • Sema7a expression in tissue from mice and hematopoietic human cells a) Relative Sema7a mRNA expression in mouse tissue compared to the brain b) Densitometry of the Sema7a protein expression in mouse tissue with a representative Western blot image manure. c) Densitometry of the Sema7a protein expression on human hematopoietic cells with a representative Western blot image.
  • RBC red blood cells
  • Mono monocytes
  • Plt platelets
  • PMNs polymorphonuclear cells (all data are means ⁇ SD; n> 4 / group).
  • the semaphorin 7A derived from RBC drives PNC formation and worsens myocardial RI damage.
  • Fig. 16 Sema7a exerts its function via the platelet glycoprotein Ib (GPIb).
  • c) rmSema7a affects neither the adhesion nor the thrombus formation of GPIb-IL-4-tg platelets on collagen in the flow at a shear rate of 1000 s 1 .
  • Sema7a was affinity-prepared using an anti-GPIb antibody, and GPIb was affinity-prepared using a Sema7a antibody.
  • Rat or mouse IgG was used as a negative control.
  • Bound proteins were analyzed by immunoblotting. The same amount of protein was used in all initial loads of blood or heart lysates.
  • J) A densitometric analysis was carried out to quantify the immunoblots.
  • Recombinant Semaphorin 7A significantly improves the adhesion and thrombus formation of WT platelets on collagen in the flow at a shear rate of 400 s 1 .
  • Blocking the ligand binding site of platelet GPIb (pOp / B) abolishes the thrombus-promoting effect of rmSema7a.
  • Representative fluorescence images as well as the mean surface coverage and the relative thrombus volume, measured by the integrated fluorescence intensity (IFI) per mm 2 are shown.
  • the inventors performed one-way analyzes of variance, followed by Dunnett's tests on the group WT + rmSema7a. (Data are means ⁇ SD; n> 3 / group; * p ⁇ 0.05, ** p ⁇ 0.01 and *** p ⁇ 0.001 as indicated).
  • Fig. 18 Anti-Sema7a reduces myocardial RI damage, platelet activation and PNC formation.
  • the animals were injected with either anti-Semaphorin 7A antibodies (anti-Sema7a) or IgG control 5 minutes before the start of the 120-minute reperfusion after 60 minutes of ischemia, where the samples were taken after 1 minute or 120 minutes of reperfusion a )
  • the animal protocols corresponded to the German guidelines for the use of live animals and were approved by the Institutional Animal Care and the regional council of Tübingen and Würzburg as well as the State Office for Consumer Protection Lower Saxony.
  • the approval for the processing of human samples was obtained from the Ethics Committee (Institutional Review Board) of the University of Tübingen. Samples from patients with myocardial infarction were obtained and processed at the presentation in the catheter laboratory (biobank: 266 / 2018BO1; Sema7a subanalysis: 266 / 2018BO2; Clinicaltrial.gov: NCT01417884).
  • NCT01417884 Clinicaltrial.gov
  • Sema7a mice were generated, validated and characterized.
  • the corresponding WT controls were bred as littermates of the Sema7a mice.
  • a newly generated Sema7a flox mouse line (Sema7a loxP / loxP l Ozgene) was crossed on a C57BL / 6 background with the following Cre recombinase-positive mouse lines in order to obtain a tissue-specific gene deletion: erythrocyte-specific HbbCre +, myocardial cell-specific Myh6Cre +; Endothelial cell-specific Tie2Cre + and immune cell-spe- specific LysMCre +.
  • tissue-specific gene deletions from Sema7a mouse lines (Sema7a loxP / loxP HbbCre +; Sema7a ! OxP / loxP Myh6Cre +, Sema7a loxP / lox - pTie2Cre + and Sema7a loxP / loxP LysMCre +) were used.
  • Sema7 aloxP / loxp - Cre-negative (-) littermates were used as controls.
  • the inventors used a functional GPIb knockout mouse line (GPIb-IL4tg) to test the interference of Sema7a with the GPIb receptor.
  • Sema7a loxP / loxP HbbCre + T ⁇ ere were reconstituted with recombinant mouse Sema7a (rmSema7a; R&D SYSTEMS, Minneapolis, USA) or recombinant mouse IgG2A Fc (rmlgG2A Fc; control).
  • Murine myocardial ischemia and reperfusion model Murine myocardial ischemia and reperfusion model
  • the Vectastain ABC kit (Linaris, Wertheim, Germany) was used for the immunohistochemical staining. After inhibiting the unspecific binding sites with avidin blocking solution (Vector), the sections were incubated with primary antibodies (rabbit anti-mouse CD41, abcam, Cambridge, UK) overnight at 4 ° C. The tissue sections were then incubated with biotinylated rabbit anti-IgG for 1 hour, followed by Vectastain ABC reagent for 30 minutes, then developed over DAB substrate. For the PMN staining, the procedure was repeated using rat anti-mouse neutrophil antibodies (BioRad, Serotec, Puchheim, Germany) and HistoGreen as substrate (Linaris, Wertheim, Germany). The counterstaining was carried out with Nuclear Fast Red (Linaris, Wertheim, Germany). Histological sections were made through manual count within 3 independent tissue sections of each animal at a magnification of 400 x 400 analyzed for the presence of PNCs.
  • the troponin blood plasma levels of samples which were taken by central venous puncture after 120 minutes of reperfusion were measured for murine troponin I type 3 (TNNI3) using the ELISA kit SEA478Mu (Cloud-Clone Corp., Houston, USA).
  • HMC-c Human cardiac myocytes
  • PromoCell PromoCell, Heidelberg, Germany
  • rhSEMA7A rhlgGI Fc
  • BSA bovine serum
  • staurosporine Sigma-Aldrich, Kunststoff, Germany
  • the cells were stained with polyclonal rabbit anti-aspase3 (abcam, Cambridge, UK).
  • Sema7a ELISAs were according to the manufacturer's instructions using the
  • RNA extraction For the RNA extraction, the inventors used the peqGOLD TriFast TM (Peqlab; Germany; Er Weg) according to the manufacturer's instructions.
  • the iScri pt kit from Bio-Rad Bio-Rad; Germany; Kunststoff) was used for the cDNA synthesis.
  • the semiquantitative analysis of murine Sema7a was carried out by real-time PCR using the sense primer 5'-GTG GGT ATG GGC TGC TTT TT-3 '(SEQ ID No. 1) and the antisense primer 5'-CGT GTA TTC GCT TGG TGA CAT-3 '(SEQ ID No. 2) carried out.
  • the reference gene was the murine 18S rRNA gene with the following set of Primers: Sense 5'-GTA ACC CGT TGA ACC CCA TT-3 '(SEQ ID No. 3) and antisense primer 5'-CCA TCC AAT CGG TAG TAG CG-3' (SEQ ID No. 4).
  • Murine tissue was homogenized and resuspended in RIPA buffer. The samples were separated using SDS polyacrylamide gels and blotted onto PVDF membranes. The following antibodies were used in murine samples: anti-Sema7a antibodies (ab23578; abcam, Cambridge, UK) and, to control the loading conditions, GAPDH antibodies (sc-25778; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA).
  • anti-Sema7a antibodies anti-Sema7a antibodies
  • GAPDH antibodies sc-25778; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA
  • the inventors used a polyclonal goat anti-Sema7a antibody (AF2068; R&D SYSTEMS, Minneapolis, USA) and ⁇ -actin antibody (sc-130656; Santa Cruz Biotechnology). The bands were detected by chemiluminescence reaction of HRP-conjugated antibodies and developed with the luminol reagent (sc-2048; Santa Cruz Biotechnology).
  • Co-IP coimmunoprecipitation
  • rat IgG 10 pg rat IgG (sc2016; Santa Cruz Biotechnolo- gy) or mouse IgG (X0943; Dako, Glostrup, Denmark) was used.
  • 30 ml per Co-IP eluate were applied to the SDS-PAGE.
  • a polyclonal rabbit antibody against Sema7a (sei 35263; Santa Cruz Biotechnology) and the described monoclonal antibody (p0p5) against GPIb were used for the immunodetection.
  • Species-adapted alkaline phosphatase-conjugated secondary antibodies were used (goat versus rabbit IgG-AP; sc-2007; Santa Cruz Biotechnology; and goat versus rat IgG-AP; A18868; Thermo Fisher Scientific).
  • the protein detection was carried out with a BCIP / NBT substrate.
  • MRI Cardiac magnetic resonance imaging
  • the animals were subjected to cardiac MRI at 22 weeks of age.
  • the analysis was performed on a clinical workstation with semi-automatic contour tracking software (CVI42, Release 4.1.8 (201), Circle Cardiovascular Imaging Inc., Calgary, Canada).
  • the thrombocyte adhesion in the flow was measured by perfusion of murine whole blood on collagen-coated coverslips (200 pg / ml fibrillar type I collagen) at 1000 s 1 or 400 S 1 as indicated.
  • the platelets were labeled with a DyLight 488 conjugated anti-GPIX Ig derivative (0.2 pg / ml) and treated with rmSema7a or IgG2A Fc for 5 minutes at 37 ° C. before perfusion.
  • 100 pg / mouse pOp / B Fab were injected intravenously 20 minutes before the blood sample was taken for the experiment.
  • blood from animals with functional GPIb (GPIb-IL4tg) was used.
  • Rat anti-mouse Ly6G (Biolegend, clone 1A8), labeled with BV421 (Biolegend 127628), rat anti-mouse CD42b-FITC (Emfret, clone Xia.G5), rat anti-mouse CD62P (BD Pharmingen, clone RB40.34), labeled with Alexa Fluor 647 (BD 563674)
  • Rat anti-mouse activated GPIIb / llla-PE (Emfret, clone JON / A).
  • the sampling focused on peripheral granulocytes through their granularity and surface expression of the lymphocyte-antigen-6 complex, locus G (Ly-6G), which is referred to as SSC / Ly-6G + .
  • the presence of the platelet surface marker CD42b on the surface of SSC / Ly-6G + events distinguished the platelet-neutrophil complexes SSC / Ly-6G + / CD42b + (PNCs) from the freely circulating PMNs SSC / Ly-6G + / CD42b -
  • PNCs platelet-neutrophil complexes SSC / Ly-6G + / CD42b +
  • the erythrocytes were separated from human blood samples using MACS beads (MicroBeads Kit, Milenyi Biotec, Germany). The cells were quantified in a Neubauer chamber. 8x10 8 erythrocytes were used per sample. The shear stress was induced by pulling and pushing the erythrocytes through a 27-gauge needle. For hypoxia exposure, cells were placed in hypoxic PBS medium that had been exposed to hypoxia (8% O 2 ) in an Invivo2400 hypoxia workstation (Ruskin Technology Ltd; Leeds). At the end of each experiment, the samples were centrifuged at RT at 1200 rpm for 10 minutes and the SEMA7A concentration was measured in the supernatant with the ELISA kit SEB448Hu.
  • the neutrophils were labeled with 20 ⁇ l of anti-Ly6G (Biolegend 127608) and the platelets with 20 ⁇ l of the platelet-specific FITC X488 antibody (emfret, Eibelstadt, Germany) resuspended in 200 ml and administered iv.
  • the neutrophil velocity (pm / sec) was calculated from manually traced cells, the stationary neutrophils were counted (number of cells / mm 2 ), the platelet sedimentation on the vessel wall was measured (normalized MFI% / mm), the cells migrated from the vascular system After 15 min exposure to rmSema7a, counting (number of cells / mm 2 ), the distance of the migrated cells, measured in pm in all videos, was processed with the NIS elements Ar software 4.20-64 bit (Nikon, Düsseldorf, Germany).
  • the entire data analysis was carried out in cooperation with the Institute for Clinical Epidemiology and Applied Biometry at the University of Tübingen.
  • the data is usually presented as bar graphs with means ⁇ SD.
  • the normal distribution was checked using the skewness. Since testing for normality with small sample sizes can easily lead to statistically insignificant but meaningless results, as was the case in this study, the inventors also performed a visual inspection of the data distributions using histograms and attempted a log transformation of the Data consistent with normal if this inspection found skewed distributions. Tests of the log values were performed for log transformed data; the data is displayed on a logarithmic scale showing geometric means and their 95% confidence intervals.
  • the number of PNCs increases in myocardial tissue during MIRI.
  • the harmful effects of PNCs have been demonstrated in other organs, such as the lungs, where they increase inflammatory tissue damage, which leads to impaired organ function.
  • the inventors took blood samples from patients with active myocardial ischemia and examined them for the presence of PNCs using FACS analysis.
  • the inventors compared these samples with patients who are undergoing cardiac surgery who are also exposed to reperfusion after extracorporeal circulation (HLM). These patients showed no evidence of active ischemia.
  • the inventors obtained blood from cardiac surgery operations without reperfusion injury as well as healthy controls.
  • the inventors also found that the SEMA7A expression on erythrocytes is not age-dependent (FIG. 3).
  • Experiments on mice showed that plasma Sema7a increased very rapidly during cardiac ischemia, with a significant increase already being found after 1 minute of reperfusion (FIG. 4).
  • SEMA7A was released from erythrocytes in response to shear stress or tissue hypoxia, both of which are present in the affected areas during myocardial ischemia reperfusion (Figure 5).
  • Sema7a may play a functional role in the progression of myocardial IR injury.
  • the inventors injected recombinant Sema7a (rmSema7a fusion protein, 1 pg / mouse before reperfusion) into WT animals and found that this resulted in a significantly increased infarct size compared to the corresponding IgG Fc control animals (rmlgG2A Fc) led ( Figure 6 a, b). This finding correlated with an increased troponin I, a marker of damage to the myocardial tissue.
  • Sema7a in myocardial IR injuries, the inventors used Sema7a animals and their littermate controls. Since Sema7a is involved in the fibrotic transformation of tissue, the inventors first examined the cardiac function in untreated WT and Sema7a / animals using dynamic magnetic resonance imaging. The inventors could not determine any differences in the anatomy or the cardiac performance parameters of Sema7a / - mice compared to throwing spirit controls (FIG. 10 a, b, FIG. 11). Next, the inventors exposed the Sema7a -'- mice to MIR and found that they developed dramatically smaller infarcts and had a reduced plasma troponin I compared to the littermate controls (FIG. 10 c, d).
  • Histological sections showed less tissue damage in Sema7a / - animals compared to the littermate controls and a lower number of PNCs in the tissue areas at risk (FIGS. 10 e, f).
  • the flow cytometric analysis showed a lower number of PNCs (FIG. 10 j) in the blood of Sema7a / - animals compared to the controls, and the conjugates showed lower values of platelet activation markers (surface P-selectin and activated integrin allbß3 (JON / A)) in the early phase after the IR ( Figure 10 gi, Figure 12). The inventors again tested whether this was reflected within the PNCs in the AAR.
  • the inventors extracted this area and counted the PNCs within the myocardial tissue. Using flow cytometry, the inventors found a reduced number of PNCs within the AAR and the conjugates showed reduced signals for GPIb, activated integrin allbß3 and P-selectin on neutrophils in the AAR of Sema7a / animals (FIG. 10 kn, FIG. 12 ). The semaphorin 7a obtained from red blood cells is of central importance for myocardial RI damage
  • Sema7a is expressed in various organs and tissues, where it is present in large quantities on the erythrocytes (RBCs) and only has a low level of expression in the myocardial tissue (FIG. 13). Therefore, the inventors animals with genetic deletion of Sema7A in endothelial cells (Sema7A loxP / loxP Tie2Cre +), cardiomyocytes (!
  • Sema7A loxP / loxP Myh6Cre + Sema7A loxP / loxP Myh6Cre +
  • erythrocytes Sema7A loxP / loxP HbbCre +
  • immunocompetent cells have (Sema7A loxP / lox - pLysMCre +) generated and fed into the MIRI model.
  • the inventors found a significant reduction in the size of the infarct, which correlated well with reduced plasma TnI (FIGS. 14 a, b).
  • the immunohistological analysis showed a reduced number of PNCs in the myocardial tissue of these animals compared to the WT control (FIG.
  • Sema7a interacts with the platelet glycoprotein Ib
  • the above experiments have shown that Sema7a enhances platelet activation and PNC formation in the myocardial IR environment.
  • the inventors In order to test whether Sema7a acts directly on platelets, the inventors first examined its effects on platelet function in standard aggregometry. Unexpectedly, Sema7a induced no detectable platelet activation or aggregation at the concentration of 1 pg / ml. This was also confirmed by the flow cytometric analysis of the platelet activation. Increasing concentrations of Sema7a had no influence on integrin-allbß3 activation (JON / A-PE) or P-selectin exposure under static conditions.
  • Sema7a significantly increased both the surface area covered by platelets and the thrombus volume (FIGS. 16 a, b), and the same effect was observed with a low Shear rate (400 S 1 , Figure 17 a, b) observed.
  • the flow dependence of the prothrombotic Sema7a effect indicated a possible involvement of the vWF receptor GPIb-IX in this process, which is particularly important for thrombus formation under conditions of high shear.
  • the inventors In order to test whether the thrombo-inflammatory effect of the Sema7a myocardial RI damage also depends on the platelet GPIb, the inventors first added GPIb-IL-4tg animals to the MIRI model. It was noticeable that these animals had a significantly reduced infarct size compared to the WT controls, which was also reflected in the troponin I measurements. In addition, treatment of these mutant animals with Sema7a did not lead to an increase in the MIRI, indicating that the- se pathogenic activity of Sema7a was completely GPIb-dependent (FIG. 16 e, f). When evaluating the AAR tissue sections of these animals, the inventors found a small number of PNCs within the myocardial tissue sections (FIG.
  • the inventors carried out coimmunoprecipitation experiments.
  • the inventors immunoprecipitated Sema7a from blood and heart muscle tissue samples and blotted it for the presence of GPIb.
  • GPIb coimmunoprecipitated with Sema7a in the blood and particularly the myocardial AAR in response to MIR.
  • the inventors then reversed this approach with immunoprecipitation for GPIb and blotting for Sema7a.
  • the inventors established an interaction of Sema7a with GPIb in the blood and the AAR as a reaction to MIR (FIG. 16 ij).
  • Anti-Sema7a treatment reduces PNC formation and myocardial IR injury
  • the inventors In order to test whether the inhibition of the endogenous Sema7a influences the MIRI, the inventors injected a function-blocking anti-Sema7a antibody or an IgG control (1pg / mouse) before the start of the reperfusion.
  • the anti-Sema7a treatment led to a reduction in the size of the infarct and a reduction in troponin I compared to the animals which were injected with an IgG control (FIGS. 18 a, b).
  • the histological sections of the AAR showed less tissue damage in the anti-Sema7a-injected animals compared to the IgG control animals, with a lower number of PNCs in the tissue areas at risk (FIG. 18 c, d).
  • An intervention to recanalize the occluded coronary artery is a crucial part of initial therapy for this disease and significantly improves the patient's overall outcome.
  • the subsequent reperfusion damage to the myocardium is the result of an inflammatory reaction that affects a large proportion of patients with Ml and can then lead to severe myocardial dysfunction.
  • the inventors were able to show that the neuronal lead protein Semaphorin 7a released from the membrane of the red blood cells is a mediator of inflammatory myocardial damage.
  • the inventors also provide evidence that Sema7a interacts with the platelet GPIb and thereby promotes the formation of platelet-neutrophil complexes and their translocation into the affected myocardium, thereby increasing the myocardial injury.
  • the inventors have provided a sketch in FIG. The results show that a strategy for influencing the Sema7a-GPIb interaction can lead to reduced heart damage and an improved myocardial result according to MI and should therefore be pursued as a therapeutic strategy in the future.

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Abstract

The present invention relates to an agent for use in the treatment and/or prophylaxis of a post-ischemic tissue damage, a pharmaceutical composition containing said agent, a process for preparing a drug for the treatment and/or prophylaxis of a post-ischemic tissue damage and a method for the treatment and/or prophylaxis of a post-ischemic tissue damage.

Description

Agens zur Behandlung und Prophylaxe einer postischämischen Gewebeschädigung Agent for the treatment and prophylaxis of post-ischemic tissue damage
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Agens zur Verwendung bei der Behandlung und/oder Prophylaxe einer postischämischen Gewebeschädigung, eine pharmazeutische Zusammensetzung enthaltend dieses Agens, ein Verfahren zur Herstellung eines Arznei mittels zur Behandlung und/oder Prophylaxe einer postischämischen Gewebeschädigung, sowie ein Verfahren zur Behandlung und/oder Prophylaxe einer postischämischen Gewebeschädigung. The present invention relates to an agent for use in the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage, a pharmaceutical composition containing this agent, a method for producing a medicament for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage, and a method for Treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage.
GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION
[0002] Die Erfindung betrifft das Gebiet der molekularen Medizin, insbesondere den Bereich der Prophylaxe und Therapie der postischämischen Gewebeschädigung. HINTERGRUND DER ERFINDUNG The invention relates to the field of molecular medicine, in particular the field of prophylaxis and therapy of post-ischemic tissue damage. BACKGROUND OF THE INVENTION
[0003] Der Myokardinfarkt (Ml) ist nach wie vor eine der bedeutendsten Gesundheitsprobleme weltweit. Bei der Behandlung des Ml ist die frühe Reperfusion des Myokards die derzeit wirksamste Therapie zur Verbesserung des klinischen Ergebnisses. Die Reperfusion des zuvor ischämischen Myokards kann jedoch auch die Schädigung des Gewebes induzie ren. Dieses als "Reperfusionsschaden" (englisch: reperfusion injury, RI) bezeichnete Phänomen reduziert die positiven Effekte der frühen Reperfusion und ist durch die Infiltration von Immunzellen, hauptsächlich Neutrophilen, in zuvor ischämische Bereiche gekennzeichnet, wo diese durch Gewebeentzündung zu einer Schädigung beitragen. Thrombozyten werden zunehmend als zentrale Orchestratoren von Entzündungsprozes sen erkannt, hauptsächlich durch die Verstärkung der Immunzellrekrutierung und die Modulation der endothelialen Barrierenfunktion. Dieses Phänomen wird Thrombo-Inflam- mation bezeichnet. Im Verlauf des myokardialen IR verschlimmert die Bildung von Kom plexen aus Thrombozyten und Neutrophilen (englisch: platelet-neutrophil complexes; PNCs). Die entzündliche Gewebeschädigung und ist somit ein Marker für die Gewebeent zündung. Myocardial infarction (MI) remains one of the most important health problems worldwide. In the treatment of Ml, early reperfusion of the myocardium is currently the most effective therapy for improving clinical outcome. The reperfusion of the previously ischemic myocardium can, however, also induce damage to the tissue. This phenomenon, known as "reperfusion injury" (RI), reduces the positive effects of early reperfusion and is due to the infiltration of immune cells, mainly neutrophils, in previously marked ischemic areas where these contribute to damage through tissue inflammation. Platelets are increasingly recognized as the central orchestrators of inflammatory processes, mainly through the strengthening of immune cell recruitment and the modulation of the endothelial barrier function. This phenomenon is called thrombo-inflammation. In the course of the myocardial IR worsens the formation of complexes of platelets and neutrophils (English: platelet-neutrophil complexes; PNCs). Inflammatory tissue damage and is therefore a marker for tissue inflammation.
[0004] Klinisch kommt es bei einem Reperfusionsschaden zu einer allgemeinen Gewebsschädi gung im betroffenen Körperabschnitt sowie zu einer Übersäuerung bzw. Azidose des Gesamtorganismus. Dies führt örtlich zu Überwärmung, Rötung und Schwellung des betroffenen Abschnitts, z.B. am Bein oder Arm bis hin zur Entwicklung eines Kompart- mentsyndroms mit ausgedehnter Rhabdomyolyse. Generalisiert können die Symptome von leichter Beschleunigung der Spontanatmung bis hin zu Blutdruckabfall, Herzrhyth musstörungen infolge Hyperkaliämie, Gerinnungsstörungen, Nierenversagen oder gar Herz-Kreislaufstillstand reichen. Clinically, reperfusion damage leads to general tissue damage in the affected part of the body and to acidosis or acidosis of the entire organism. This locally leads to overheating, reddening and swelling of the affected area, e.g. on the leg or arm up to the development of a compartment syndrome with extensive rhabdomyolysis. In general terms, the symptoms can range from a slight acceleration in spontaneous breathing to a drop in blood pressure, cardiac arrhythmia due to hyperkalemia, coagulation disorders, kidney failure or even cardiovascular arrest.
[0005] Der Entstehung eines Reperfusionsschadens kann derzeit nur wenig zufriedenstellend entgegengewirkt werden. So wird durch das Herunterkühlen des betroffenen Gewebes vor der Reperfusion die Aktivität der Enzyme verringert. Ferner wird durch den Anästhe sisten während eines operativen Eingriffs unmittelbar durch Hyperventilation der metaboli schen Azidose entgegengewirkt. In schwereren Fällen wird die Azidose zusätzlich mit Natriumbicarbonat gepuffert. Außerdem kommen gegebenenfalls kreislaufstützende Medikamente wie Katecholamine und Diuretika zur Anwendung. Eine zielgerichtete und spezifische Behandlung der postischämischen Gewebeschädigung und insbesondere des Reperfusionsschades ist derzeit jedoch nicht möglich. [0005] The development of reperfusion damage can currently only be counteracted in a poorly satisfactory manner. By cooling down the affected tissue before reperfusion, the activity of the enzymes is reduced. Furthermore, the anesthesiologist counteracts the metabolic acidosis directly by hyperventilation during a surgical procedure. In more severe cases, the acidosis is additionally buffered with sodium bicarbonate. In addition, there may be circulatory support Medicines such as catecholamines and diuretics are used. A targeted and specific treatment of post-ischemic tissue damage and especially reperfusion damage is currently not possible.
[0006] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuen Prophyla xe- bzw. Therapieansatz zu entwickeln, mit dem zielgerichtet der postischämischen Ge webeschädigung entgegengewirkt bzw. diese behandelt werden kann. Vorzugsweise soll ein pharmazeutisch wirksames Agens bereitgestellt werden, mit dem in die pathologi schen Mechanismen der postischämischen Gewebeschädigung regulierend eingegriffen werden kann. Against this background, the invention is based on the object of developing a new prophylaxis or therapeutic approach with which the post-ischemic tissue damage can be counteracted or treated in a targeted manner. Preferably, a pharmaceutically active agent is to be provided with which the pathological mechanisms of post-ischemic tissue damage can be regulated.
ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
[0007] Diese Aufgabe wird durch die Bereitstellung eines Inhibitors von Semaphorin 7AThis object is achieved by providing an inhibitor of Semaphorin 7A
(SEMA7A) zur Verwendung bei der Behandlung und/oder Prophylaxe einer postischämi schen Gewebeschädigung gelöst. (SEMA7A) for use in the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage.
[0008] Die Erfinder haben überraschenderweise festgestellt, dass die Inhibition von SEMA7A ei ner postischämischen Gewebeschädigung deutlich entgegenwirken, diese ggf. sogar ver hindern kann. Diese Erkenntnis war überraschend, da SEMA7A bislang in einem anderen Zusammenhang beschrieben wurde. The inventors have surprisingly found that the inhibition of SEMA7A clearly counteracts post-ischemic tissue damage, possibly even preventing it. This finding was surprising, since SEMA7A was previously described in a different context.
[0009] Semaphorin 7A (SEMA7A für die menschliche Variante, oder Sema7a für die Mausvarian te, hier synonym gebraucht), GPI-Membrananker (John Milton Hagen-Blutgruppe), auch bekannt als CD108 (Cluster of Differentiation 108), ist ein membrangebundenes Sema phorin, das über eine Glycosylphosphatidylinositol (GPI) Bindung mit Zelloberflächen as soziiert ist [Entrez: 8482 (Mensch); 20361 (Maus)]. SEMA7A ist auch als das John-Milton- Hagen (JMH) Blutgruppenantigen bekannt, ein 80-kD-Glykoprotein, das auf aktivierten Lymphozyten und Erythrozyten exprimiert wird. Es ist bekannt, dass SEMA7A einen Re zeptor für den Malaria-Parasiten Plasmodium falciparum darstellt. [0010] SEMA7A wurde ursprünglich im Zusammenhang mit dem axonalen Wachstum als einSemaphorin 7A (SEMA7A for the human variant, or Sema7a for the mouse variant, used here synonymously), GPI membrane anchor (John Milton Hagen blood group), also known as CD108 (Cluster of Differentiation 108), is a membrane-bound Sema phorin, which is associated with cell surfaces via a glycosylphosphatidylinositol (GPI) bond [Entrez: 8482 (human); 20361 (mouse)]. SEMA7A is also known as the John Milton-Hagen (JMH) blood group antigen, an 80 kD glycoprotein that is expressed on activated lymphocytes and erythrocytes. It is known that SEMA7A is a receptor for the malaria parasite Plasmodium falciparum. SEMA7A was originally used in the context of axonal growth as a
Botenprotein beschrieben, das an der Steuerung der Synapsenbildung für den neuronalen Schaltkreis beteiligt ist. Spätere Arbeiten haben gezeigt, dass es die Autoimmun-Enze- phalitis durch T-Zell-abhängige Zytokinproduktion verstärkt und die Infiltration von Neutro philen in Stellen mit Gewebehypoxie erhöhen kann. Eine Rolle für SEMA7A im kardiovas kulären System wurde kürzlich in der Atherogenese beschrieben. Außerdem wurde gezeigt, dass ein gestörter Blutfluss zu einer Induktion von SEMA7A auf dem vaskulären Endothel führt und dass dies eine erhöhte Expression von Leukozyten-Adhäsionsmolekü- len auf der Endotheloberfläche zur Folge hat. A messenger protein is described that is involved in the control of synapse formation for the neural circuit. Later work has shown that it increases autoimmune encephalitis through T-cell dependent cytokine production and can increase the infiltration of neutrophils in sites of tissue hypoxia. A role for SEMA7A in the cardiovascular system has recently been described in atherogenesis. It was also shown that a disturbed blood flow leads to an induction of SEMA7A on the vascular endothelium and that this leads to an increased expression of leukocyte adhesion molecules on the endothelial surface.
[0011] Die Rolle von SEMA7A bei der Thrombozytenfunktion ist bislang unbekannt. The role of SEMA7A in platelet function is heretofore unknown.
[0012] In der WO 2008/024300, WO 2009/133984, WO 2013/052631 und der EP 3220447 wird die Inhibition von SEMA7A zur Behandlung der pulmonalen Fibrose vorgeschlagen. In WO 2008/024300, WO 2009/133984, WO 2013/052631 and EP 3220447, the inhibition of SEMA7A for the treatment of pulmonary fibrosis is proposed.
[0013] In der DE 202006007590 sowie der US 2007/0264263 wird offenbart, dass SEMA7A eine Rolle im Immunsystem spielt. Ferner wird offenbart, dass SEMA7A über die Wech selwirkung mit a1ß1-lntegrin (VLA-1) eine Aktivierung von Monozyten bewirken kann. Es wird vorgeschlagen, einen gegen VLA-1 gerichteten Antikörper einzusetzen, um so die Wechselwirkung von VLA-1 mit SEMA7A zu inhibieren. Dieser Ansatz wird von den Autoren zur Behandlung von durch Cytokine vermittelten Krankheiten, wie Entzündungs erkrankungen, vorgeschlagen. In DE 202006007590 and US 2007/0264263 it is disclosed that SEMA7A plays a role in the immune system. It is also disclosed that SEMA7A can activate monocytes by interacting with a1ß1 integrin (VLA-1). It is proposed to use an antibody directed against VLA-1 in order to inhibit the interaction of VLA-1 with SEMA7A. This approach is suggested by the authors for the treatment of cytokine-mediated diseases, such as inflammatory diseases.
[0014] Die Erfinder konnten in einem experimentellen System zeigen, dass lösliches SEMA7A im Plasma von Patienten mit akutem Myokardinfarkt erhöht ist und dass SEMA7A einen signifikanten Einfluss auf das Ausmaß einer postischämischen Gewebeschädigung bzw. eines Reperfusionsschadens hat. Sie konnten außerdem zeigen, dass SEMA7A die myokardiale Thrombo-Inflammation und Gewebeschädigung fördert, indem es die throm botische Aktivität der Thrombozyten und die Bildung von PNCs durch einen GPIb-abhän- gigen Mechanismus der Thrombozyten verstärkt. Umgekehrt, so konnten die Erfinder insbesondere feststellen, führt die Hemmung von SEMA7A zu einem verringerten Reper- fusionsschaden. [0015] Erfindungsgemäß wird unter "Inhibition" jede Maßnahme verstanden, die zur einer Ver minderung der Funktionalität von SEMA7A führt. Dies kann bspw. durch eine Reduzie rung der Aktivität von SEMA7A, der Menge und/oder Konzentration von SEMA7A in der zellulären Membran, der Transkription oder Translation oder weiteren Maßnahmen erreicht werden, die in einer Abnahme der SEMA7A-Funktionalität resultieren. In einer Ausführungsform der Erfindung richtet sich die Inhibition direkt gegen SEMA7A, nicht aber gegen einen Bindungspartner von SEMA7A bzw. die Wechselwirkung von SEMA7A mit einem solchen Bindungspartner, wie bspw. VLA-1. The inventors were able to show in an experimental system that soluble SEMA7A is increased in the plasma of patients with acute myocardial infarction and that SEMA7A has a significant influence on the extent of post-ischemic tissue damage or reperfusion damage. They were also able to show that SEMA7A promotes myocardial thrombosis and tissue damage by increasing the thrombotic activity of the platelets and the formation of PNCs through a GPIb-dependent mechanism of the platelets. Conversely, the inventors were able to establish in particular that the inhibition of SEMA7A leads to reduced reperfusion damage. According to the invention, "inhibition" is understood to mean any measure which leads to a reduction in the functionality of SEMA7A. This can be achieved, for example, by reducing the activity of SEMA7A, the amount and / or concentration of SEMA7A in the cellular membrane, transcription or translation or other measures that result in a decrease in SEMA7A functionality. In one embodiment of the invention, the inhibition is directed directly against SEMA7A, but not against a binding partner of SEMA7A or the interaction of SEMA7A with such a binding partner, such as, for example, VLA-1.
[0016] Erfindungsgemäß wird unter einer "postischämischen Gewebeschädigung" allgemein ein Krankheitsprozess verstanden, der nach einer Minderdurchblutung bzw. Ischämie eines zellulären Gewebes ausgelöst wird. According to the invention, “post-ischemic tissue damage” is generally understood to mean a disease process which is triggered after an insufficient blood supply or ischemia in a cellular tissue.
[0017] Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird hiermit vollkommen gelöst. The problem on which the invention is based is thereby completely solved.
[0018] In einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der postischämischenIn one embodiment of the invention, it is post-ischemic
Gewebeschädigung um einen Reperfusionsschaden. Tissue damage to reperfusion damage.
[0019] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass ein therapeutisches und/oder prophylaktisches Agens für eine besonders wichtige postischämische Gewebeschädigung bereitgestellt wird, für die bislang im Stand der Technik keine zufriedenstellenden spezifischen thera peutischen oder prophylaktischen Ansätze existieren. This measure has the advantage that a therapeutic and / or prophylactic agent is provided for a particularly important post-ischemic tissue damage, for which no satisfactory specific therapeutic or prophylactic approaches exist in the prior art.
[0020] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Reperfusions schaden um einen myokardialen Reperfusionsschaden. In a further embodiment of the invention, the reperfusion damage is myocardial reperfusion damage.
[0021] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass einer der klinisch besonders relevanten Reperfusionsschäden wirksam therapiert bzw. diesem vorgebeugt werden kann. This measure has the advantage that one of the clinically particularly relevant reperfusion injuries can be effectively treated or prevented.
[0022] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Inhibitor derart ausgestaltet ist, dass er die Wechselwirkung von SEMA7A mit der Thrombozytenoberfläche modifiziert, und vorzugsweise die Wechselwirkung von SEMA7A mit GPIb modifiziert. [0023] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Erfindung unmittelbar in die molekularen Me chanismen eingreift, die nach Erkenntnissen der Erfinder bei der Entstehung postischämi schen Gewebeschädigung, wie bspw. einem myokardialen Reperfusionsschaden, eine entscheidende Rolle spielen. In a further embodiment of the invention, the inhibitor is designed such that it modifies the interaction of SEMA7A with the platelet surface, and preferably modifies the interaction of SEMA7A with GPIb. This measure has the advantage that the invention directly intervenes in the molecular mechanisms which, according to the inventors' findings, play a decisive role in the development of post-ischemic tissue damage, such as, for example, myocardial reperfusion damage.
[0024] Erfindungsgemäß wird unter "GPIb" das Glykoprotein Ib verstanden, bei dem es sich um ein Oberflächenprotein auf Thrombozyten ähnelt, das an der Blutgerinnung beteiligt ist. According to the invention, “GPIb” is understood to mean glycoprotein Ib, which is a surface protein on platelets that is involved in blood clotting.
[0025] Erfindungsgemäß kann "modifiziert" in einer ersten Ausführungsform "inhibiert" bedeuten. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann "modifiziert" "aktiviert" und/oder "stimuliert" bedeuten. According to the invention, “modified” can mean “inhibited” in a first embodiment. In a further embodiment of the invention, “modified” can mean “activated” and / or “stimulated”.
[0026] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Inhibitor ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Antikörper, Antikörperfragment, löslicher SEMA7A-Rezeptor, Antisense- Nukleinsäure, siRNA, niedermolekulare Verbindung, und Kombinationen davon. In a further embodiment of the invention, the inhibitor is selected from the group consisting of: antibody, antibody fragment, soluble SEMA7A receptor, antisense nucleic acid, siRNA, low molecular weight compound, and combinations thereof.
[0027] Die Maßnahme hat den Vorteil, dass solche Strukturen als Inhibitoren zum Einsatz kommen, die zur zielgerichteten Inhibition von SEMA7A besonders geeignet sind. The measure has the advantage that those structures are used as inhibitors which are particularly suitable for the targeted inhibition of SEMA7A.
[0028] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem a-SEMA7A-An- tikörper um einen funktionsinhibierenden Antikörper. In a further embodiment of the invention, the a-SEMA7A antibody is a function-inhibiting antibody.
[0029] Mit dieser Maßnahme kommt ein solcher Antikörper zum Einsatz, der selektiv und zielgerichtet SEMA7A in seiner Funktionalität inhibiert und somit unspezifische Effekte weitgehend oder vollständig vermieden werden können. With this measure, such an antibody is used, which selectively and in a targeted manner inhibits SEMA7A in its functionality and thus unspecific effects can largely or completely be avoided.
[0030] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine pharmazeutische Zusammensetzung, die den erfindungsgemäßen Inhibitor aufweist. Another object of the invention relates to a pharmaceutical composition which comprises the inhibitor according to the invention.
[0031] Die Merkmale, Vorteile, Weiterentwicklungen and Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Inhibitors gelten für die pharmazeutische Zusammensetzung glei chermaßen. [0032] Pharmazeutisch akzeptable Träger sind dem Fachmann gut bekannt. Sie ermöglichen ei ne ordnungsgemäße Formulierung des Inhibitors und dienen dazu, die Selektivität, Wirk samkeit und/oder Sicherheit der Arzneimittelverabreichung zu verbessern. Pharmazeu tisch akzeptable Träger umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Lösungsmittel, Füll stoffe, Bindemittel, Gleitmittel, Stabilisatoren, Tenside, Suspensionen, Verdickungsmittel, Emulgatoren, Konservierungsmittel, Liposomen, Micellen, Mikrosphären, Nanopartikel usw., die für die bestimmte Dosierungsform geeignet sind. Materialien, die als pharma zeutisch akzeptable Träger dienen können, umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Monosaccharide und Oligosaccharide sowie Derivate davon; Malz, Gelatine; Talk; Hilfss toffe wie: Kakaobutter und Zäpfchenwachse; Öle wie Erdnussöl, Baumwollsamenöl, Safloröl, Sesamöl, Olivenöl, Maisöl und Sojaöl; Glykole wie Propylenglykol; Ester wie Ethyloleat und Ethyllaurat; Agar; Puffersubstanzen wie Magnesiumhydroxid und Alumini umhydroxid; Alginsäure; pyrogenfreies Wasser; isotonische Kochsalzlösung, Ringer-Lö sung; Ethylalkohol- und Phosphatpufferlösungen. Darüber hinaus kann die Zusammenset zung andere nicht toxisch verträgliche Schmiermittel enthalten, beispielsweise Natrium- laurylsulfat und Magnesiumstearat, sowie Farbstoffe, Trennflüssigkeiten, Filmbildner, Süßstoffe, Geschmackszusätze und Geschmacksstoffe, Konservierungsmittel und Antioxidationsmittel. The features, advantages, further developments and embodiments of the inhibitor according to the invention apply equally to the pharmaceutical composition. Pharmaceutically acceptable carriers are well known to those skilled in the art. They allow a proper formulation of the inhibitor and serve to improve the selectivity, efficacy and / or safety of drug administration. Pharmaceutically acceptable carriers include, but are not limited to, solvents, fillers, binders, lubricants, stabilizers, surfactants, suspensions, thickeners, emulsifiers, preservatives, liposomes, micelles, microspheres, nanoparticles, etc. that are suitable for the particular dosage form . Materials that can serve as pharmaceutically acceptable carriers include, but are not limited to, monosaccharides and oligosaccharides and derivatives thereof; Malt, gelatin; Talc; Auxiliaries such as: cocoa butter and suppository waxes; Oils such as peanut oil, cottonseed oil, safflower oil, sesame oil, olive oil, corn oil, and soybean oil; Glycols such as propylene glycol; Esters such as ethyl oleate and ethyl laurate; Agar; Buffer substances such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide; Alginic acid; pyrogen-free water; isotonic saline solution, Ringer's solution; Ethyl alcohol and phosphate buffer solutions. In addition, the composition can contain other non-toxic compatible lubricants, for example sodium lauryl sulfate and magnesium stearate, as well as colorants, separating liquids, film formers, sweeteners, flavor additives and flavorings, preservatives and antioxidants.
