PL221889B1 - Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego farmaceutycznie akceptowalnej pochodnej do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy - Google Patents

Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego farmaceutycznie akceptowalnej pochodnej do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy

Info

Publication number
PL221889B1
PL221889B1 PL392397A PL39239710A PL221889B1 PL 221889 B1 PL221889 B1 PL 221889B1 PL 392397 A PL392397 A PL 392397A PL 39239710 A PL39239710 A PL 39239710A PL 221889 B1 PL221889 B1 PL 221889B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
cftr
protein
cftr protein
mutant
cells
Prior art date
Application number
PL392397A
Other languages
English (en)
Other versions
PL392397A1 (pl
Inventor
Piotr Zielenkiewicz
Grzegorz Wieczorek
Norbert Odolczyk
Aleksander Edelman
Danielle Tondelier
Janine Fritsch
Original Assignee
Inst Biochemii I Biofizyki Polskiej Akademii Nauk
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 Inst Biochemii I Biofizyki Polskiej Akademii Nauk filed Critical Inst Biochemii I Biofizyki Polskiej Akademii Nauk
Priority to PL392397A priority Critical patent/PL221889B1/pl
Priority to CN201410601164.XA priority patent/CN104478882A/zh
Priority to NZ700818A priority patent/NZ700818A/en
Priority to NZ700827A priority patent/NZ700827A/en
Priority to MX2013002895A priority patent/MX2013002895A/es
Priority to PT117362020T priority patent/PT2616444E/pt
Priority to CN201410598509.0A priority patent/CN104478800A/zh
Priority to ES11736202.0T priority patent/ES2553628T3/es
Priority to EP14185333.3A priority patent/EP2816035A3/en
Priority to PCT/PL2011/000060 priority patent/WO2012036573A2/en
Priority to NZ609204A priority patent/NZ609204A/en
Priority to JP2013529094A priority patent/JP5926731B2/ja
Priority to EP14185332.5A priority patent/EP2816034B1/en
Priority to CA2811265A priority patent/CA2811265C/en
Priority to AU2011302715A priority patent/AU2011302715B2/en
Priority to KR1020137009595A priority patent/KR20140023866A/ko
Priority to HRP20151224TT priority patent/HRP20151224T1/hr
Priority to DK11736202.0T priority patent/DK2616444T3/en
Priority to CN201180048679.6A priority patent/CN103228632B/zh
Priority to CN201410601165.4A priority patent/CN104496840A/zh
Priority to PL11736202T priority patent/PL2616444T3/pl
Priority to SI201130667T priority patent/SI2616444T1/sl
Priority to EP11736202.0A priority patent/EP2616444B1/en
Priority to HUE11736202A priority patent/HUE026271T2/en
Priority to EP14185330.9A priority patent/EP2826771B1/en
Priority to MX2014011075A priority patent/MX356714B/es
Priority to US13/822,584 priority patent/US20130303761A1/en
Publication of PL392397A1 publication Critical patent/PL392397A1/pl
Priority to IL225166A priority patent/IL225166A/en
Priority to IL235013A priority patent/IL235013A0/en
Priority to IL235014A priority patent/IL235014A/en
Priority to IL235015A priority patent/IL235015A0/en
Priority to US14/829,234 priority patent/US20160000778A1/en
Priority to JP2015163661A priority patent/JP6173393B2/ja
Priority to JP2015163655A priority patent/JP6284914B2/ja
Priority to CY20151101051T priority patent/CY1117249T1/el
Priority to US14/969,598 priority patent/US10420738B2/en
Priority to US14/969,573 priority patent/US10398665B2/en
Priority to US14/969,609 priority patent/US10463639B2/en
Publication of PL221889B1 publication Critical patent/PL221889B1/pl