[0033] Erfindungsgemäß kann die pharmazeutisch Zusammensetzung den SEMA7A-lnhibitor als einzigen Wirkstoff aufweisen, oder aber in Kombination mit weiteren Wirkstoffen zur Behandlung und/oder Prophylaxe einer postischämischen Gewebeschädigung vorliegen. According to the invention, the pharmaceutical composition can have the SEMA7A inhibitor as the only active ingredient, or it can be present in combination with further active ingredients for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage.
[0034] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen Inhibitors zur Behandlung und/oder Prophylaxe einer postischämi schen Gewebeschädigung. Another object of the present invention relates to the use of the inhibitor according to the invention for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage.
[0035] Die Merkmale, Vorteile, Weiterentwicklungen und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Inhibitors gelten für die erfindungsgemäße Verwendung gleicherma ßen. [0036] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einesThe features, advantages, further developments and embodiments of the inhibitor according to the invention apply equally to the use according to the invention. Another object of the invention relates to a method for producing a
Arzneimittels zur Behandlung und/oder Prophylaxe einer postischämischen Gewebeschä digung, das die Formulierung eines Inhibitors von SEMA7A in einen pharmazeutisch akzeptablen Träger umfasst. A medicament for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage which comprises the formulation of an inhibitor of SEMA7A in a pharmaceutically acceptable carrier.
[0037] Die Merkmale, Vorteile, Weiterentwicklungen und Ausführungsformen des erfindungsge mäßen Inhibitors gelten für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren gleichermaßen. The features, advantages, further developments and embodiments of the inhibitor according to the invention apply equally to the production method according to the invention.
[0038] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung und/oder Prophylaxe einer postischämischen Gewebeschädigung, das die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge eines Inhibitors von SEMA7A in ein bedürftiges Säugetier, vorzugsweise einen Menschen, weiter vorzugsweise einen Myokardinfarktpati enten oder einen myokardinfarktgefährdeten Patienten, umfasst. Another object of the present invention relates to a method for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage, the administration of a therapeutically effective amount of an inhibitor of SEMA7A in a needy mammal, preferably a human, more preferably a myocardial infarction patient or a risk of myocardial infarction Patient, includes.
[0039] Die Merkmale, Vorteile, Weiterentwicklungen und Ausführungsformen des erfindungsge mäßen Inhibitors gelten für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren gleichermaßen. The features, advantages, further developments and embodiments of the inhibitor according to the invention apply equally to the production method according to the invention.
[0040] In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die Verabrei chung des Inhibitors die Wechselwirkung von SEMA7A mit der Thrombozytenoberfläche modifiziert, und vorzugsweise wird durch die Verabreichung des Inhibitors die Wechsel wirkung von SEMA7A mit GPIb modifiziert. In one embodiment of the method according to the invention, the interaction of SEMA7A with the platelet surface is modified by the administration of the inhibitor, and preferably the interaction of SEMA7A with GPIb is modified by the administration of the inhibitor.
[0041] Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Erfindung unmittelbar in die molekularen Me chanismen eingreift, die nach Erkenntnissen der Erfinder bei der Entstehung postischämi schen Gewebeschädigung, wie bspw. einem myokardialen Reperfusionsschaden, eine entscheidende Rolle spielen. This measure has the advantage that the invention directly intervenes in the molecular mechanisms which, according to the inventors' findings, play a decisive role in the development of post-ischemic tissue damage, such as, for example, myocardial reperfusion damage.
[0042] Erfindungsgemäß kann "modifiziert" in einer ersten Ausführungsform "inhibiert" bedeuten. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann "modifiziert" "aktiviert" und/oder "stimuliert" bedeuten. [0043] Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevor zugter Ausführungsformen und den beigefügten Zeichnungen. According to the invention, “modified” can mean “inhibited” in a first embodiment. In a further embodiment of the invention, “modified” can mean “activated” and / or “stimulated”. Further advantages and features emerge from the following description of preferred embodiments and the accompanying drawings.
[0044] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegen den Erfindung zu verlassen. It goes without saying that the features mentioned above and yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Fig. 1 : Patienten mit akutem Myokardinfarkt zeigen eine erhöhte Aktivierung vonFig. 1: Patients with acute myocardial infarction show an increased activation of
PNCs und eine erhöhte Plasma-SEMA7A-Konzentration. Die Proben wur den von Patienten mit akutem Myokardinfarkt, Patienten, die sich herzchir urgischen Operationen unter Einsatz einer Herzlungenmaschine (HLM) oder Bypass-Operationen ohne Einsatz einer Herzlungenmaschine (Off- Pump) unterziehen, sowie von gesunden Kontrollen entnommen a) Durch- flusszytometrische Auswertung der Expression von GPIb (CD42b) der PN Cs in den gezeigten Patientengruppen b) Durchflusszytometrische Aus wertung von PNCs zur CD62P-Expression auf Neutrophilen c) PAC-1 -Bin dung an PNCs. d) Repräsentative durchflusszytometrische Histogramme der gemessenen Gruppen, und e) Sema7a im Plasma von Patienten mit akutem Ml, Patienten, die sich kardiopulmonalen Operationen mit (HLM) oder kardiopulmonalen Bypass-Operationen ohne Herzlungenmaschinen (Off-Pump) unterziehen, und gesunden Kontrollen. Zum Vergleich führten die Erfinder Einweg-Varianzanalysen durch, gefolgt von Dunnett-Tests zur Gruppe Myokardinfarkt (Daten sind Mittelwerte ± SA; *p < 0,05, **p < 0,01 und *** p < 0,001 wie angegeben; n > 4/Gruppe). PNCs and an increased plasma SEMA7A concentration. The samples were taken from patients with acute myocardial infarction, patients undergoing cardiac surgical operations using a heart-lung machine (HLM) or bypass operations without the use of a heart-lung machine (off-pump), as well as from healthy controls. A) Flow cytometric evaluation the expression of GPIb (CD42b) of the PN Cs in the patient groups shown. b) Flow cytometric evaluation of PNCs for CD62P expression on neutrophils. c) PAC-1 binding to PNCs. d) Representative flow cytometric histograms of the measured groups, and e) Sema7a in the plasma of patients with acute Ml, patients undergoing cardiopulmonary operations with (HLM) or cardiopulmonary bypass operations without heart-lung machines (off-pump), and healthy controls. For comparison, the inventors performed one-way analyzes of variance, followed by Dunnett's tests on the myocardial infarction group (data are means ± SD; * p <0.05, ** p <0.01 and *** p <0.001 as indicated; n > 4 / group).
Fig.2: Demographische und Standard-Laborwerte von Patienten mit Myokardin farkt, Herzoperationen ohne kardiopulmonalen Bypass (Off-Pump), kardio pulmonalen Herzoperationen (HLM) und von gesunden Personen. Fig 3: Expression von SEMA7A (%) auf menschlichen Erythrozyten im Relation zum Alter in Jahren Die Erythrozyten wurden in verschiedenen Altersgrup pen analysiert, um den Grad der SEMA7A-Expression auf ihrer Oberfläche zu bestimmen. Der Vergleich von SEMA7A (%) auf menschlichen Erythro zyten mit den Jahren der Spender mittels ANOVA zeigte keine signifikanten Unterschiede in der Veränderung über das Alter, p = 0,1194. Fig. 2: Demographic and standard laboratory values of patients with myocardial infarction, heart operations without cardiopulmonary bypass (off-pump), cardio-pulmonary heart operations (HLM) and of healthy people. Fig 3: Expression of SEMA7A (%) on human erythrocytes in relation to the age in years The erythrocytes were analyzed in different age groups in order to determine the degree of SEMA7A expression on their surface. The comparison of SEMA7A (%) on human erythrocytes with the years of the donor by ANOVA showed no significant differences in the change over age, p = 0.1194.
Fig 4: Plasmawerte von Sema7a in WT-Mäusen, die eine Myokardischämie und eine Reperfusion von 1 Minute aufweisen WT-Mäuse wurden 60 Minuten lang einer Ischämie ausgesetzt. Die Proben wurden nach 1 Minute Reper fusion entnommen. Die Vergleiche in der Figur 4 wurden durch Student's t- Tests analysiert (Daten sind Mittelwerte ± SA; n > 3/Gruppe (*p < 0,05 wie angegeben). 4: Plasma values of Sema7a in WT mice exhibiting myocardial ischemia and 1 minute reperfusion. WT mice were exposed to ischemia for 60 minutes. The samples were taken after 1 minute of reperfusion. The comparisons in Figure 4 were analyzed by Student's t-tests (data are means ± SD; n> 3 / group (* p <0.05 as indicated).
Fig 5: SEMA7A-Spaltung aus menschlichen Erythrozyten Menschliche Erythrozy ten wurden entweder Scherstress, Hypoxie (2%02) oder Normoxie (21%Fig 5: SEMA7A cleavage from human erythrocytes Human erythrocytes were either shear stress, hypoxia (2% 0 2 ) or normoxia (21%
02) für die angegebenen Zeitpunkte ausgesetzt und die SEMA7A-Konzen- trationen wurden im Überstand bestimmt. Für Vergleiche in der Figur 5 führten die Erfinder Einweg-Varianzanalysen, gefolgt von Dunnett's Tests zur Gruppe "5min unstimulated", durch (Daten sind Mittelwerte ± SA; n = 4/Gruppe; *p < 0,05, ***p < 0,01 wie angegeben). 0 2 ) for the specified times and the SEMA7A concentrations were determined in the supernatant. For comparisons in FIG. 5, the inventors carried out one-way analyzes of variance, followed by Dunnett's tests for the "5min unstimulated" group (data are means ± SD; n = 4 / group; * p <0.05, *** p < 0.01 as indicated).
Fig 6 Die Injektion von Sema7a führt zu einer erhöhten myokardialen Rl-Schädi- gung und PNC-Bildung Mäusen wurden entweder rekombinantes Sema phorin 7a (rmSema7a) oder Fc-Kontrolle (rmlgG2A Fc) injiziert und dann für 1 h einer Ischämie gefolgt von 2 h Reperfusion unterzogen. Die Proben wurden nach 1 min oder 120 min Reperfusion entnommen a) Repräsentati ve TTC-gefärbte Schnitte von Myokardgewebe mit Infarktbereich (blau/dun kel = retrograde Evans-Blau-Färbung; rot und weiß = AAR, weiß = Infarkt gewebe; 120 min) mit b) systematische Auswertung der Infarktgrößen und der entsprechenden Troponin I-Plasmaspiegel (120 min) c) Repräsentative histologische Schnitte von WT-Tieren, denen entweder IgG Fc-Kontrolle oder rmSema7a injiziert wurden (120 min) und d) Anzahl der PNCs, die in myokardialen Gewebeschnitten der AAR bei Tieren gezählt wurden (120 min) e) Repräsentative durchflusszytometrische PNC-Plots im Blut von Scheintieren, rmSema7a- oder IgG Fc-Kontroll-Mäusen, die nach 1 min und 120 min Reperfusion GPIb (CD42b) und P-Selektin (CD62P) präsentierten. Systematische Auswertung der durchflusszytometrischen Expression der mittleren Fluoreszenzintensität (MFI) fürf) GPIb (CD42b) und g) P-Selektin (CD62P) Expression h) Systematische Auswertung der PNCs in % durch- flusszytometrisch im Blut von Tieren, denen eine rmSema7a- oder Fc-Kon- trolle injiziert wurde, nach 1 min und 120 min. i) Repräsentative durchfluss zytometrische Diagramme von PNCs in der AAR, die das Vorhandensein von GPIb (CD42b) und P-Selektin (CD62P) nach 1 min und 120 min Reper fusion zeigen. Systematische Auswertung der durchflusszytometrischen Expression von MFI für j) GPIb (CD42b) und k) P-Selektin (CD62P) und I) systematische Auswertung von PNCs in % durchflusszytometrisch im AAR von Tieren, denen rmSema7a oder Fc-Kontrolle injiziert wurde, und zwar nach 1 min und 120 min. Die Vergleiche in Figur 6 b und d wurden durch Student's t-Tests analysiert (Daten sind Mittelwert±SD; n>5/Gruppe; Histo logie n=9/Gruppe). Für Figur 6 f, g, h, j, k und I verwendeten die Erfinder die Log-Transformation der Daten zur Übereinstimmung mit der Normalität. Für log-transformierte Daten wurden Tests mit den Log-Werten durchge führt, und die Ergebnisse werden als geometrische Mittelwerte und ihre 95%-Konfidenzintervalle angezeigt (*p < 0.05, **p < 0.01 und *** p< 0.001 wie angegeben). 6 The injection of Sema7a leads to increased myocardial RI damage and PNC formation. Mice were injected with either recombinant Sema phorin 7a (rmSema7a) or Fc control (rmlgG2A Fc) and then an ischemia for 1 h followed by 2 h Subjected to reperfusion. The samples were taken after 1 min or 120 min of reperfusion a) Representative TTC-stained sections of myocardial tissue with infarct area (blue / dark = retrograde Evans blue staining; red and white = AAR, white = infarct tissue; 120 min) with b) systematic evaluation of the infarct sizes and the corresponding troponin I plasma level (120 min) c) representative histological sections of WT animals that were injected with either IgG Fc control or rmSema7a (120 min) and d) number of PNCs that in Myocardial tissue sections of the AAR in animals were counted (120 min) e) Representative flow cytometric PNC plots in the blood of sham animals, rmSema7a or IgG Fc control mice, which after 1 min and 120 min reperfused GPIb (CD42b) and P-selectin (CD62P) presented. Systematic evaluation of the flow cytometric expression of the mean fluorescence intensity (MFI) for f) GPIb (CD42b) and g) P-selectin (CD62P) expression h) Systematic evaluation of the PNCs in% flow cytometry in the blood of animals with rmSema7a or Fc- Control was injected after 1 min and 120 min i) Representative flow cytometric diagrams of PNCs in the AAR, which show the presence of GPIb (CD42b) and P-selectin (CD62P) after 1 min and 120 min of reperfusion. Systematic evaluation of the flow cytometric expression of MFI for j) GPIb (CD42b) and k) P-selectin (CD62P) and I) systematic evaluation of PNCs in% flow cytometry in the AAR of animals injected with rmSema7a or Fc control, namely according to 1 min and 120 min The comparisons in Figure 6b and d were analyzed by Student's t-tests (data are mean ± SD; n> 5 / group; histology n = 9 / group). For Figure 6 f, g, h, j, k and I, the inventors used the log transformation of the data to conform to normality. Tests have been performed on the log values for log-transformed data and the results are displayed as geometric means and their 95% confidence intervals (* p <0.05, ** p <0.01 and *** p <0.001 as indicated) .
Fig. 7: SEMA7A induziert keine Caspase 3 in menschlichen HerzmuskelzellenFigure 7: SEMA7A does not induce caspase 3 in human heart muscle cells
(HMCs). a) HMCs wurden für die angegebenen Zeiten an rekombinantem menschlichen SEMA7A (rhSEMA7A), einer geeigneten Fc-Kontrolle (rhlgGI Fc), nur BSA oder Staurosporin exponiert und die Expression der Caspase 3 wurde mittels ELISA gemessen b) HMCs wurden für 6 h an SEMA7A, der Fc-Kontrolle oder BSA exponiert und auf Caspase 3 ange färbt. Die Behandlung mit Staurosporin diente als Positivekontrolle. Die Da ten sind Mittelwerte ± SA; n > 4 /Gruppe, Histologie n = 3. Fig 8: Die Injektion von Sema7a führt zu einer verstärkten allbß3-Aktivierung von(HMCs). a) HMCs were exposed to recombinant human SEMA7A (rhSEMA7A), a suitable Fc control (rhlgGI Fc), only BSA or staurosporine for the specified times and the expression of caspase 3 was measured by ELISA b) HMCs were exposed to SEMA7A for 6 h , the Fc control or BSA and stained for caspase 3. Treatment with staurosporine served as a positive control. The data are means ± SD; n> 4 / group, histology n = 3. Fig. 8: The injection of Sema7a leads to an increased allbß3 activation of
PNCs. Den Tieren wurden entweder rekombinantes Semaphorin 7a (rmSe- ma7a) oder Fc-Kontrolle (rmlgG2A Fc) injiziert und diese dann für 1 h einer Ischämie gefolgt von 2 h Reperfusion unterzogen Blut und myokardiale Gewebeschnitte (AAR) wurden nach 1 min oder 120 min Reperfusion ent nommen. Repräsentative durchflusszytometrische PNC-Plots im Blut und Gewebe von Schein-, rmSema7a- oder IgG Fc-Kontrollinjektionen von Mäusen, die eine allbß3 (JON/A)-Aktivierung zeigten. Systematische Aus wertung der durchflusszytometrischen mittleren Fluoreszenzintensitäten (MFI) von allbß3 (JON/A) an PNCs von rmSema7a-injizierten, IgG Fc-Kon- troll- oder Scheinmäusen. Für die Figur 8 verwendeten die Erfinder die Log- Transformation der Daten zur Anpassung an die Normalität. Für log-trans- formierte Daten wurden Tests an den Log-Werten durchgeführt, und die Er gebnisse werden als geometrische Mittelwerte und deren 95%-Vertrauens- intervalle dargestellt. (**p < 0,01 und *** p < 0,001 wie unter n > 5 angege ben). PNCs. The animals were injected with either recombinant Semaphorin 7a (rmSema7a) or Fc control (rmlgG2A Fc) and they were then subjected to ischemia for 1 h followed by 2 h reperfusion. Blood and myocardial tissue sections (AAR) were reperfused after 1 min or 120 min taken from. Representative PNC flow cytometric plots in blood and tissue from sham, rmSema7a, or IgG Fc control injections from mice showing allbβ3 (JON / A) activation. Systematic evaluation of the flow cytometric mean fluorescence intensities (MFI) of allbß3 (JON / A) on PNCs of rmSema7a-injected, IgG Fc control or sham mice. For FIG. 8, the inventors used the log transformation of the data to adapt to normality. For log-transformed data, tests were performed on the log values and the results are presented as geometric mean values and their 95% confidence intervals. (** p <0.01 and *** p <0.001 as specified under n> 5).
Fig 9: SEMA7A beeinflusst die Migration von Neutrophilen im Fluss. Vollblutneu trophile, die mit rhSEMA7A behandelt und mit Rhodamin markiert wurden, haften an Glaskapillaren, beschichtet mit E-Selektin oder E-Selektin mit ICAM1. a) Repräsentativer Rahmen von neutrophilen (magentafarbenen) Spuren (Cyan) auf beschichteten Kapillaren mit Durchflusskammerexperi menten, die mit ganzen Proben von 4 unabhängigen gesunden Spendern durchgeführt wurden, und in jeder Versuchsgruppe wurden zumindest 150 Zellen verfolgt b) Neutrophilen-Geschwindigkeit (pm / sec) auf beschichte ten Kapillaren unter dem Einfluss von rhSEMA7A. c) Neutrophile (Magenta) und Thrombozyten (Cyan), die im Fluss auf Kremastergewebe vor und 15min nach i.v. -Impfung von rmSema7a abgebildet wurden d) Aus gewon nenen Videos zur Intra-Vital-Mikroskopie wurde die Neutrophilen-Ge schwindigkeit (pm / sec) aus den verfolgten Zellen berechnet; die statio nären Neutrophilen wurden gezählt (Zellzahl / mm2); die Thrombozytensedi mentation an der Gefäßwand wurde gemessen (normalisierter MFI % / mm); die durchwanderten Zellen aus dem Gefäßsystem nach 15min Expo- sition mit rmSema7a wurden gezählt (Zellzahl / mm2); der Abstand der durchwanderten Zellen wird in m gemessen e) Repräsentative Optosplit- Bildanalyse von Thrombozyten (Cyan) und Neutrophilen (Magenta), die sich auf der Mikrovaskulatur des Maus-Kremasters (<40 pm) bewegen, mit Hinweisen, wie die Daten von jedem 10-Sekunden-Bild-Slot erfasst werden; das weiße Kreuz stellt stationäre Zellen dar; weiße Linien verbinden (pm) durchwanderte Neutrophile mit den Austrittspunkten aus dem Gefäßsys tem; rote Linien beschreiben das Intensitätsprofil der Anheftung der Throm bozyten an das Gefäßsystem als mittlere Fluoreszenzintensität (MFI); grü ne Kreise verfolgen die sich bewegenden Neutrophilen über eine definierte Region, die in die Geschwindigkeit der Zellbahn (pm / Sek.) übersetzt wird. Intravitalmikroskopie-Experimente wurden an n > 4 Mäusen mit n > 10 Vi deos pro Bedingung mit 20 Sekunden Intervall von rmSema7a-Gruppen durchgeführt, die 15 Minuten nach der Basislinienkontrolle aufgenommen wurden. Die Daten werden als geometrischer Mittelwert mit CI dargestellt, wobei die P-Werte mit *<0,05, **<0,01 , ***<0,001 bezeichnet werden; Intra- vitalmikroskopie-Experimente wurden an n = 5 Mäusen mit Videos von 10 Sekunden (n > 10 Videos pro Bedingung mit 20 Sekunden Intervall) von rmSema7a-Gruppen durchgeführt, die 15 Minuten nach der Basislinienkon trolle aufgenommen wurden. Die Daten werden als geometrischer Mittel wert mit CI mit P-Werten, die mit *<0,05, **<0,01, ***<0,001 bezeichnet wurden, dargestellt. Fig 9: SEMA7A affects the migration of neutrophils in the river. Whole blood new trophils that have been treated with rhSEMA7A and labeled with rhodamine adhere to glass capillaries coated with E-selectin or E-selectin with ICAM1. a) Representative frame of neutrophil (magenta) traces (cyan) on coated capillaries with flow chamber experiments carried out on whole samples from 4 independent healthy donors and at least 150 cells in each experimental group tracked b) Neutrophil velocity (pm / sec ) on coated capillaries under the influence of rhSEMA7A. c) Neutrophils (magenta) and platelets (cyan), which were imaged in the flow on cremaster tissue before and 15 minutes after iv vaccination by rmSema7a d) The neutrophil speed (pm / sec ) calculated from the tracked cells; the stationary neutrophils were counted (number of cells / mm 2 ); the platelet sedimentation on the vessel wall was measured (normalized MFI% / mm); the migrated cells from the vascular system after 15min expo- positions with rmSema7a were counted (number of cells / mm 2 ); the distance between the cells migrated is measured in m. e) Representative optosplit image analysis of platelets (cyan) and neutrophils (magenta) moving on the microvasculature of the mouse Kremaster (<40 pm), with clues as to how the data of each 10-second picture slot can be captured; the white cross represents stationary cells; white lines connect (pm) migrated neutrophils with the exit points from the vascular system; red lines describe the intensity profile of the adhesion of the thrombocytes to the vascular system as mean fluorescence intensity (MFI); Green circles track the moving neutrophils over a defined region, which is translated into the speed of the cell path (pm / sec.). Intravital microscopy experiments were performed on n> 4 mice with n> 10 videos per condition with 20 second intervals from rmSema7a groups recorded 15 minutes after the baseline control. The data are presented as the geometric mean with CI, with the P values denoted by * <0.05, ** <0.01, *** <0.001; Intravital microscopy experiments were performed on n = 5 mice with videos of 10 seconds (n> 10 videos per condition with 20 second interval) from rmSema7a groups, which were recorded 15 minutes after the baseline control. The data are presented as a geometric mean with CI with P values denoted by * <0.05, ** <0.01, *** <0.001.
Fig. 10: Sema7a-/- Tiere zeigen reduzierte Anzeichen einer myokardialen Rl-Schädi- gung und eine abgeschwächte PNC-Bildung. a) Sema7a'- Tiere und Wurf geschwisterkontrollen wurden mittels Magnetresonanztomographie (MRT) ausgewertet, um anatomische und funktionelle Veränderungen bei Se- ma7a-/- Tieren auszuschließen b) Die links- und rechtsventrikuläre Ejekti- onsfraktion (LVEF oder RVEF in %) wurde mittels MRT bestimmt c) Se- ma7a-'- Mäuse und Wurfgeschwisterkontrollen wurden 60 Minuten lang ei ner Ischämie und 120 Minuten lang einer Reperfusion ausgesetzt, wobei die Proben nach 1 Minute oder 120 Minuten Reperfusion entnommen wur den. Repräsentative TTC-gefärbte Schnitte des Myokardgewebes mit Dar- Stellung des Infarktgebietes (blau/dunkel = retrograde Evans-Blau-Färbung; rot und weiß = AAR, weiß = Infarktgewebe, 120 min) mit d) systematischer Auswertung der Infarktgrößen und der entsprechenden Troponin I-Plasma- spiegel (120 min) e) Repräsentative histologische Schnitte von SemaJa^- und Wurfgeschwisterkontrollherzen (120 min) f) Anzahl der PNCs in myo- kardialen Gewebeschnitten im AAR von SemaJa^- Mäusen und Wurfge schwisterkontrollen (120 min) g) Repräsentative durchflusszytometrische PNC-Plots im Blut von Se/T?a7a-A und Wurfgeschwisterkontrollen, die GPIb (CD42b) und P-Selektin (CD62P) nach 1 min und 120 min Reperfusion zei gen. Mittlere Fluoreszenzintensität (MFI) für h) GPIb (CD42b) und i) P-Se- lektin (CD62P) in PNCs und j) systematische Auswertung von PNCs in % durch Durchflusszytometrie im Blut von Sema7a Tieren und Wurfge schwisterkontrollen. k) Repräsentative durchflusszytometrische Darstellun gen von PNCs in der AAR und MFI für I) GPIb (CD42b) und m) P-Selektin (CD62P) und n) systematische Auswertung von PNCs durch Durchflusszy tometrie in % in der AAR von WTs und SemaJa^- Tieren bei 1 min und 120 min. Die Vergleiche in Figur 10 b, d und f wurden durch Student's t-Tests analysiert (Daten sind Mittelwerte ± SA; n>5/Gruppe; Histologie n=9/Grup- pe). Für Figur 10 h, i, j, I, m und n verwendeten die Erfinder eine Log-Trans formation der Daten zur Anpassung an die Normalität. Für log-transformier- te Daten wurden Tests mit den Log-Werten durchgeführt, und die Ergebnis se werden als geometrische Mittelwerte und ihre 95%-Konfidenzintervalle angezeigt (*p < 0.05, **p < 0.01 und *** p < 0.001 wie angegeben). 10: Sema7a / - animals show reduced signs of myocardial RI damage and weakened PNC formation. a) Sema7a 'animals and litter sibling controls were evaluated using magnetic resonance imaging (MRT) in order to exclude anatomical and functional changes in Sema7a / animals. b) The left and right ventricular ejection fraction (LVEF or RVEF in%) was measured using MRI determined c) Sema7a 'mice and littermate controls were exposed to ischemia for 60 minutes and reperfusion for 120 minutes, with samples taken after 1 minute or 120 minutes of reperfusion. Representative TTC-stained sections of the myocardial tissue with dar- Position of the infarct area (blue / dark = retrograde Evans blue staining; red and white = AAR, white = infarct tissue, 120 min) with d) systematic evaluation of the infarct sizes and the corresponding troponin I plasma level (120 min) e) Representative histological sections of SemaJa ^ and littermates control hearts (120 min) f) Number of PNCs in myocardial tissue sections in the AAR of SemaJa ^ mice and littermates controls (120 min) g) Representative flow cytometric PNC plots in the blood of Se / T ? a7a- A and littermate controls showing GPIb (CD42b) and P-selectin (CD62P) after 1 min and 120 min reperfusion. Mean fluorescence intensity (MFI) for h) GPIb (CD42b) and i) P-selectin ( CD62P) in PNCs and j) systematic evaluation of PNCs in% by flow cytometry in the blood of Sema7a animals and littermate controls. k) Representative flow cytometric representations of PNCs in the AAR and MFI for I) GPIb (CD42b) and m) P-selectin (CD62P) and n) systematic evaluation of PNCs by flow cytometry in% in the AAR of WTs and SemaJa ^ - Animals at 1 min and 120 min. The comparisons in Figure 10 b, d and f were analyzed by Student's t-tests (data are means ± SD; n> 5 / group; histology n = 9 / group). For FIG. 10 h, i, j, I, m and n, the inventors used a log transformation of the data to adapt to normality. Tests were performed on the log values for log-transformed data and the results are displayed as geometric means and their 95% confidence intervals (* p <0.05, ** p <0.01 and *** p <0.001 as specified).
Fig. 11 : SemaJa-'- Tiere zeigen im Vergleich zu WT-Geschwistern keine veränderte11: SemaJa -'- animals show no changes in comparison to WT siblings
Herzleistung. Kurz-Achsen-Herz-MRT-Bilder wurden auf einem 70/397T BioSpec-Scanner mit der IntraGateFLASH-Messmethode mit folgenden Pa rametern aufgenommen: Echozeit = 2,112 ms, 100 Wiederholungen von 74,352 ms, 128-fach quadratische Matrix, räumliche Auflösung von 176 pm. Es wurden zehn axiale Schnitte von 1 mm Dicke und 10 kardiale Rah men zur Rekonstruktion entnommen, um RV und LV abzudecken a) Beur teilung des linksventrikulären enddiastolischen Volumens (LVEDV), b) linksventrikulären endsystolisches Volumens (LVESV), c) linksventrikuläre Masse (LV-Masse) und d) linksventrikulären Schlaganfallvolumens (LV- Hub). e) Bewertung des rechtsventrikulären enddiastolischen Volumens (RVEDV), f) rechtsventrikulären endsystolischen Volumens (RVESV), g) rechtsventrikulären Masse (RV-Masse) und h) rechtsventrikulären Schlag anfallvolumens (RV-Hub). Die Vergleiche wurden durch Student's t-Tests analysiert (Daten sind Mittelwerte ± SA; n=6/Gruppe (*p < 0,05 wie angege ben). Cardiac output. Short-axis cardiac MRI images were recorded on a 70 / 397T BioSpec scanner using the IntraGateFLASH measurement method with the following parameters: echo time = 2.112 ms, 100 repetitions of 74.352 ms, 128-fold square matrix, spatial resolution of 176 pm. Ten axial sections 1 mm thick and 10 cardiac frames were removed for reconstruction in order to cover RV and LV a) assessment of the left ventricular end-diastolic volume (LVEDV), b) left ventricular end-systolic volume (LVESV), c) left ventricular volume Mass (LV mass) and d) left ventricular stroke volume (LV stroke). e) Assessment of right ventricular end-diastolic volume (RVEDV), f) right ventricular end-systolic volume (RVESV), g) right ventricular mass (RV mass), and h) right ventricular stroke volume (RV stroke). The comparisons were analyzed by Student's t-tests (data are means ± SD; n = 6 / group (* p <0.05 as indicated).
Fig. 12: Sema7a-'- Tiere zeigen bei PNCs reduzierte Anzeichen einer allbß3 12: Sema7a - 'animals show reduced signs of allbß3 in PNCs
(JON/A) Aktivierung. SemaJa^- und Wurfgeschwisterkontrollen wurden für 1 h einer Ischämie und für 2 h der Reperfusion ausgesetzt. Blut- und Myo kardgewebeproben (AAR) wurden nach 1 Minute oder 120 Minuten Reper fusion entnommen. Repräsentative durchflusszytometrische Plots von PN Cs im Blut und Gewebe von Scheintieren, SemaJa^- und Wurfgeschwister kontrollen zeigten eine aktivierte allbß3 (JON/A) Aktivierung bei PNCs. Systematische Auswertung der mittleren Fluoreszenzintensitäten von al- Ibß3 (JON/A) an PNCs von Sema7a-/- und Wurfgeschwisterkontrollen. Für die Fig. 12 haben die Erfinder die Log-Transformation der Daten zur Über einstimmung mit der Normalität verwendet. Für log-transformierte Daten wurden Tests an den log-Werten durchgeführt, und die Ergebnisse werden als geometrische Mittelwerte und deren 95%-Vertrauensintervalle ange zeigt. (*p < 0,05 und **p < 0,01 wie unter n > 5/Gruppe angegeben). (JON / A) activation. SemaJa ^ and littermate controls were exposed to ischemia for 1 hour and reperfusion for 2 hours. Blood and myocardial tissue samples (AAR) were taken after 1 minute or 120 minutes of reperfusion. Representative flow cytometric plots of PN Cs in the blood and tissue of sham animals, SemaJa ^ and littermate controls showed activated allbß3 (JON / A) activation in PNCs. Systematic evaluation of the mean fluorescence intensities of al-Ibß3 (JON / A) on PNCs from Sema7a / - and littermate controls. For FIG. 12, the inventors used the log transformation of the data to agree with normality. Tests were performed on the log values for log transformed data and the results are displayed as geometric means and their 95% confidence intervals. (* p <0.05 and ** p <0.01 as stated under n> 5 / group).
Fig. 13: Sema7a-Expression in Gewebe von Mäusen und hämatopoetischen menschlichen Zellen a) Relative Sema7a-mRNA-Expression in Mäusege webe im Vergleich zum Gehirn b) Densitometrie der Sema7a-Proteinex- pression in Mäusegewebe mit einer repräsentativen Western-Blot-Abbil- dung. c) Densitometrie der Sema7a-Proteinexpression auf menschlichen hämatopoetischen Zellen mit einer repräsentativen Western-Blot-Abbil- dung. RBC=Rote Blutzellen, Mono=Monozyten, Plt=Plättchen und PMNs=Polymorphkernige Zellen (alle Daten sind Mittelwerte ± SA; n>4/Gruppe). Fig 14: Das von RBC abgeleitete Semaphorin 7A treibt die PNC-Bildung an und verschlechtert die myokardiale Rl-Schädigung. Sema7aloxP/loxPHBBCre+, Sema7a!oxP/!oxPMyh6Cre+, Sema7aloxP/loxPTie2Cre+ und Sema7aloxP/loxPLysM- Cre+ Tiere oder Wurfgeschwisterkontrollen wurden 60 Minuten lang einer Ischämie und 120 Minuten lang einer Reperfusion ausgesetzt a) Reprä sentative TTC-gefärbte Schnitte von Myokardgewebe mit Infarktbereich (blau/dunkel = retrograde Evans-Blau-Färbung; rot und weiß = AAR, weiß = infarktes Gewebe) in Sema7aloxP/loxPHBBCre+ oder Wurfgeschwisterkontrol len mit b) systematischer Auswertung der Infarktgrößen und korrelierenden Troponin I-Plasmaspiegeln. c) Repräsentative histologische Schnitte von Sema7aloxP/loxPHBBCre+ Tieren oder Wurfgeschwisterkontrollen, und d) An zahl der PNCs, die aus myokardialen AAR-Schnitten bei Se- ma7aloxP/!oxPHBBCre+ Tieren oder Wurfgeschwisterkontrollen gezählt wur den. e) Repräsentative TTC-gefärbte Schnitte von Myokardgewebe, die das Infarktgebiet bei Sema7aloxP/loxPMyh6Cre+ oder Wurfgeschwisterkontrollen zeigen, mit f) systematischer Auswertung der Infarktgrößen und der korreli erenden Troponin I-Plasmaspiegel. g) Repräsentative histologische Schnit te von Sema7aloxP/loxPMyh6Cre+ Tieren oder Wurfgeschwisterkontrollen h) Die Anzahl der PNCs, die in myokardialen AAR-Schnitten bei Se- ma7aloxP/loxPMyh6Cre+ -Tieren oder Wurfgeschwisterkontrollen gezählt wur den. i) Repräsentative TTC-gefärbte Herzschnitte, die Myokardinfarkte in Sema7aloxP/loxPTie2Cre+ oder Wurfgeschwisterkontrollen zeigen, mit j) sys tematischer Auswertung der Infarktgrößen und der korrelierenden Troponin I-Plasmaspiegel. k) Repräsentative histologische Schnitte von Sema7alox/!ox- pTie2Cre+ Tieren oder Wurfgeschwisterkontrollen und I) Anzahl der PNCs, die in Myokardgewebeschnitten von Sema7aloxP/loxPTie2Cre+ oder Wurfge schwisterkontrollen gezählt wurden m) Repräsentative TTC-gefärbte Schnitte von Myokardgewebe, die das Infarktgebiet in Sema7aloxP/!oxPLysM- Cre+ oder Wurfgeschwisterkontrollen zeigen, mit n) systematischer Aus wertung der Infarktgrößen und korrelierender Troponin I-Plasmaspiegel. o) Repräsentative histologische Schnitte von Sema7aloxP/loxPLysMCre+ Tieren oder Wurfgeschwisterkontrollen und p) Anzahl der PNCs, die aus myokar dialen Gewebeschnitten von Sema7a!oxP/loxPLysMCre+ oder Wurfgeschwis- terkontrollen gezählt wurden. Alle Vergleiche in der Figur 14 wurden durch Student's t-Tests analysiert (Daten sind Mittelwerte ± SA; n > 5/Gruppe; Histologie n = 9/Gruppe). (*p < 0,05, **p < 0,01 und *** p < 0,001 wie ange geben). 13: Sema7a expression in tissue from mice and hematopoietic human cells a) Relative Sema7a mRNA expression in mouse tissue compared to the brain b) Densitometry of the Sema7a protein expression in mouse tissue with a representative Western blot image manure. c) Densitometry of the Sema7a protein expression on human hematopoietic cells with a representative Western blot image. RBC = red blood cells, Mono = monocytes, Plt = platelets and PMNs = polymorphonuclear cells (all data are means ± SD; n> 4 / group). 14: The semaphorin 7A derived from RBC drives PNC formation and worsens myocardial RI damage. Sema7a loxP / loxP HBBCre +, Sema7a ! OxP /! OxP Myh6Cre +, Sema7a loxP / loxP Tie2Cre + and Sema7a loxP / loxP LysM- Cre + animals or littermate controls were subjected to ischemia for 60 minutes and T aTC reperfusion for 60 minutes and T aTC reperfusion Sections of myocardial tissue with infarct area (blue / dark = retrograde Evans blue staining; red and white = AAR, white = infarcted tissue) in Sema7a loxP / loxP HBBCre + or littermate controls with b) systematic evaluation of the infarct sizes and correlating troponin I plasma levels . c) Representative histological sections from Sema7a loxP / loxP HBBCre + animals or littermate controls, and d) Number of PNCs counted from myocardial AAR sections from Sema7a loxP /! oxP HBBCre + animals or littermate controls. e) Representative TTC-stained sections of myocardial tissue showing the infarct area with Sema7a loxP / loxP Myh6Cre + or littermate controls, with f) systematic evaluation of the infarct sizes and the correlating troponin I plasma levels. g) Representative histological sections from Sema7a loxP / loxP Myh6Cre + animals or littermate controls h) The number of PNCs counted in myocardial AAR sections in Sema7a loxP / loxP Myh6Cre + animals or littermate controls. i) Representative TTC-stained heart slices showing myocardial infarction in Sema7a loxP / loxP Tie2Cre + or littermate controls, with j) systematic evaluation of the infarct sizes and the correlating troponin I plasma level. k) Representative histological sections from Sema7a lox /! ox - pTie2Cre + animals or littermate controls and I) Number of PNCs that were counted in myocardial tissue sections from Sema7a loxP / loxP Tie2Cre + or littermates controls, which were counted from the infarction area in Sema7a loxP /! oxP LysM- Cre + or littermate controls show with n) systematic evaluation of the infarct sizes and correlating troponin I plasma levels. o) Representative histological sections of Sema7a loxP / loxP LysMCre + animals or littermate controls and p) Number of PNCs obtained from myocarial tissue sections of Sema7a ! oxP / loxP LysMCre + or littermates- controls were counted. All comparisons in Figure 14 were analyzed by Student's t-tests (data are means ± SD; n> 5 / group; histology n = 9 / group). (* p <0.05, ** p <0.01 and *** p <0.001 as indicated).
Fig 15: Die Rekonstitution von Sema7aloxP/loxPHBBCre+ führt zu einem erhöhtenFig 15: The reconstitution of Sema7a loxP / loxP HBBCre + leads to an increased
MIRI. Sema7aloxP/ioxPHBBCre+ -Tiere oder Wurfgeschwisterkontrollen wur den entweder rekombinantes Semaphorin 7a (rmSema7a) oder Fc-Kontrol- le (rmlgG2A Fc) injiziert und dann für 1 h einer Ischämie, gefolgt von 2 h ei ner Reperfusion unterzogen a) Repräsentative TTC-gefärbte Schnitte von Myokardgewebe, die das Infarktgebiet zeigen (blau/dunkel = retrograde Evans-Blau-Färbung; rot und weiß = AAR, weiß = infarziertes Gewebe) b) Systematische Auswertung von Infarktgrößen und korrelierenden Troponin I-Plasmaspiegeln. c) Repräsentative histologische Schnitte, die auf das Vorhandensein von PNCs gefärbt wurden, und d) Anzahl der PNCs, die aus myokardialen AAR-Schnitten in Sema7aloxP/loxPHBBCre+ Tieren gezählt wurden, denen entweder rekombinantes Semaphorin 7a (rmSema7a) oder Fc-Kontrolle (rmlgG2A Fc) injiziert wurden. Alle Vergleiche in Figur 15 wur den durch Student's t-Tests analysiert (Daten sind Mittelwerte ± SA; n > 5/Gruppe; Histologie n = 9/Gruppe). (*p < 0,05 und *** p < 0,001 wie ange geben). MIRI. Sema7a loxP / ioxP HBBCre + animals or littermate controls were injected with either recombinant Semaphorin 7a (rmSema7a) or Fc control (rmlgG2A Fc) and then subjected to ischemia for 1 hour, followed by TTC for 2 hours a) Representation Stained sections of myocardial tissue showing the infarct area (blue / dark = retrograde Evans blue staining; red and white = AAR, white = infarcted tissue) b) Systematic evaluation of infarct sizes and correlating troponin I plasma levels. c) Representative histological sections stained for the presence of PNCs and d) Number of PNCs counted from myocardial AAR sections in Sema7a loxP / loxP HBBCre + animals that were either recombinant Semaphorin 7a (rmSema7a) or Fc control (rmlgG2A Fc) were injected. All comparisons in Figure 15 were analyzed by Student's t-tests (data are means ± SD; n> 5 / group; histology n = 9 / group). (* p <0.05 and *** p <0.001 as indicated).
Fig 16: Sema7a übt seine Funktion über das Thrombozytenglykoprotein Ib (GPIb) aus. a) rmSema7a verstärkt deutlich die Adhäsion und Thrombusbildung von WT-Thrombozyten auf Kollagen im Fluss bei einer Scherrate von 1000 S 1. Eine Blockade der Ligandenbindungsstelle des Thrombozytenglykopro- teins GPIb (pOp/B) hebt diesen thrombusfördernden Effekt von rmSema7a auf. b) Repräsentative IF-Bilder des Experiments in (a). c) rmSema7a be einträchtigt weder die Adhäsion noch die Thrombusbildung von GPIb-IL-4- tg-Thrombozyten auf Kollagen im Fluss bei einer Scherrate von 1000 s 1. d) Repräsentative IF-Bilder des Experiments aus (c). Die repräsentativen Fluoreszenzbilder sowie die mittlere Oberflächenbedeckung und das relati ve Thrombusvolumen sind gezeigt, gemessen durch die integrierte Fluores- zenzintensität (IFI) pro mm2 ± SEM (n > 3/Gruppe)) e) GP-lb-IL4-tg Tiere wurden 60 Minuten lang einer Ischämie und 120 Minuten lang einer Reper- fusion ausgesetzt. Ihnen wurde unmittelbar vor der Ischämie rmSema7a oder rmlgG2A Fc-Kontrolle injiziert f) Die Infarktgrößen und die korrelieren den Troponin I Plasmaspiegel wurden bestimmt g) Repräsentative histolo gische Schnitte und h) Anzahl der PNCs, die aus Myokardgewebeschnitten von GP-lb-IL4-tg gezählt wurden, denen entweder rmSema7a oder rmlgG2A Fc (Kontrolle) injiziert wurden i) Es wurde eine Coimmunpräzipi- tationsanalyse zwischen Sema7a und GPIb in Blut und Herz (AAR) durch geführt. Sema7a wurde mit Hilfe eines Anti-GPIb-Antikörpers affinitätspräzi- pitiert, und GPIb wurde mit Hilfe eines Sema7a-Antikörpers affi n itätspräzi pi- tiert. Als negative Kontrolle wurde Ratten- oder Maus-IgG verwendet. Ge bundene Proteine wurden mittels Immunblotting analysiert. Die gleiche Pro teinmenge wurde in allen Eingangsbeladungen von Blut- oder Herzlysaten eingesetzt j) Zur Quantifizierung der Immunoblots wurde eine densitometri- sche Analyse durchgeführt. Für Vergleiche in der Figur 16 a und 16 c führ ten die Erfinder Einweg-Varianzanalysen durch, gefolgt von Dunnett-Tests zur Gruppe WT +rmSema7a (Daten sind Mittelwerte ± SA; n=4/Gruppe).Fig. 16: Sema7a exerts its function via the platelet glycoprotein Ib (GPIb). a) rmSema7a significantly increases the adhesion and thrombus formation of WT platelets on collagen in the flow at a shear rate of 1000 S 1 . Blocking the ligand binding site of the platelet glycoprotein GPIb (pOp / B) cancels this thrombus-promoting effect of rmSema7a. b) Representative IF images of the experiment in (a). c) rmSema7a affects neither the adhesion nor the thrombus formation of GPIb-IL-4-tg platelets on collagen in the flow at a shear rate of 1000 s 1 . d) Representative IF images of the experiment from (c). The representative fluorescence images as well as the mean surface coverage and the relative thrombus volume are shown, measured by the integrated fluorescence rate intensity (IFI) per mm 2 ± SEM (n> 3 / group)) e) GP-lb-IL4-tg animals were exposed to ischemia for 60 minutes and reperfusion for 120 minutes. Immediately before the ischemia, they were injected with rmSema7a or rmlgG2A Fc control f) The infarct sizes and the correlated troponin I plasma levels were determined g) Representative histological sections and h) Number of PNCs obtained from myocardial tissue sections of GP-lb-IL4-tg who were injected with either rmSema7a or rmlgG2A Fc (control) i) A coimmunoprecipitation analysis between Sema7a and GPIb in blood and heart (AAR) was carried out. Sema7a was affinity-prepared using an anti-GPIb antibody, and GPIb was affinity-prepared using a Sema7a antibody. Rat or mouse IgG was used as a negative control. Bound proteins were analyzed by immunoblotting. The same amount of protein was used in all initial loads of blood or heart lysates. J) A densitometric analysis was carried out to quantify the immunoblots. For comparisons in FIGS. 16 a and 16 c, the inventors carried out one-way analyzes of variance, followed by Dunnett's tests for the group WT + rmSema7a (data are mean values ± SD; n = 4 / group).
Die Vergleiche in der Figur 16 f, h, i und j wurden mit Hilfe von Student's t- Tests analysiert (Daten sind Mittelwerte ± SA; n > 7/Gruppe; Histologie n = 9/Gruppe; densitometrische Analyse n>7/Gruppe). (*p < 0,05, **p < 0,01 und *** p < 0,001 wie angegeben). The comparisons in Figure 16 f, h, i and j were analyzed using Student's t-tests (data are means ± SD; n> 7 / group; histology n = 9 / group; densitometric analysis n> 7 / group) . (* p <0.05, ** p <0.01 and *** p <0.001 as indicated).
Fig. 17: Rekombinantes Semaphorin 7A (rmSema7a) verbessert deutlich die Adhä sion und Thrombusbildung von WT-Thrombozyten auf Kollagen im Fluss bei einer Scherrate von 400 s 1. Eine Blockade der Ligandenbindungsstelle von Thrombozyten-GPIb (pOp/B) hebt die thrombusfördernde Wirkung von rmSema7a auf. Es werden repräsentative Fluoreszenzbilder sowie die mitt lere Oberflächenbedeckung und das relative Thrombusvolumen, gemessen durch die integrierte Fluoreszenzintensität (IFI) pro mm2, gezeigt. Für Ver gleiche in der Figure 17 führten die Erfinder Einweg-Varianzanalysen durch, gefolgt von Dunnett's Tests zur Gruppe WT + rmSema7a. (Daten sind Mittelwerte ± SA; n > 3/Gruppe; *p < 0,05, **p < 0,01 und *** p < 0,001 wie angegeben). 17: Recombinant Semaphorin 7A (rmSema7a) significantly improves the adhesion and thrombus formation of WT platelets on collagen in the flow at a shear rate of 400 s 1 . Blocking the ligand binding site of platelet GPIb (pOp / B) abolishes the thrombus-promoting effect of rmSema7a. Representative fluorescence images as well as the mean surface coverage and the relative thrombus volume, measured by the integrated fluorescence intensity (IFI) per mm 2 , are shown. For comparisons in Figure 17, the inventors performed one-way analyzes of variance, followed by Dunnett's tests on the group WT + rmSema7a. (Data are means ± SD; n> 3 / group; * p <0.05, ** p <0.01 and *** p <0.001 as indicated).
Fig. 18: Anti-Sema7a reduziert die myokardiale Rl-Schädigung, die Thrombozyten aktivierung und die PNC-Bildung. Den Tieren wurde 5 Minuten vor Beginn der 120-minütigen Reperfusion nach 60-minütiger Ischämie entweder Anti- Semaphorin-7A-Antikörper (Anti-Sema7a) oder IgG-Kontrolle injiziert, wo bei die Proben nach 1 Minute oder 120 Minuten Reperfusion entnommen wurden a) Repräsentative TTC-gefärbte Herzschnitte von Myokardinfark ten (blau/dunkel = retrograde Evans-Blau-Färbung; rot und weiß = AAR, weiß = Infarktgewebe) mit b) systematischer Auswertung der Infarktgrößen und korrelierender Troponin I-Plasmaspiegel. c) Repräsentative histologi sche Schnitte von WT-Tieren, denen entweder IgG-Kontrolle oder Anti-Se- ma7a injiziert wurde, und d) Anzahl der PNCs, die in Myokardgewebe schnitten gezählt wurden e) Repräsentative Durchflusszytometrie-Blots von PNCs im Blut von Tieren, denen eine Schein-, Anti-Sema7a- oder IgG- Kontrolle injiziert wurde, die GPIb (CD42b) und P-Selektin (CD62P) expri- mieren. Systematische Auswertung der durchflusszytometrischen Expressi on der mittleren Fluoreszenzintensität (MFI) fürf) GPIb (CD42b) und g) P- Selektin (CD62P) und h) systematische Auswertung der PNCs in % durch- flusszytometrisch im Blut von Tieren, denen Anti-Sema7a oder IgG-Kontrol le injiziert wurde, und zwar nach 1 min und 120 min. i) Systematische Aus wertung der durchflusszytometrischen Expression von MFI fürj) GPIb (CD42b) k) P-Selektin (CD62P) und I) systematische Auswertung von PN Cs in % durchflusszytometrisch im AAR von Tieren, denen Anti-Sema7a- oder IgG-Kontrolle injiziert wurde, und zwar nach 1 min und 120 min. Die Vergleiche in Figur 18 b und d wurden durch Student's t-Tests analysiert (Daten sind Mittelwerte ± SA; n > 6/Gruppe; Histologie n = 9/Gruppe). Für die Figur 18 f, g, h, j, k und I verwendeten die Erfinder die Log-Transforma tion der Daten zur Anpassung an die Normalität. Für log-transformierte Da ten wurden Tests mit den log-Werten durchgeführt, und die Ergebnisse werden als geometrische Mittelwerte und deren 95%-Konfidenzintervalle angezeigt. (*p < 0,05, **p < 0,01 und *** p< 0,001 wie angegeben). Fig 19: Anti-Sema7a dämpft die Aktivierung des Integrins allbß3 (JON/A). DieFig. 18: Anti-Sema7a reduces myocardial RI damage, platelet activation and PNC formation. The animals were injected with either anti-Semaphorin 7A antibodies (anti-Sema7a) or IgG control 5 minutes before the start of the 120-minute reperfusion after 60 minutes of ischemia, where the samples were taken after 1 minute or 120 minutes of reperfusion a ) Representative TTC-stained heart sections of myocardial infarcts (blue / dark = retrograde Evans blue staining; red and white = AAR, white = infarct tissue) with b) systematic evaluation of the infarct sizes and correlating troponin I plasma levels. c) Representative histological sections from WT animals injected with either IgG control or anti-Sema7a, and d) Number of PNCs counted in myocardial tissue sections e) Representative flow cytometry blots of PNCs in the blood of animals injected with a sham, anti-Sema7a, or IgG control expressing GPIb (CD42b) and P-selectin (CD62P). Systematic evaluation of the flow cytometric expression of the mean fluorescence intensity (MFI) for f) GPIb (CD42b) and g) P-selectin (CD62P) and h) systematic evaluation of the PNCs in% flow cytometry in the blood of animals exposed to anti-Sema7a or IgG -Control le was injected, namely after 1 min and 120 min. I) Systematic evaluation of the flow cytometric expression of MFI for j) GPIb (CD42b) k) P-selectin (CD62P) and I) systematic evaluation of PN Cs in% flow cytometry in the AAR of animals injected with anti-Sema7a or IgG control after 1 min and 120 min The comparisons in Figure 18b and d were analyzed by Student's t-tests (data are means ± SD; n> 6 / group; histology n = 9 / group). For FIGS. 18 f, g, h, j, k and I, the inventors used the log transformation of the data to adapt to normality. Tests were performed on the log values for log transformed data and the results are displayed as geometric means and their 95% confidence intervals. (* p <0.05, ** p <0.01 and *** p <0.001 as indicated). Fig. 19: Anti-Sema7a attenuates the activation of the integrin allbß3 (JON / A). the
Tiere wurden für 1 h einer Myokardischämie und anschließend für 2 h einer Reperfusion unterzogen und 5 Minuten vor der Reperfusionsphase wurden entweder ein Anti-Semaphorin-7A-Antikörper (Anti-Sema7a) oder eine IgG- Kontrolle injiziert. Nach 1 Minute oder 120 Minuten der Reperfusion wurden Blut- und Myokardgewebeschnitte (AAR) entnommen. Repräsentative durchflusszytometrische PNC-Plots im Blut und Gewebe von WT-Tieren, die entweder mit IgG-Kontrolle oder Anti-Sema7a injiziert wurden, zeigten eine Integrin allbß3 (JON/A) Aktivierung bei PNCs nach 1 Minute und 120 Minuten der Reperfusion. Systematische Auswertung der durchflusszyto- metrischen mittleren Fluoreszenzintensitäten der aktivierten allbß3 (JON/A) an PNCs von Mäusen, denen entweder Anti-Sema7a oder eine IgG-Kon trolle injiziert wurde, nach 1 min und 120 min. Für die Figur 19 verwendeten die Erfinder die Log-Transformation der Daten zur Anpassung an die Nor malität. Für log-transformierte Daten wurden Tests mit den Log-Werten durchgeführt, und die Ergebnisse werden als geometrische Mittelwerte und deren 95%-Konfidenzintervalle angezeigt (*p < 0,05 und ***p < 0,001 wie angegeben, n > 5/Gruppe). Animals were subjected to myocardial ischemia for 1 hour and then to reperfusion for 2 hours and either an anti-Semaphorin 7A antibody (anti-Sema7a) or an IgG control were injected 5 minutes before the reperfusion phase. After 1 minute or 120 minutes of reperfusion, blood and myocardial tissue sections (AAR) were obtained. Representative PNC flow cytometric plots in the blood and tissue of WT animals injected with either IgG control or anti-Sema7a showed integrin allbß3 (JON / A) activation in PNCs after 1 minute and 120 minutes of reperfusion. Systematic evaluation of the flow cytometric mean fluorescence intensities of the activated allbβ3 (JON / A) on PNCs from mice injected with either anti-Sema7a or an IgG control after 1 min and 120 min Log transformation of the data to adjust to normality. Tests were performed on the log values for log transformed data and the results are displayed as geometric means and their 95% confidence intervals (* p <0.05 and *** p <0.001 as indicated, n> 5 / group ).
Fig. 20: Schematische Darstellung der Rolle von Sema7a während der myokardia- len Ischämie-Reperfusion. 1) Während der myokardialen Ischämie führen Scherstress und Hypoxie zur Abspaltung von Sema7a von der Oberfläche der Erythrozyten (1a) als Hauptquelle von Sema7a innerhalb des Gefäss- bettes. 2) Das freigesetzte Sema7a greift dann in den Glykoprotein-Ib-Re- zeptor (2a) und aktiviert die Thrombozyten, der dann die Integrinrezeptoren (2b) freilegt, was zu einer Thrombozyten- und Blutplättchenbildung führt. 3) Aktivierte Thrombozyten und PNCs wandern aus dem Gefäßsystem in das ischämische Gewebe, was zu einer Schädigung und Zerstörung des Gewe bes führt. 20: Schematic representation of the role of Sema7a during myocardial ischemia-reperfusion. 1) During myocardial ischemia, shear stress and hypoxia lead to the splitting off of Sema7a from the surface of the erythrocytes (1a) as the main source of Sema7a within the vascular bed. 2) The released Sema7a then engages in the glycoprotein Ib receptor (2a) and activates the platelets, which then exposes the integrin receptors (2b), which leads to platelet and platelet formation. 3) Activated platelets and PNCs migrate from the vascular system into the ischemic tissue, which leads to tissue damage and destruction.
BEISPIELE EXAMPLES
Material und Methoden Erklärung zur Ethik material and methods Declaration on ethics
[0045] Die Tierprotokolle entsprachen den deutschen Richtlinien für die Verwendung lebender Tiere und wurden von dem Institutional Animal Care und dem Regierungspräsidium Tübingen und Würzburg sowie dem Landesamt für Verbraucherschutz Niedersachsen genehmigt. Die Genehmigung für die Verarbeitung von Humanproben wurde von der Ethikkommission (Institutional Review Board) der Universität Tübingen eingeholt. Proben von Patienten mit Myokardinfarkt wurden bei der Präsentation im Katheterlabor gewonnen und aufbereitet (Biobank: 266/2018BO1; Sema7a-Subanalyse: 266/2018BO2; Clinicaltri- al.gov: NCT01417884). Im Rahmen der TüSep-Studie (NCT02692118) wurden Patienten proben vor und nach der Herzoperation gesammelt. Vor der Probenentnahme wurde von jedem Patienten eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt. The animal protocols corresponded to the German guidelines for the use of live animals and were approved by the Institutional Animal Care and the regional council of Tübingen and Würzburg as well as the State Office for Consumer Protection Lower Saxony. The approval for the processing of human samples was obtained from the Ethics Committee (Institutional Review Board) of the University of Tübingen. Samples from patients with myocardial infarction were obtained and processed at the presentation in the catheter laboratory (biobank: 266 / 2018BO1; Sema7a subanalysis: 266 / 2018BO2; Clinicaltrial.gov: NCT01417884). As part of the TüSep study (NCT02692118), patient samples were collected before and after heart surgery. Written informed consent was obtained from each patient prior to sampling.
Verarbeitung von menschlichen Blutproben Processing of human blood samples
[0046] Menschliche Blutproben wurden während einer Koronarintervention, am Ende eines kardiopulmonalen Bypasses oder während des Verschlusses der Koronararterien wäh rend einer Herzoperation ohne Herzlungenmaschine entnommen und für die Durchfluss- zytometrie aufbereitet. Darüber hinaus wurde Blut zentrifugiert, um Plasmaproben zu erhalten, die dann gelagert und gemessen wurden. Das Blut wurde auch zur Isolierung von Erythrozyten verwendet, die auf die SEMA7A-Expression analysiert oder in weiteren Experimenten verwendet wurden (Ethik-Zulassung 507/2017B01). [0046] Human blood samples were taken during a coronary intervention, at the end of a cardiopulmonary bypass or during the occlusion of the coronary arteries during a heart operation without a heart-lung machine and processed for flow cytometry. In addition, blood was centrifuged to obtain plasma samples, which were then stored and measured. The blood was also used to isolate erythrocytes, which were analyzed for SEMA7A expression or used in further experiments (Ethics Approval 507 / 2017B01).
Mäuse Mice
[0047] Sema7a- Mäuse wurden, wie im Stand der Technik beschrieben, generiert, validiert und charakterisiert. Die entsprechenden WT-Kontrollen wurden als Wurfgeschwister der Sema7a - Mäuse gezüchtet. In einer Untergruppe von Experimenten wurde eine neu generierte Sema7a-Floxmauslinie (Sema7aloxP/loxPl Ozgene) auf einem C57BL/6-Hinter- grund mit den folgenden Cre-Rekombinase-positiven Mauslinien gekreuzt, um eine gewebsspezifische Gendeletion zu erhalten: Erythrozyten-spezifisches HbbCre+, Myo- kardzell-spezifisches Myh6Cre+; Endothelzell-spezifisches Tie2Cre+ und Immunzell-spe- zifisches LysMCre+. In den Experimenten wurden gewebsspezifische Gen-Deletionen von Sema7a-Mauslinien ( Sema7aloxP/loxPHbbCre+ ; Sema7a!oxP/loxPMyh6Cre+ , Sema7aloxP/lox- pTie2Cre+ und Sema7aloxP/loxPLysMCre+) verwendet. Als Kontrollen wurden Sema7aloxP/loxp- Cre-negative (-) Wurfgeschwister verwendet. In einer Untergruppe von Experimenten ver wendeten die Erfinder eine funktionelle GPIb-Knockout-Mauslinie (GPIb-IL4tg), um die In terferenz von Sema7a mit dem GPIb-Rezeptor zu testen. In einer Untergruppe von Expe rimenten wurden Sema7aloxP/loxPHbbCre+-T\ere mit rekombinantem Maus-Sema7a (rmSe- ma7a; R&D SYSTEMS, Minneapolis, USA) oder rekombinantem Maus-lgG2A Fc (rmlgG2A Fc; Kontrolle) rekonstituiert. As described in the prior art, Sema7a mice were generated, validated and characterized. The corresponding WT controls were bred as littermates of the Sema7a mice. In a subgroup of experiments, a newly generated Sema7a flox mouse line (Sema7a loxP / loxP l Ozgene) was crossed on a C57BL / 6 background with the following Cre recombinase-positive mouse lines in order to obtain a tissue-specific gene deletion: erythrocyte-specific HbbCre +, myocardial cell-specific Myh6Cre +; Endothelial cell-specific Tie2Cre + and immune cell-spe- specific LysMCre +. In the experiments, tissue-specific gene deletions from Sema7a mouse lines (Sema7a loxP / loxP HbbCre +; Sema7a ! OxP / loxP Myh6Cre +, Sema7a loxP / lox - pTie2Cre + and Sema7a loxP / loxP LysMCre +) were used. Sema7 aloxP / loxp - Cre-negative (-) littermates were used as controls. In a subset of experiments, the inventors used a functional GPIb knockout mouse line (GPIb-IL4tg) to test the interference of Sema7a with the GPIb receptor. In a subgroup of experiments, Sema7a loxP / loxP HbbCre + T \ ere were reconstituted with recombinant mouse Sema7a (rmSema7a; R&D SYSTEMS, Minneapolis, USA) or recombinant mouse IgG2A Fc (rmlgG2A Fc; control).
Murine Myokardischämie und Reperfusionsmodell Murine myocardial ischemia and reperfusion model
[0048] Dieses Tiermodell wurde im Stand der Technik ausführlich beschrieben. Untergruppen von Tieren erhielten entweder rekombinantes Maus-Sema7a (rmSema7a) oder rekombi- nantes Maus-lgG2A Fc (rmlgG2A Fc; Kontrolle) vor Versuchsbeginn oder Sema7a-Anti- körper (abcam ab23578, Cambridge, UK; Anti-Sema7a) oder als Kontrolle Kaninchen-IgG sc-2027 (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA) 5 Minuten vor Beginn der Reperfu- sion intravenös. This animal model has been described in detail in the prior art. Subgroups of animals received either recombinant mouse Sema7a (rmSema7a) or recombinant mouse IgG2A Fc (rmlgG2A Fc; control) or Sema7a antibodies (abcam ab23578, Cambridge, UK; anti-Sema7a) or rabbits as control IgG sc-2027 (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA) intravenously 5 minutes before the start of reperfusion.
Immunhistochemischer Nachweis von Neutrophilen, Thrombozyten und PNCs in myokar- dialem Gewebe der Maus Immunohistochemical detection of neutrophils, platelets and PNCs in myocardial tissue of the mouse
[0049] Für die immunhistochemische Färbung wurde das Vectastain-ABC-Kit (Linaris, Wertheim, Deutschland) verwendet. Nach Inhibierung der unspezifischen Bindungsstellen mit Avidin- Blockierungslösung (Vector) wurden die Schnitte mit primären Antikörpern (Kaninchen-an- ti-Maus-CD41 , abcam, Cambridge, UK) über Nacht bei 4°C inkubiert. Die Gewebeschnitte wurden dann mit biotinyliertem Kaninchen-anti-IgG für 1 Stunde inkubiert, gefolgt von Vectastain-ABC-Reagenz für 30 Minuten, dann über DAB-Substrat entwickelt. Für die PMN-Färbung wurde das Verfahren unter Verwendung von Ratten-anti-Maus-neutrophi- len Antikörpern (BioRad, Serotec, Puchheim, Deutschland) und HistoGreen als Substrat (Linaris, Wertheim, Deutschland) wiederholt. Die Gegenfärbung wurde mit Nuclear Fast Red durchgeführt (Linaris, Wertheim, Deutschland). Histologische Schnitte wurden durch manuelle Zählung innerhalb von 3 unabhängigen Gewebeschnitten jedes Tieres bei einer Vergrößerung von 400 x 400 auf das Vorhandensein von PNCs analysiert. The Vectastain ABC kit (Linaris, Wertheim, Germany) was used for the immunohistochemical staining. After inhibiting the unspecific binding sites with avidin blocking solution (Vector), the sections were incubated with primary antibodies (rabbit anti-mouse CD41, abcam, Cambridge, UK) overnight at 4 ° C. The tissue sections were then incubated with biotinylated rabbit anti-IgG for 1 hour, followed by Vectastain ABC reagent for 30 minutes, then developed over DAB substrate. For the PMN staining, the procedure was repeated using rat anti-mouse neutrophil antibodies (BioRad, Serotec, Puchheim, Germany) and HistoGreen as substrate (Linaris, Wertheim, Germany). The counterstaining was carried out with Nuclear Fast Red (Linaris, Wertheim, Germany). Histological sections were made through manual count within 3 independent tissue sections of each animal at a magnification of 400 x 400 analyzed for the presence of PNCs.
Troponin I Messung Troponin I measurement
[0050] Die Troponin-Blutplasmaspiegel von Proben, die durch zentralvenöse Punktion nach 120 Minuten Reperfusion entnommen wurden, wurden mit dem ELISA-Kit SEA478Mu (Cloud- Clone Corp., Houston, USA) auf murines Troponin I Typ 3 (TNNI3) gemessen. The troponin blood plasma levels of samples which were taken by central venous puncture after 120 minutes of reperfusion were measured for murine troponin I type 3 (TNNI3) using the ELISA kit SEA478Mu (Cloud-Clone Corp., Houston, USA).
Caspase 3-Färbung und Caspase 3-ELISA Caspase 3 staining and Caspase 3 ELISA
[0051] Humane kardiale Myozyten (HMC-c; PromoCell, Heidelberg, Deutschland) wurden bis zur Konfluenz auf Kammerobjektträgern gezüchtet, gefolgt von einer 6-stündigen Stimulation mit rhSEMA7A, rhlgGI Fc, BSA oder Staurosporin (Sigma-Aldrich, München, Deutsch land), jeweils 1 pg/ml. Nach der Fixierung wurden die Zellen mit polyklonaler Kaninchen- Antikaspase3 (abcam, Cambridge, UK) gefärbt. Human cardiac myocytes (HMC-c; PromoCell, Heidelberg, Germany) were grown on chamber slides to confluence, followed by 6-hour stimulation with rhSEMA7A, rhlgGI Fc, BSA or staurosporine (Sigma-Aldrich, Munich, Germany ), each 1 pg / ml. After fixation, the cells were stained with polyclonal rabbit anti-aspase3 (abcam, Cambridge, UK).
Sema7a-ELISA Sema7a ELISA
[0052] Sema7a-ELISAs wurden gemäß den Herstelleranweisungen unter Verwendung desSema7a ELISAs were according to the manufacturer's instructions using the
ELISA-Kits SEB448Hu für humanes und SEB448Mu für murines Sema7a durchgeführt (Cloud-Clone Corp., Houston, USA). ELISA kits SEB448Hu for human and SEB448Mu for murine Sema7a performed (Cloud-Clone Corp., Houston, USA).
RT-qPCR RT-qPCR
[0053] Für die RNA-Extraktion haben die Erfinder das peqGOLD TriFast™ (Peqlab; Deutschland; Erlangen) nach den Anweisungen des Herstellers verwendet. Für die cDNA-Synthese wurde der iScri pt-Kit von Bio-Rad (Bio-Rad; Deutschland; München) verwendet. Die semiquantitative Analyse von murinem Sema7a wurde mittels Echtzeit-PCR unter Ver wendung des Sense-Primers 5'-GTG GGT ATG GGC TGC TTT TT-3' (SEQ ID Nr. 1) und des Antisense-Primers 5'-CGT GTA TTC GCT TGG TGA CAT-3' (SEQ ID Nr. 2) durchge führt. Das Referenzgen war das murine 18S rRNA-Gen mit dem folgenden Satz von Primern: Sense 5'-GTA ACC CGT TGA ACC CCA TT-3' (SEQ ID Nr. 3) und Antisense- Primer 5'-CCA TCC AAT CGG TAG TAG CG-3' (SEQ ID Nr. 4). For the RNA extraction, the inventors used the peqGOLD TriFast ™ (Peqlab; Germany; Erlangen) according to the manufacturer's instructions. The iScri pt kit from Bio-Rad (Bio-Rad; Germany; Munich) was used for the cDNA synthesis. The semiquantitative analysis of murine Sema7a was carried out by real-time PCR using the sense primer 5'-GTG GGT ATG GGC TGC TTT TT-3 '(SEQ ID No. 1) and the antisense primer 5'-CGT GTA TTC GCT TGG TGA CAT-3 '(SEQ ID No. 2) carried out. The reference gene was the murine 18S rRNA gene with the following set of Primers: Sense 5'-GTA ACC CGT TGA ACC CCA TT-3 '(SEQ ID No. 3) and antisense primer 5'-CCA TCC AAT CGG TAG TAG CG-3' (SEQ ID No. 4).
Protein-Analyse Protein analysis
[0054] Murines Gewebe wurde homogenisiert und in RIPA-Puffer resuspendiert. Die Proben wur den über SDS-Polyacrylamid-Gele getrennt und auf PVDF-Membranen geblottet. Die fol genden Antikörper wurden in murinen Proben verwendet: Anti-Sema7a-Antikörper (ab23578; abcam, Cambridge, UK) und, zur Kontrolle der Beladungsbedingungen, GAPDH-Antikörper (sc-25778; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA). Für menschliche Proben verwendeten die Erfinder einen polyklonalen Ziegen-Anti-Sema7a- Antikörper (AF2068; R&D SYSTEMS, Minneapolis, USA) und ß-Aktin-Antikörper (sc- 130656; Santa Cruz Biotechnology). Die Banden wurden durch Chemilumineszenzreakti- on von HRP-konjugierten Antikörpern nachgewiesen und mit dem Luminol-Reagenz (sc- 2048; Santa Cruz Biotechnology) entwickelt. Murine tissue was homogenized and resuspended in RIPA buffer. The samples were separated using SDS polyacrylamide gels and blotted onto PVDF membranes. The following antibodies were used in murine samples: anti-Sema7a antibodies (ab23578; abcam, Cambridge, UK) and, to control the loading conditions, GAPDH antibodies (sc-25778; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA). For human samples, the inventors used a polyclonal goat anti-Sema7a antibody (AF2068; R&D SYSTEMS, Minneapolis, USA) and β-actin antibody (sc-130656; Santa Cruz Biotechnology). The bands were detected by chemiluminescence reaction of HRP-conjugated antibodies and developed with the luminol reagent (sc-2048; Santa Cruz Biotechnology).
Coimmunpräzipitation und Immunblotting Coimmunoprecipitation and immunoblotting
[0055] Die Coimmunpräzipitation (Co-IP) wurde nach den Anweisungen des Herstellers mit dem Pierce Co-IP-Kit (Kat. Nr. 261498, Thermo Fisher Scientific, Waltham, USA) durchgeführt. Kurz gesagt, wurden die Mausproben nach einer 60-minütigen Ischämie entnommen, ge folgt von einer 1-minütigen (Blut) oder 15-minütigen (Herzgewebe, AAR) Reperfusion. Dann wurden 250 pl Citrat+Blut in 1 ml IP-Lyse/Waschpuffer lysiert und auf Eis aufbe wahrt. Die AAR wurde in 1 ml IP-Lyse-/Waschpuffer inkubiert und in einem Precellys 24 (VWR/Peqlab, Erlangen, Deutschland) homogenisiert und für 60 Minuten bei 4°C aufbe wahrt. Alle Proben wurden bei 13.000 c g für 10 Minuten zentrifugiert. Das Gesamtprotein der Lysate wurde mit dem Pierce™ BCA Protein Assay Kit (Thermo Scientific; Kat. Nr. 23225) gemessen und in einem Infinite® M200 Pro Plate Reader (Tecan, Männedorf, Schweiz) analysiert. Zehn Mikrogramm monoklonaler Maus-Antikörper gegen Sema7a (sc374432; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA) oder 10 pg monoklonaler Rat- ten-Antikörper gegen GPIb (p0p4) wurden auf dem Amino Link Plus-Kopplungsharz im mobilisiert. Als IgG-Kontrolle wurden 10 pg Ratten-IgG (sc2016; Santa Cruz Biotechnolo- gy) oder Maus-IgG (X0943; Dako, Glostrup, Dänemark) verwendet. Für die Proteinanaly se wurden 30 mI pro Co-IP-Eluat auf die SDS-PAGE aufgetragen. Für die Immunodetekti- on wurden ein polyklonaler Kaninchen-Antikörper gegen Sema7a (sei 35263; Santa Cruz Biotechnology) und der beschriebene monoklonale Antikörper (p0p5) gegen GPIb ver wendet. Spezies-angepasste alkalische Phosphatase-konjugierte Sekundärantikörper wurden verwendet (Ziege gegen Kaninchen-lgG-AP; sc-2007; Santa Cruz Biotechnology; und Ziege gegen Ratte-lgG-AP; A18868; Thermo Fisher Scientific). Der Proteinnachweis wurde mit einem BCIP/NBT-Substrat durchgeführt. The coimmunoprecipitation (Co-IP) was carried out according to the manufacturer's instructions with the Pierce Co-IP kit (Cat. No. 261498, Thermo Fisher Scientific, Waltham, USA). Briefly, mouse samples were collected after 60 minutes of ischemia followed by 1 minute (blood) or 15 minutes (heart tissue, AAR) reperfusion. Then 250 μl of citrate + blood were lysed in 1 ml of IP lysis / washing buffer and kept on ice. The AAR was incubated in 1 ml of IP lysis / washing buffer and homogenized in a Precellys 24 (VWR / Peqlab, Erlangen, Germany) and stored at 4 ° C. for 60 minutes. All samples were centrifuged at 13,000 c g for 10 minutes. The total protein of the lysates was measured with the Pierce ™ BCA Protein Assay Kit (Thermo Scientific; Cat. No. 23225) and analyzed in an Infinite® M200 Pro Plate Reader (Tecan, Männedorf, Switzerland). Ten micrograms of mouse monoclonal antibodies against Sema7a (sc374432; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA) or 10 pg rat monoclonal antibodies against GPIb (p0p4) were mobilized on the Amino Link Plus coupling resin. 10 pg rat IgG (sc2016; Santa Cruz Biotechnolo- gy) or mouse IgG (X0943; Dako, Glostrup, Denmark) was used. For the protein analysis, 30 ml per Co-IP eluate were applied to the SDS-PAGE. A polyclonal rabbit antibody against Sema7a (sei 35263; Santa Cruz Biotechnology) and the described monoclonal antibody (p0p5) against GPIb were used for the immunodetection. Species-adapted alkaline phosphatase-conjugated secondary antibodies were used (goat versus rabbit IgG-AP; sc-2007; Santa Cruz Biotechnology; and goat versus rat IgG-AP; A18868; Thermo Fisher Scientific). The protein detection was carried out with a BCIP / NBT substrate.
Kardiale Magnetresonanztomographie (MRT) und Beurteilung von RV und LV -EDV, - ESV, -EF und Masse mittels MRT Cardiac magnetic resonance imaging (MRI) and assessment of RV and LV -EDV, -ESV, -EF and mass using MRI
[0056] Die Tiere wurden im Alter von 22 Wochen einer kardialen MRT unterzogen. Die Analyse wurde auf einer klinischen Workstation mit halbautomatischer Konturverfolgungssoftware durchgeführt (CVI42, Release 4.1.8 (201), Circle Cardiovascular Imaging Inc., Calgary, Kanada). The animals were subjected to cardiac MRI at 22 weeks of age. The analysis was performed on a clinical workstation with semi-automatic contour tracking software (CVI42, Release 4.1.8 (201), Circle Cardiovascular Imaging Inc., Calgary, Canada).
Durchflusskammer-Experimente Flow chamber experiments
[0057] Die Thrombozytenadhäsion im Fluss wurde durch Perfusion von murinem Vollblut auf kollagenbeschichteten Deckgläsern (200 pg/ml fibrilläres Typ-I-Kollagen) bei 1000 s 1 oder 400 S 1, wie angegeben, gemessen. Die Thrombozyten wurden mit einem DyLight 488- konjugierten Anti-GPIX-lg-Derivat (0,2 pg/ml) markiert und vor der Perfusion 5 Minuten lang bei 37°C mit rmSema7a oder lgG2A Fc behandelt. Im Falle der Behandlung mit GPIb-blockierenden Antikörpern wurden 20 Minuten vor der Blutentnahme für das Experi ment 100 pg/Maus pOp/B Fab intravenös injiziert. In weiteren Experimenten wurde Blut von Tieren mit funktionellem GPIb (GPIb-IL4tg) verwendet. The thrombocyte adhesion in the flow was measured by perfusion of murine whole blood on collagen-coated coverslips (200 pg / ml fibrillar type I collagen) at 1000 s 1 or 400 S 1 as indicated. The platelets were labeled with a DyLight 488 conjugated anti-GPIX Ig derivative (0.2 pg / ml) and treated with rmSema7a or IgG2A Fc for 5 minutes at 37 ° C. before perfusion. In the case of treatment with GPIb-blocking antibodies, 100 pg / mouse pOp / B Fab were injected intravenously 20 minutes before the blood sample was taken for the experiment. In further experiments, blood from animals with functional GPIb (GPIb-IL4tg) was used.
Durchflusszytometrische Analyse Flow cytometric analysis
[0058] Für die durchflusszytometrische Analyse wurden die folgenden Antikörper verwendet und vor dem Experiment frisch präpariert: Ratten-Anti-Maus Ly6G (Biolegend, Klon 1A8), markiert mit BV421 (Biolegend 127628), Ratten-Anti-Maus CD42b-FITC (Emfret, Klon Xia.G5), Ratten-Anti-Maus CD62P (BD Pharmingen, Klon RB40.34), markiert mit Alexa Fluor 647 (BD 563674), Ratten-Anti-Maus aktiviertes GPIIb/llla-PE (Emfret, Klon JON/A). The following antibodies were used for the flow cytometric analysis and freshly prepared before the experiment: Rat anti-mouse Ly6G (Biolegend, clone 1A8), labeled with BV421 (Biolegend 127628), rat anti-mouse CD42b-FITC (Emfret, clone Xia.G5), rat anti-mouse CD62P (BD Pharmingen, clone RB40.34), labeled with Alexa Fluor 647 (BD 563674) , Rat anti-mouse activated GPIIb / llla-PE (Emfret, clone JON / A).
Gating-Strategie Gating strategy
[0059] Nach der Färbung fokussierte die Probennahme periphere Granulozyten durch ihre Gra- nularität und Oberflächenexpression des Lymphozyten-Antigen-6-Komplexes, Locus G (Ly-6G), der als SSC/Ly-6G+ bezeichnet wird. Das Vorhandensein des Thrombozyten- Oberflächenmarkers CD42b auf der Oberfläche von SSC/Ly-6G+-Ereignissen unterschied die Thrombozyten-Neutrophilen-Komplexe SSC/Ly-6G+/CD42b+ (PNCs) von den frei zir kulierenden PMNs SSC/Ly-6G+/CD42b- Diese beiden Populationen wurden auf ihre Dar stellung des Oberflächen-Transmembranglykoproteins P-Selektin (CD62P) und des akti vierten GPIIb/llla (Klon JON/A) getestet (nicht gezeigt). After staining, the sampling focused on peripheral granulocytes through their granularity and surface expression of the lymphocyte-antigen-6 complex, locus G (Ly-6G), which is referred to as SSC / Ly-6G + . The presence of the platelet surface marker CD42b on the surface of SSC / Ly-6G + events distinguished the platelet-neutrophil complexes SSC / Ly-6G + / CD42b + (PNCs) from the freely circulating PMNs SSC / Ly-6G + / CD42b - These two populations were tested for their presentation of the surface transmembrane glycoprotein P-selectin (CD62P) and the activated GPIIb / llla (clone JON / A) (not shown).
SEMA7A-Abspaltung von Erythrozyten SEMA7A cleavage of erythrocytes
[0060] Die Erythrozyten wurden mit MACS-Beads (MicroBeads Kit, Milenyi Biotec, Deutschland) aus menschlichen Blutproben abgetrennt. Die Zellen wurden in einer Neubauer-Kammer quantifiziert. Pro Probe wurden 8x108 Erythrozyten eingesetzt. Die Scherbeanspruchung wurde durch Ziehen und Drücken der Erythrozyten durch eine 27-Gauge-Nadel induziert. Für die Hypoxie-Exposition wurden Zellen in hypoxisches PBS-Medium, das einer Hypo xie (8% 02) ausgesetzt war, in einer lnvivo2400 Hypoxie-Arbeitsstation (Ruskin Techno logy Ltd; Leeds) platziert. Am Ende jedes Experiments wurden die Proben bei RT mit 1200 U/min für 10 Minuten zentrifugiert, und die SEMA7A-Konzentration wurde im Über stand mit dem ELISA-Kit SEB448Hu gemessen. The erythrocytes were separated from human blood samples using MACS beads (MicroBeads Kit, Milenyi Biotec, Germany). The cells were quantified in a Neubauer chamber. 8x10 8 erythrocytes were used per sample. The shear stress was induced by pulling and pushing the erythrocytes through a 27-gauge needle. For hypoxia exposure, cells were placed in hypoxic PBS medium that had been exposed to hypoxia (8% O 2 ) in an Invivo2400 hypoxia workstation (Ruskin Technology Ltd; Leeds). At the end of each experiment, the samples were centrifuged at RT at 1200 rpm for 10 minutes and the SEMA7A concentration was measured in the supernatant with the ELISA kit SEB448Hu.
Intravitale Mikroskopie Intravital microscopy
[0061] Die Mäuse wurden betäubt und das kremastische Gewebe unter einer Nikon 20x Wasser tauchlinse (NA=0,32) präpariert. Die Neutrophilen wurden mit 20 pl anti-Ly6G (Biolegend 127608) und die Thrombozyten mit 20 pl des Thrombozyten-spezifischen FITC-markierten X488-Antikörpers (emfret, Eibelstadt, Deutschland) in 200 mI resuspendiert und i.v verab reicht. Videos von postkapillären Kremastervenoien mit einem Durchmesser von 20-40 pm wurden mit einer Hamamatsu Orca Flash 4.0-Kamera aufgenommen, die auf einem Dual-Emissions-Bildteiler (optoSplit II, Cairn Research; UK) mit einer Rate von 16 Bil- dern/s (bei Videos von insgesamt 10 Sekunden) und mit einer Auflösung von 2048 c 1024 Pixel montiert war, der auf einem Nikon Eclipse Ci-L-Mikroskop (Nikon, Düsseldorf; Deutschland) montiert war, das von der NIS elements Ar-Software betrieben wird. Die Videos wurden vor der Verabreichung von rmSema7a i.v. aufgezeichnet und die Videos nach einer Inkubation von 15 Minuten für 5 Minuten in Intervallen von 20 Sekunden aufgenommen. Die Neutrophilen-Geschwindigkeit (pm / sec) wurde aus manuell verfolg ten Zellen berechnet, die stationären Neutrophilen wurden gezählt (Zellzahl / mm2), die Thrombozytensedimentation an der Gefäßwand wurde gemessen (normalisierte MFI % / mm), die durchwanderten Zellen aus dem Gefäßsystem nach 15min Exposition mit rmSema7a wurden gezählt (Zellzahl / mm2), der in allen Videos in pm gemessene Ab stand der durchwanderten Zellen wurde mit der NIS elements Ar-Software 4.20 - 64bit verarbeitet (Nikon, Düsseldorf, Deutschland). The mice were anesthetized and the cremastic tissue was prepared under a Nikon 20x water dip lens (NA = 0.32). The neutrophils were labeled with 20 μl of anti-Ly6G (Biolegend 127608) and the platelets with 20 μl of the platelet-specific FITC X488 antibody (emfret, Eibelstadt, Germany) resuspended in 200 ml and administered iv. Videos of postcapillary kremastervenoia with a diameter of 20-40 pm were recorded with a Hamamatsu Orca Flash 4.0 camera, which was recorded on a dual-emission image splitter (optoSplit II, Cairn Research; UK) at a rate of 16 images / s was mounted (in a video of a total of 10 seconds), and with a resolution of 2048 c 1024 pixels, formed on a Nikon Eclipse Ci-L-microscope (Nikon, Dusseldorf, Germany) was mounted, which is operated by the NIS elements Ar-software . The videos were recorded prior to the administration of rmSema7a iv and the videos were recorded after a 15 minute incubation for 5 minutes at 20 second intervals. The neutrophil velocity (pm / sec) was calculated from manually traced cells, the stationary neutrophils were counted (number of cells / mm 2 ), the platelet sedimentation on the vessel wall was measured (normalized MFI% / mm), the cells migrated from the vascular system After 15 min exposure to rmSema7a, counting (number of cells / mm 2 ), the distance of the migrated cells, measured in pm in all videos, was processed with the NIS elements Ar software 4.20-64 bit (Nikon, Düsseldorf, Germany).
Analyse der Daten Analysis of the data
[0062] Die gesamte Datenanalyse wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Klinische Epidemiologie und Angewandte Biometrie der Universität Tübingen durchgeführt. Die Daten werden in der Regel als Balkendiagramme mit Mittelwerten ± SA dargestellt. Die Normalverteilung wurde anhand der Schiefe überprüft. Da die Prüfung auf Normalität bei kleinen Stichprobengrößen leicht zu statistisch nicht signifikanten, aber bedeutungslosen Ergebnissen führen kann, wie es in dieser Studie der Fall war, führten die Erfinder auch eine visuelle Inspektion der Datenverteilungen mit Hilfe von Histogrammen durch und versuchten eine Log-Transformation der Daten in Übereinstimmung mit der Normalität, wenn diese Inspektion schiefe Verteilungen ergab. Für log-transformierte Daten wurden Tests der Log-Werte durchgeführt; die Daten werden auf einer logarithmischen Skala angezeigt, die geometrische Mittelwerte und ihre 95%-Vertrauensintervalle zeigt. Insge samt wurden beim Vergleich zweier Gruppen statistische Tests unter Verwendung von Student's t-Tests durchgeführt; für den Vergleich mehrerer Gruppen führten die Erfinder Einweg-Varianzanalysen durch, gefolgt von Dunnett's Tests. Für die Figure 3: Der SEMA7A% auf menschliche Erythrozyten und das Alter als Inputvariablen wurde durch lineare Regressionsanalyse analysiert und punktweise mit 95% Konfidenzbändern angezeigt, wobei gesunde Menschen als Spender und das Alter als Inputvariablen verwendet wurden. Für alle durchgeführten Vergleiche werden p-Werte angezeigt und p- Werte unter p < 0,05 wurden als statistisch signifikant angesehen, angezeigt als p < 0,05 (*); p < 0,01 (**) und p < 0,001 (***). The entire data analysis was carried out in cooperation with the Institute for Clinical Epidemiology and Applied Biometry at the University of Tübingen. The data is usually presented as bar graphs with means ± SD. The normal distribution was checked using the skewness. Since testing for normality with small sample sizes can easily lead to statistically insignificant but meaningless results, as was the case in this study, the inventors also performed a visual inspection of the data distributions using histograms and attempted a log transformation of the Data consistent with normal if this inspection found skewed distributions. Tests of the log values were performed for log transformed data; the data is displayed on a logarithmic scale showing geometric means and their 95% confidence intervals. Overall, statistical tests using Student's t-tests were performed when comparing two groups; for the comparison of multiple groups, the inventors performed one-way analyzes of variance, followed by Dunnett's tests. For the Figure 3: The SEMA7A% on human erythrocytes and age as input variables was analyzed by linear regression analysis and displayed point by point with 95% confidence bands, with healthy people as donors and age as input variables. For all comparisons carried out, p-values are displayed and p-values below p <0.05 were considered to be statistically significant, shown as p <0.05 (*); p <0.01 (**) and p <0.001 (***).
Ergebnisse Results
Patienten mit Myokardischämie zeigen eine erhöhte PNC-Bildung und Plasma SEMA7A Patients with myocardial ischemia show increased PNC formation and plasma SEMA7A
[0063] Die Anzahl der PNCs nimmt im Myokardgewebe während MIRI zu. Die schädlichen Aus wirkungen von PNCs wurden in anderen Organen, wie z.B. der Lunge, nachgewiesen, wo sie die entzündliche Gewebeschädigung verstärken, was zu einer Beeinträchtigung der Organfunktion führt. In einem Versuch, die Interaktion von Thrombozyten und Neutrophi len und die Bildung von PNCs bei entzündlichen Myokardschäden besser zu verstehen, haben die Erfinder Blutproben von Patienten mit aktiver Myokardischämie entnommen und mittels FACS-Analyse auf das Vorhandensein von PNCs untersucht. Die Erfinder ver glichen diese Proben mit Patienten, die sich einer herzchirurgischen Operation unterzie hen, die auch einer Reperfusion nach extrakorporaler Zirkulation (HLM) ausgesetzt sind. Diese Patienten zeigten keine Anzeichen für eine aktive Ischämie. Darüber hinaus erhiel ten die Erfinder Blut aus herzchirurgischen Operationen ohne Reperfusionsverletzung so wie gesunde Kontrollen. Die Erfinder fanden heraus, dass die Patienten mit akutem Ml im Vergleich zu gesunden Kontrollen und Patienten, die sich herzchirurgischen Eingriffen mit oder ohne extrakorporale Zirkulation unterzogen, signifikant mehr CD42b-positive Neutro phile (d.h. PNCs) aufwiesen. Bemerkenswert ist, dass die Thrombozyten in den Konjuga ten vollständig aktiviert waren, wie die deutliche Aktivierung von Integrin Ilb3 (PAC-1 -Bin dung) und die CD62P-Exposition zeigten (Figur 1 a-d). Angesichts der Tatsache, dass die Reperfusion ischämischen Gewebes eine Entzündung auslöst, und der früheren Feststel lung der Erfinder, dass SEMA7A eine signifikante pro-inflammatorische Kapazität auf weist, haben die Erfinder auch lösliches SEMA7A im Blut dieser Patienten gemessen. Tatsächlich stieg SEMA7A im Plasma von Ml-Patienten an, aber nicht in einer der ande ren getesteten Patientengruppen (Figur 1 e, Figur 2). Die Erfinder fanden auch heraus, dass die SEMA7A-Expression auf Erythrozyten nicht altersabhängig ist (Figur 3). Experi mente an Mäusen ergaben, dass Plasma Sema7a während einer kardialen Ischämie sehr schnell zunahm, wobei bereits nach 1 Minute Reperfusion eine signifikante Erhöhung festgestellt wurde (Figur 4). SEMA7A wurde aus Erythrozyten als Reaktion auf Scherstress oder Gewebehypoxie freigesetzt, die beide während der Myokardischämie- Reperfusion in den betroffenen Bereichen vorhanden sind (Figur 5). The number of PNCs increases in myocardial tissue during MIRI. The harmful effects of PNCs have been demonstrated in other organs, such as the lungs, where they increase inflammatory tissue damage, which leads to impaired organ function. In an attempt to better understand the interaction of platelets and neutrophils and the formation of PNCs in inflammatory myocardial damage, the inventors took blood samples from patients with active myocardial ischemia and examined them for the presence of PNCs using FACS analysis. The inventors compared these samples with patients who are undergoing cardiac surgery who are also exposed to reperfusion after extracorporeal circulation (HLM). These patients showed no evidence of active ischemia. In addition, the inventors obtained blood from cardiac surgery operations without reperfusion injury as well as healthy controls. The inventors found that the patients with acute MI had significantly more CD42b-positive neutrophils (ie PNCs) compared to healthy controls and patients who underwent cardiac surgery with or without extracorporeal circulation. It is noteworthy that the platelets in the conjugates were fully activated, as demonstrated by the clear activation of integrin Ilb3 (PAC-1 binding) and exposure to CD62P (FIG. 1 ad). Given that reperfusion of ischemic tissue induces inflammation and the inventors' previous finding that SEMA7A has significant pro-inflammatory capacity, the inventors also measured soluble SEMA7A in the blood of these patients. In fact, SEMA7A increased in the plasma of MI patients, but not in any of the other patient groups tested (FIG. 1 e, FIG. 2). The inventors also found that the SEMA7A expression on erythrocytes is not age-dependent (FIG. 3). Experiments on mice showed that plasma Sema7a increased very rapidly during cardiac ischemia, with a significant increase already being found after 1 minute of reperfusion (FIG. 4). SEMA7A was released from erythrocytes in response to shear stress or tissue hypoxia, both of which are present in the affected areas during myocardial ischemia reperfusion (Figure 5).
Die Injektion von Sema7a verschlechtert die myokardiale IR-Schädigung Injection of Sema7a worsened myocardial IR damage
[0064] Der starke Anstieg von Sema7a im Plasma von Patienten und Mäusen mitThe sharp increase in Sema7a in the plasma of patients and mice with
Myokardischämie hat die Möglichkeit aufgeworfen, dass Sema7a eine funktionelle Rolle bei der Progression der myokardialen IR-Verletzung spielt. Um dies direkt zu testen, injizierten die Erfinder rekombinantes Sema7a (rmSema7a-Fusionsprotein, 1 pg/Maus vor der Reperfusion) in WT-Tiere und stellten fest, dass dies zu einer deutlich erhöhten Infarktgröße im Vergleich zu den entsprechenden IgG Fc-Kontrolltieren (rmlgG2A Fc) führte (Figur 6 a,b). Dieser Befund korrelierte mit einem erhöhten Troponin I, einem Marker für eine Schädigung des Myokardgewebes. Histologische Schnitte zeigten eine erhöhte Gewebeschädigung bei den Sema7a-injizierten Tieren im Vergleich zu den Fc- Kontrollen und eine geringere Anzahl von PNCs in den gefährdeten Gewebebereichen (Figur 6 c,d). In Zellkulturexperimenten fanden die Erfinder keine direkte pro-apoptotische Wirkung von humanem Sema7a (rhSEMA7A) auf Kardiomyozyten, wie durch die Aktivie rung von Caspase 3 beurteilt wurde (Figur 7 a,b). Nachdem die Erfinder mehr PNCs im Myokardgewebe beobachtet hatten und die schädlichen Auswirkungen, die diese PNCs haben können kennen, haben die Erfinder als nächstes die Durchflusszytometrie verwen det, um das Vorhandensein von PNCs zu testen. Die Erfinder fanden deutlich erhöhte Zahlen von PNCs im Blut von Mäusen, denen rmSema7a injiziert wurde, und die Konjuga te (Figur 6 h) zeigten auch stärkere Signale für die Thrombozytenmarker GPIb, CD62P und aktiviertes Integrin allbß3 (JON/A) (Figur 6 e-g, Figur 8). Um zu prüfen, ob sich dies durch PNCs, die in das Risikogebiet (AAR) eindringen, widerspiegelt, extrahierten die Erfinder dieses Gebiet und bestimmten die Anzahl der PNCs im Myokardgewebe. Mit Hilfe der Durchflusszytometrie stellten die Erfinder fest, dass bei den Tieren, denen rmSema7a injiziert wurde, mehr PNCs in das Myokard in der AAR extravasiert waren und dass die Konjugate bei Neutrophilen signifikant erhöhte Signale für GPIb, P-Selektin und aktiviertes Integrin allbß3 (JON/A) zeigten (Figur 6 i-l, Figur 8). Die Erfinder testeten auch den Einfluss von rmSema7a auf das Rollen von Neutrophilen und stellten fest, dass rm- Sema7a die Adhäsion von Neutrophilen in vitro und in vivo beeinflusste (Figur 9). Dies stimmt mit früheren Ergebnissen der Erfinder überein, wonach Sema7a, das auf der Ober fläche von Endothelzellen exprimiert wird, die Transmigration von Neutrophilen in entzün dete Gewebe erhöht. Myocardial ischemia has raised the possibility that Sema7a may play a functional role in the progression of myocardial IR injury. To test this directly, the inventors injected recombinant Sema7a (rmSema7a fusion protein, 1 pg / mouse before reperfusion) into WT animals and found that this resulted in a significantly increased infarct size compared to the corresponding IgG Fc control animals (rmlgG2A Fc) led (Figure 6 a, b). This finding correlated with an increased troponin I, a marker of damage to the myocardial tissue. Histological sections showed increased tissue damage in the Sema7a-injected animals compared to the Fc controls and a lower number of PNCs in the tissue areas at risk (FIG. 6 c, d). In cell culture experiments, the inventors found no direct pro-apoptotic effect of human Sema7a (rhSEMA7A) on cardiomyocytes, as was assessed by the activation of caspase 3 (FIGS. 7 a, b). After the inventors observed more PNCs in myocardial tissue and understood the deleterious effects that these PNCs can have, the inventors next used flow cytometry to test for the presence of PNCs. The inventors found significantly increased numbers of PNCs in the blood of mice injected with rmSema7a, and the conjugates (FIG. 6 h) also showed stronger signals for the platelet markers GPIb, CD62P and activated integrin allbß3 (JON / A) (FIG. 6 eg , Figure 8). To check whether this is reflected by PNCs entering the risk area (AAR), the inventors extracted this area and determined the number of PNCs in the myocardial tissue. Using flow cytometry, the inventors found that the animals injected with rmSema7a had more PNCs extravasated into the myocardium in the AAR and that the conjugates in neutrophils had significantly increased signals for GPIb, P-selectin and activated integrin allbß3 (JON / A) showed (FIG. 6 il, FIG. 8). The inventors also tested the influence of rmSema7a on the rolling of neutrophils and found that rmSema7a influenced the adhesion of neutrophils in vitro and in vivo (FIG. 9). This is in agreement with the inventors' previous results, according to which Sema7a, which is expressed on the surface of endothelial cells, increases the transmigration of neutrophils into inflamed tissues.
Deutlich reduzierte myokardiaie IR-Schädigung bei SemaJa Mäusen Significantly reduced myocardial IR damage in SemaJa mice
[0065] Zur weiteren Untersuchung der Rolle von Sema7a bei myokardialen IR-Verletzungen ha ben die Erfinder Sema7a Tiere und ihre Wurfgeschwisterkontrollen eingesetzt. Da Se- ma7a an der fibrotischen Transformation von Gewebe beteiligt ist, untersuchten die Erfin der zunächst die Herzfunktion bei unbehandelten WT- und Sema7a-/- Tieren mittels dyna mischer Magnetresonanztomographie. Die Erfinder konnten keine Unterschiede in der Anatomie oder den kardialen Leistungsparametern von Sema7a-/- Mäusen gegenüber Wurfgeschisterkontrollen feststellen (Figur 10 a, b, Figur 11). Als nächstes exponierten die Erfinder die Sema7a-'- Mäuse an MIR und stellten fest, dass sie dramatisch kleinere In farkte entwickelten und im Vergleich zu den Wurfgeschwisterkontrollen ein vermindertes Plasmatroponin I aufwiesen (Figur 10 c, d). Histologische Schnitte zeigten eine geringere Gewebeschädigung bei Sema7a-/- Tieren im Vergleich zu den Wurfgeschwisterkontrollen und eine geringere Anzahl von PNCs in den gefährdeten Gewebebereichen (Figur 10 e, f). Die durchflusscytometrische Analyse zeigte eine geringere Anzahl von PNCs (Figur 10 j) im Blut von Sema7a-/- Tieren im Vergleich zu den Kontrollen, und die Konjugate zeigten geringere Werte von Thrombozytenaktivierungsmarkern (Oberflächen-P-Selectin und akti viertes Integrin allbß3 (JON/A)) in der frühen Phase nach der IR (Figur 10 g-i, Figur 12). Die Erfinder testeten erneut, ob sich dies innerhalb der PNCs in der AAR widerspiegelt. Die Erfinder extrahierten diesen Bereich und zählten die PNCs innerhalb des Myokardge webes. Mit Hilfe der Durchflusszytometrie fanden die Erfinder eine reduzierte Anzahl von PNCs innerhalb der AAR und die Konjugate zeigten verminderte Signale für GPIb, akti viertes Integrin allbß3 und P-Selektin auf Neutrophilen in der AAR von Sema7a-/- Tieren (Figur 10 k-n, Figur 12). Das aus roten Blutkörperchen gewonnene Semaphorin 7a ist von zentraler Bedeutung für myokardiale Rl-Schädigung To further investigate the role of Sema7a in myocardial IR injuries, the inventors used Sema7a animals and their littermate controls. Since Sema7a is involved in the fibrotic transformation of tissue, the inventors first examined the cardiac function in untreated WT and Sema7a / animals using dynamic magnetic resonance imaging. The inventors could not determine any differences in the anatomy or the cardiac performance parameters of Sema7a / - mice compared to throwing spirit controls (FIG. 10 a, b, FIG. 11). Next, the inventors exposed the Sema7a -'- mice to MIR and found that they developed dramatically smaller infarcts and had a reduced plasma troponin I compared to the littermate controls (FIG. 10 c, d). Histological sections showed less tissue damage in Sema7a / - animals compared to the littermate controls and a lower number of PNCs in the tissue areas at risk (FIGS. 10 e, f). The flow cytometric analysis showed a lower number of PNCs (FIG. 10 j) in the blood of Sema7a / - animals compared to the controls, and the conjugates showed lower values of platelet activation markers (surface P-selectin and activated integrin allbß3 (JON / A)) in the early phase after the IR (Figure 10 gi, Figure 12). The inventors again tested whether this was reflected within the PNCs in the AAR. The inventors extracted this area and counted the PNCs within the myocardial tissue. Using flow cytometry, the inventors found a reduced number of PNCs within the AAR and the conjugates showed reduced signals for GPIb, activated integrin allbß3 and P-selectin on neutrophils in the AAR of Sema7a / animals (FIG. 10 kn, FIG. 12 ). The semaphorin 7a obtained from red blood cells is of central importance for myocardial RI damage
[0066] Als nächstes versuchten die Erfinder, die zelluläre Quelle des löslichen Sema7a zu identifizieren, die die beobachtete pathogene Wirkung vermittelt. Sema7a wird in ver schiedenen Organen und Geweben exprimiert, wobei es auf den Erythrozyten (RBCs) in großer Menge vorhanden ist und im Myokardgewebe nur eine geringe Expression auf weist (Figur 13). Deshalb haben die Erfinder Tiere mit genetischer Deletion von Sema7a in Endothelzellen ( Sema7aloxP/loxPTie2Cre+ ), Kardiomyozyten ( Sema7a!oxP/loxPMyh6Cre+ ), Erythrozyten ( Sema7aloxP/loxPHbbCre+ ) und immunkompetenten Zellen ( Sema7a!oxP/lox - pLysMCre+) generiert und sie dem MIRI-Modell zugeführt. Bei den Sema7aloxP/loxPHbb- Cre+-Tieren fanden die Erfinder eine signifikante Verringerung der Infarktgröße, die gut mit reduziertem Plasma-Tnl korrelierte (Figur 14 a,b). Die immunhistologische Analyse zeigte eine reduzierte Anzahl von PNCs im Myokardgewebe dieser Tiere im Vergleich zur WT-Kontrolle (Figur 14 c,d). Die Injektion von rmSema7a zeigte, dass diese Ergebnisse bei den Sema7aloxP/loxPHbbCre+-T\erer\ umgekehrt werden konnten, obwohl die Injektion von Sema7a bei diesen Tieren zu höheren Troponinwerten führte (Figur 15). Bei den Sema7aloxP/loxPMyh6Cre+ -Tieren fanden die Erfinder keine signifikante Veränderung der myokardialen IR-Schädigung (Figur 14 e,f) und keine Veränderungen im Vergleich zu den Wurfgeschwisterkontrollen, wenn man die PNCs im Myokardgewebe betrachtet (Figur 14 g,h). Bei der Exposition der Sema7aloxP/!oxPTie2Cre+-T\ere mit demselben Modell fanden die Erfinder im Vergleich zu den Kontrollen signifikant kleinere Infarkte (Figur 14 i,j). Next, the inventors attempted to identify the cellular source of the soluble Sema7a that mediated the observed pathogenic effect. Sema7a is expressed in various organs and tissues, where it is present in large quantities on the erythrocytes (RBCs) and only has a low level of expression in the myocardial tissue (FIG. 13). Therefore, the inventors animals with genetic deletion of Sema7A in endothelial cells (Sema7A loxP / loxP Tie2Cre +), cardiomyocytes (! Sema7A loxP / loxP Myh6Cre +), erythrocytes (Sema7A loxP / loxP HbbCre +) and immunocompetent cells have (Sema7A loxP / lox - pLysMCre +) generated and fed into the MIRI model. In the Sema7a loxP / loxP Hbb-Cre + animals, the inventors found a significant reduction in the size of the infarct, which correlated well with reduced plasma TnI (FIGS. 14 a, b). The immunohistological analysis showed a reduced number of PNCs in the myocardial tissue of these animals compared to the WT control (FIG. 14 c, d). The injection of rmSema7a showed that these results could be reversed in the Sema7a loxP / loxP HbbCre + -T \ erer \, although the injection of Sema7a led to higher troponin values in these animals (FIG. 15). In the Sema7a loxP / loxP Myh6Cre + animals, the inventors found no significant change in the myocardial IR damage (FIG. 14 e, f) and no changes in comparison to the littermate controls if the PNCs in the myocardial tissue are observed (FIG. 14 g, h) . When the Sema7a loxP /! OxP Tie2Cre + T \ ere was exposed to the same model, the inventors found significantly smaller infarcts compared to the controls (FIGS. 14 i, j).
Dieser Schutz spiegelte sich auch in einer reduzierten Anzahl von PNCs wider, während die Reduktion von Troponin I keine statistische Signifikanz erreichte (Figur 14 k,l). Im Gegensatz dazu blieb die Infarktgröße bei Sema7aloxP/loxPLysMCre- Mäusen im Vergleich zu den Kontrollen unverändert (Figur 14 m,n), ebenso wie die Troponin I Konzentration und die Anzahl der PNCs im Myokardgewebe (Figur 14 o,p). Dieser Ansatz zeigte, dass die Expression von Sema7a auf RBCs entscheidend für die Induktion der PNC-Bildung und der Verletzung des Myokardgewebes ist. This protection was also reflected in a reduced number of PNCs, while the reduction in troponin I did not reach statistical significance (FIG. 14 k, l). In contrast, the size of the infarct in Sema7a loxP / loxP LysMCre mice remained unchanged compared to the controls (FIG. 14 m, n), as did the troponin I concentration and the number of PNCs in the myocardial tissue (FIG. 14 o, p). This approach showed that the expression of Sema7a on RBCs is critical for the induction of PNC formation and myocardial tissue injury.
Sema7a interagiert mit dem Thrombozytenglykoprotein Ib [0067] Die obigen Experimente haben gezeigt, dass Sema7a die Thrombozytenaktivierung und PNC-Bildung in der Umgebung des myokardialen IR verstärkt. Um zu testen, ob Sema7a direkt auf die Thrombozyten wirkt, haben die Erfinder zunächst dessen Auswirkungen auf die Thrombozytenfunktion in der Standardaggregometrie untersucht. Unerwarteterweise induzierte Sema7a bei der Konzentration von 1 pg/ml keine nachweisbare Thrombozyten aktivierung oder -aggregation. Dies wurde auch durch die durchflusszytometrische Analy se der Thrombozytenaktivierung bestätigt. Steigende Konzentrationen von Sema7a hatten keinen Einfluss auf die lntegrin-allbß3-Aktivierung (JON/A-PE) oder die P-Selektin-Expo- sition unter statischen Bedingungen. In starkem Kontrast dazu wurde eine profunde prothrombotische Aktivität von Sema7a beobachtet, wenn die Thrombusbildung auf Kolle gen im Fluss mit einem Vollblut-Perfusionssystem untersucht wurde. Bei einer mittleren bis hohen Scherrate (1000 s 1), die den arteriellen Blutfluss widerspiegelt, vergrößerte Se- ma7a deutlich sowohl die von Thrombozyten bedeckte Oberfläche als auch das Throm busvolumen (Figur 16 a,b), und die gleiche Wirkung wurde bei einer niedrigen Scherrate (400 S 1, Figur 17 a,b) beobachtet. Die Fliessabhängigkeit des prothrombotischen Se- ma7a-Effekts deutete auf eine mögliche Beteiligung des vWF-Rezeptors GPIb-IX an die sem Prozess hin, der besonders wichtig für die Thrombusbildung unter Bedingungen ho her Scherung ist. Um dies direkt zu testen, hemmten die Erfinder GPIb-IX durch Zugabe von Fab-Fragmenten des Antikörpers p0p/B, der die Liganden-Bindungsstelle auf der GPIb-Untereinheit des Rezeptorkomplexes vollständig blockiert. Unter diesen Bedingun gen ging die thrombusfördernde Wirkung von Sema7a sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Schergeschwindigkeiten vollständig verloren, was zeigt, dass sie GPIb-abhängig war (Figur 16 a,b). Dieses Ergebnis wurde auch bei Mäusen bestätigt, bei denen die Ekto- domäne von GPIba durch den menschlichen IL-4-Rezeptor (GPIb-ll-4tg) ersetzt wurde (Figur 16 c,d), wobei Sema7a keine Zunahme der Oberflächenbedeckung oder des Thrombusvolumens im Vollblut-Perfusionssystem induzierte. Sema7a interacts with the platelet glycoprotein Ib The above experiments have shown that Sema7a enhances platelet activation and PNC formation in the myocardial IR environment. In order to test whether Sema7a acts directly on platelets, the inventors first examined its effects on platelet function in standard aggregometry. Unexpectedly, Sema7a induced no detectable platelet activation or aggregation at the concentration of 1 pg / ml. This was also confirmed by the flow cytometric analysis of the platelet activation. Increasing concentrations of Sema7a had no influence on integrin-allbß3 activation (JON / A-PE) or P-selectin exposure under static conditions. In stark contrast, profound prothrombotic activity of Sema7a was observed when thrombus formation was examined for counterparts in the flow with a whole blood perfusion system. At a medium to high shear rate (1000 s 1 ), which reflects the arterial blood flow, Sema7a significantly increased both the surface area covered by platelets and the thrombus volume (FIGS. 16 a, b), and the same effect was observed with a low Shear rate (400 S 1 , Figure 17 a, b) observed. The flow dependence of the prothrombotic Sema7a effect indicated a possible involvement of the vWF receptor GPIb-IX in this process, which is particularly important for thrombus formation under conditions of high shear. To test this directly, the inventors inhibited GPIb-IX by adding Fab fragments of the antibody p0p / B, which completely blocks the ligand binding site on the GPIb subunit of the receptor complex. Under these conditions, the thrombus-promoting effect of Sema7a was completely lost both at low and at high shear rates, which shows that it was GPIb-dependent (FIGS. 16 a, b). This result was also confirmed in mice in which the ectodomain of GPIba was replaced by the human IL-4 receptor (GPIb-II-4tg) (FIG. 16 c, d), with Sema7a showing no increase in surface coverage or in thrombus volume induced in the whole blood perfusion system.
[0068] Um zu testen, ob die thrombo-inflammatorische Wirkung der Sema7a myokardialen Rl- Schädigung auch von der Thrombozyten-GPIb abhängt, haben die Erfinder zunächst GPIb-IL-4tg- Tiere dem MIRI-Modell zugeführt. Auffallend war, dass diese Tiere im Ver gleich zu den WT-Kontrollen eine deutlich reduzierte Infarktgröße aufwiesen, was sich auch in den Troponin I Messungen widerspiegelte. Darüber hinaus führte die Behandlung dieser mutierten Tiere mit Sema7a nicht zu einer Erhöhung des MIRI, was zeigt, dass die- se pathogene Aktivität von Sema7a vollständig GPIb-abhängig war (Figur 16 e,f). Bei der Auswertung der Gewebeschnitte der AAR dieser Tiere fanden die Erfinder eine geringe Anzahl von PNCs innerhalb der myokardialen Gewebeschnitte (Figur 16 g,h). Um eine mögliche Interaktion von Sema7a mit GPIb zu testen, führten die Erfinder Coimmunpräzi- pitationsexperimente durch. In einem ersten Schritt haben die Erfinder Sema7a aus Blut- und Herzmuskelgewebeproben immunpräzipitiert und auf das Vorhandensein von GPIb geblottet. Tatsächlich coimmunpräzipitierte GPIb mit Sema7a im Blut und insbesondere der myokardialen AAR als Reaktion auf MIR. Die Erfinder haben dann diesen Ansatz mit der Immunpräzipitation von GPIb und dem Blotting für Sema7a umgekehrt. Auch hier stellten die Erfinder eine Interaktion von Sema7a mit GPIb im Blut und der AAR als Reaktion auf MIR fest (Figur 16 ij). In order to test whether the thrombo-inflammatory effect of the Sema7a myocardial RI damage also depends on the platelet GPIb, the inventors first added GPIb-IL-4tg animals to the MIRI model. It was noticeable that these animals had a significantly reduced infarct size compared to the WT controls, which was also reflected in the troponin I measurements. In addition, treatment of these mutant animals with Sema7a did not lead to an increase in the MIRI, indicating that the- se pathogenic activity of Sema7a was completely GPIb-dependent (FIG. 16 e, f). When evaluating the AAR tissue sections of these animals, the inventors found a small number of PNCs within the myocardial tissue sections (FIG. 16 g, h). In order to test a possible interaction of Sema7a with GPIb, the inventors carried out coimmunoprecipitation experiments. In a first step, the inventors immunoprecipitated Sema7a from blood and heart muscle tissue samples and blotted it for the presence of GPIb. Indeed, GPIb coimmunoprecipitated with Sema7a in the blood and particularly the myocardial AAR in response to MIR. The inventors then reversed this approach with immunoprecipitation for GPIb and blotting for Sema7a. Here, too, the inventors established an interaction of Sema7a with GPIb in the blood and the AAR as a reaction to MIR (FIG. 16 ij).
Die Anti-Sema7a-Behandlung reduziert die PNC-Biidung und die myokardiale IR-Verlet- zung Anti-Sema7a treatment reduces PNC formation and myocardial IR injury
[0069] Um zu prüfen, ob die Hemmung des endogenen Sema7a die MIRI beeinflusst, haben die Erfinder vor Beginn der Reperfusion einen funktionsblockierenden Anti-Sema7a-Antikör- per oder eine IgG-Kontrolle (1pg/Maus) injiziert. Tatsächlich führte die Anti-Sema7a-Be- handlung zu einer Verringerung der Infarktgröße und einer Verringerung von Troponin I im Vergleich zu den Tieren, denen eine IgG-Kontrolle injiziert wurde (Figur 18 a,b). Die histologischen Schnitte der AAR zeigten eine geringere Gewebeschädigung bei den anti- Sema7a-injizierten Tieren im Vergleich zu den IgG-Kontrolltieren, mit einer geringeren Anzahl von PNCs in den gefährdeten Gewebebereichen (Figur 18 c,d). Die Durchflusszy- tometrie zeigte eine erhöhte Anzahl CD42b-positiver und P-Selektin-positiver Neutrophiler im Blut der IgG-injizierten Tiere zu Beginn des Prozesses nach der IR, die bei den anti- Sem7a-injizierten Tieren nicht beobachtet wurde (Figur 18 e-g, Figur 19). Darüber hinaus fanden die Erfinder eine signifikant reduzierte Anzahl von PNCs im Blut dieser anti-Se- ma7a-injizierten Tiere (Figur 18 h). Die Analyse der AAR ergab eine deutliche Zunahme der PNCs mit vollständig aktivierten Thrombozyten (erkennbar an hohen Signalen für GPIb, aktiviertes Integrin allbß3 und P-Selektin) zum späteren Zeitpunkt (120 min) bei den Tieren mit IgG-Kontrolle, die bei den Tieren mit Anti-Sema7a-lnjektion praktisch nicht auftrat (Figur 18 j-k, Figur 19), und eine geringere Anzahl von PNCs innerhalb der AAR (Figur 18 I). Diese Daten zeigen, dass die PNC-Bildung nahteilige Auswirkungen auf die Schädigung des Myokardgewebes im experimentellen myokardialen IR hat und durch die Hemmung des endogenen Sema7a wirksam verhindert werden kann. In order to test whether the inhibition of the endogenous Sema7a influences the MIRI, the inventors injected a function-blocking anti-Sema7a antibody or an IgG control (1pg / mouse) before the start of the reperfusion. In fact, the anti-Sema7a treatment led to a reduction in the size of the infarct and a reduction in troponin I compared to the animals which were injected with an IgG control (FIGS. 18 a, b). The histological sections of the AAR showed less tissue damage in the anti-Sema7a-injected animals compared to the IgG control animals, with a lower number of PNCs in the tissue areas at risk (FIG. 18 c, d). Flow cytometry showed an increased number of CD42b-positive and P-selectin-positive neutrophils in the blood of the IgG-injected animals at the beginning of the process after the IR, which was not observed in the anti-Sem7a-injected animals (FIG. 18 eg, Figure 19). In addition, the inventors found a significantly reduced number of PNCs in the blood of these anti-Sema7a-injected animals (FIG. 18 h). The analysis of the AAR showed a clear increase in PNCs with fully activated platelets (recognizable by high signals for GPIb, activated integrin allbß3 and P-selectin) at a later point in time (120 min) in the animals with IgG control, that in the animals with Anti-Sema7a injection practically did not occur (Figure 18jk, Figure 19), and a lower number of PNCs within the AAR (Figure 18I). These data show that PNC formation has adverse effects on the Damage to the myocardial tissue in the experimental myocardial IR and can be effectively prevented by inhibiting the endogenous Sema7a.
3. Diskussion 3. Discussion
[0070] Die Myokardischämie, gefolgt von der Reperfusion, bleibt eines der bedeutendsten Ge sundheitsprobleme weltweit. Eine Intervention zur Rekanalisation der verschlossenen Ko ronararterie ist ein entscheidender Teil der Ersttherapie dieser Erkrankung und verbessert das Gesamtergebnis des Patienten erheblich. Nach dem Verschluss ist die nachfolgende Reperfusionsschädigung des Myokards das Ergebnis einer Entzündungsreaktion, die einen großen Teil der Patienten mit Ml betrifft und dann zu einer schweren myokardialen Dysfunktion führen kann. Die Erfinder konnten zeigen, dass das aus der Membran der ro ten Blutkörperchen freigesetzte neuronale Leitprotein Semaphorin 7a ein Mediator der entzündlichen Myokardschädigung ist. Die Erfinder liefern ferner Hinweise darauf, dass Sema7a mit dem Thrombozyten-GPIb interagiert und dadurch die Bildung von Plättchen- Neutrophilen-Komplexen und deren Translokation in das betroffene Myokard fördert und dadurch die Myokardverletzung verstärkt. Um die Rolle von Sema7a auf die Thrombozy ten und die Wirkung von Sema7a auf MIRI zu veranschaulichen, haben die Erfinder in der Figur 20 eine Skizze bereitgestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Strategie zur Beein flussung der Sema7a-GPIb-lnteraktion zu einer verringerten Herzschädigung und einem verbesserten Myokardergebnis nach Ml führen kann und daher in Zukunft als therapeuti sche Strategie verfolgt werden sollte. Myocardial ischemia, followed by reperfusion, remains one of the most significant health problems worldwide. An intervention to recanalize the occluded coronary artery is a crucial part of initial therapy for this disease and significantly improves the patient's overall outcome. After closure, the subsequent reperfusion damage to the myocardium is the result of an inflammatory reaction that affects a large proportion of patients with Ml and can then lead to severe myocardial dysfunction. The inventors were able to show that the neuronal lead protein Semaphorin 7a released from the membrane of the red blood cells is a mediator of inflammatory myocardial damage. The inventors also provide evidence that Sema7a interacts with the platelet GPIb and thereby promotes the formation of platelet-neutrophil complexes and their translocation into the affected myocardium, thereby increasing the myocardial injury. In order to illustrate the role of Sema7a on platelets and the effect of Sema7a on MIRI, the inventors have provided a sketch in FIG. The results show that a strategy for influencing the Sema7a-GPIb interaction can lead to reduced heart damage and an improved myocardial result according to MI and should therefore be pursued as a therapeutic strategy in the future.
4. Fazit 4. Conclusion
[0071] Die Erfinder konnten aufgrund ihrer Erkenntnisse zu den molekularen Grundlagen der postischämischen Gewebeschädigung, insbesondere in Form des Reperfusionsschadens, erstmals einen Wirkstoff entwickeln, der eine zielgerichtete Prophylaxe und Therapie er möglicht. On the basis of their findings on the molecular basis of post-ischemic tissue damage, in particular in the form of reperfusion damage, the inventors were able for the first time to develop an active ingredient that enables targeted prophylaxis and therapy.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Inhibitor von Semaphorin 7A (SE A7A) zur Verwendung bei der Behandlung und/oder Prophylaxe einer postischämischen Gewebeschädigung. 1. Inhibitor of Semaphorin 7A (SE A7A) for use in the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage.
2. Inhibitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der pos tischämischen Gewebeschädigung um einen Reperfusionsschaden handelt. 2. Inhibitor according to claim 1, characterized in that the pos tischemic tissue damage is reperfusion damage.
3. Inhibitor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Reper fusionsschaden um einen myokardialen Reperfusionsschaden handelt. 3. Inhibitor according to claim 2, characterized in that the reperfusion damage is myocardial reperfusion damage.
4. Inhibitor nach einem der vorherigen Ansprüche, der derart ausgestaltet ist, dass er die Wechselwirkung von SEMA7A mit der Thrombozytenoberfläche modifiziert. 4. Inhibitor according to one of the preceding claims, which is designed such that it modifies the interaction of SEMA7A with the platelet surface.
5. Inhibitor nach einem der vorherigen Ansprüche, der derart ausgestaltet ist, dass er die Wechselwirkung von SEMA7A mit GPIb modifiziert. 5. Inhibitor according to one of the preceding claims, which is designed such that it modifies the interaction of SEMA7A with GPIb.
6. Inhibitor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Inhibitor ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Antikörper, Antikörperfragment, löslicher SEMA7A-Rezeptor, Antisense-Nukleinsäure, siRNA, niedermolekulare Verbin dung, und Kombinationen davon. 6. Inhibitor according to one of the preceding claims, wherein the inhibitor is selected from the group consisting of: antibody, antibody fragment, soluble SEMA7A receptor, antisense nucleic acid, siRNA, low molecular compound, and combinations thereof.
7. Inhibitor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Antikör per um einen funktionsinhibierenden Antikörper handelt. 7. Inhibitor according to claim 6, characterized in that the Antikör is a function-inhibiting antibody.
8. Pharmazeutische Zusammensetzung, die den Inhibitor nach einem der Ansprüche 1-7 sowie einen pharmazeutisch akzeptablen Träger aufweist. 8. A pharmaceutical composition comprising the inhibitor according to any one of claims 1-7 and a pharmaceutically acceptable carrier.
9. Verwendung eines Inhibitors von SEMA7A zur Behandlung und/oder Prophylaxe einer postischämischen Gewebeschädigung. 9. Use of an inhibitor of SEMA7A for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage.
10. Verfahren zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung und/oder Prophyla xe einer postischämischen Gewebeschädigung, das die Formulierung eines Inhibi tors von SEMA7A in einen pharmazeutisch akzeptablen Träger umfasst. 10. A process for the manufacture of a medicament for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage which comprises the formulation of an inhibitor of SEMA7A in a pharmaceutically acceptable carrier.
11. Verfahren zur Behandlung und/oder Prophylaxe einer postischämischen Gewebe schädigung, das die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge eines Inhibitors von SEMA7A in ein bedürftiges Säugetier umfasst. 11. A method for the treatment and / or prophylaxis of post-ischemic tissue damage which comprises the administration of a therapeutically effective amount of an inhibitor of SEMA7A to a mammal in need.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Säu getier um einen Menschen handelt. 12. The method according to claim 11, characterized in that the mammal is a human.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verabrei chung des Inhibitors in einen Myokardinfarktpatienten oder einen myokardinfarkt gefährdeten Patienten erfolgt. 13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the administration of the inhibitor is carried out in a myocardial infarction patient or a patient at risk of myocardial infarction.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verabreichung des Inhibitors die Wechselwirkung von SEMA7A mit der Throm bozytenoberfläche modifiziert wird. 14. The method according to any one of claims 11-13, characterized in that the interaction of SEMA7A with the platelet surface is modified by the administration of the inhibitor.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verabreichung des Inhibitors die Wechselwirkung von SEMA7A mit GPIb modi fiziert wird. 15. The method according to any one of claims 11-14, characterized in that the interaction of SEMA7A with GPIb is modified by the administration of the inhibitor.
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