Links

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego farmaceutycznie akceptowalnej pochodnej do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy. Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie kompozycji, preparatów farmaceutycznych oraz sposobów korygowania obróbki komórkowej zmutowanego białka CFTR, wywołanego mutacją AF508-CFTR lub innymi mutacjami należącymi do klasy II.
Mukowiscydoza (zwłóknienie torbielowate ang. Cystic Fibrosis) jest jedną z najczęściej występujących chorób genetycznych człowieka. Dziedziczy się jako cecha autosomalnie recesywna i dotyka średnio jednego dziecka na 2500 żywo urodzonych (1). Przyczyną mukowiscydozy są mutacje w genie cftr, które prowadzą do nieprawidłowego działania białka CFTR (ang. Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) pełniącego funkcję kanału jonowego komórek nabłonkowych (2, 3). W wyniku upośledzenia funkcji tego białka pojawiają się ciężkie objawy chorobowe związane z niewydolnością układu oddechowego, trawiennego czy męskiego układu rozrodczego (4).
Dotychczas zidentyfikowano i opisano ponad 1600 mutacji w obrębie genu cftr (5). W oparciu o mechanizmy molekularne prowadzące do zaburzeń w funkcjonowaniu białka CFTR dokonano klasyfikacji mutacji, na podstawie której możemy wyróżnić pięć klas (6, 7). Mutacje klasy I przyczyniają się do powstawania białka niepełnej długości i zazwyczaj wiążą się z całkowitą utratą jego aktywności (np.: G542X). Klasa II to mutacje prowadzące do nieprawidłowego dojrzewania białka w retikulum endoplazmatycznym i aparatach golgiego. Efektem tych mutacji jest przedwczesna degradacja w wyniku czego CFTR nie dociera do błony komórkowej gdzie powinien pełnić swoją funkcję (np.: AF508, ΔΙ507, S549R) (8). Produkt białkowy genu posiadającego mutację klasy III jest prawidłowo syntetyzowany, transportowany i wbudowywany do błony komórkowej, jednak ma obniżoną aktywność wywołaną nieprawidłową regulacją. Mutacje te przeważnie zlokalizowane są w obrębie jednej z domen wiążących nukleotyd (np.: G551D/S). Mutacje z klasy IV powodują głównie zaburzenia w strukturze śródbłonkowej białka redukując tym samym przepływ jonów chlorkowych (np.: R117H, R334W). Mutacje wpływające na stabilność mRNA stanowią V klasę mutacji genu cftr (3849+10kbC->T,5T).
Najczęstszą mutacją obecną przynajmniej w jednym allelu u ok. 90% pacjentów (9) jest mutacja powodująca delecję fenyloalaniny w pozycji 508 białka CFTR XF508 CFTR). Jest to klasyczny przykład mutacji typu drugiego powodującej przedwczesną degradację białka (8, 10). Brak białka odpowiedzialnego za regulację gospodarki wodnoelektrolitowej (m.in. transport jonów chlorkowych na zewnątrz komórki (11), regulację absorpcji jonów Na+ do wnętrza komórki (12)) skutkuje pojawieniem się ciężkich objawów fenotypowych. Do najpoważniejszych zalicza się zagęszczenie i zwiększenie lepkości śluzu w górnych i dolnych drogach oddechowych powodujących uszkodzenie płuc oraz stanowiących korzystne środowisko do rozwoju infekcji bakteryjnych wywoływanych np.: przez Pseudomonas aeruginosa. Ponad to dochodzi do niedrożności kanalików wydzielniczych trzustki i związanych z tym poważnych zaburzeń w układzie trawienia (13).
CFTR jest glikoproteiną składającą się z 1480 aminokwasów i charakteryzującą się typową budową dla białek z rodziny transporterów „ABC” (z ang. ATP Binding Cassette). W strukturze białka można wyróżnić pięć domen - dwie domeny wiążące nukleotyd NBD1 i NBD2 (z ang. Nucleotide Binding Domain), domenę regulatorową RD (z ang. Regulatory Domain) oraz dwie domeny międzybłonowe TMD1 i TMD2 (z ang. Transmembrane Domain). Aktywność białka regulowana jest za pomocą wielokrotnej fosforylacji domeny regulatorowej RD przez kinazę PKA zależną od cAMP oraz wiązanie dwóch cząsteczek ATP przez domeny NBD1 i NBD2 (14).
W zgłoszeniach patentowych WO2005120497 (opubl. 2005-12-22) oraz US20080319008 (opubl. 2008-12-25) opisano związki zwiększające aktywność (transport jonowy) zmutowanego białka CFTR, a także ich zastosowanie. Wynalazek dostarcza kompozycje, preparaty farmaceutyczne oraz sposoby podwyższania aktywności (transportu jonowego) zmutowanego białka CFTR, a mianowicie ΔF508 CFTR, G551D-CFTR, G1349D-CFTR, lub D1152H-CFTR, które są przydatne przy leczeniu mukowiscydozy (CF). Kompozycje oraz preparaty farmaceutyczne według wynalazku mogą obejmować jeden lub więcej związków zawierających fenyloglicynę lub związki zawierające sulfonamid lub analog bądź ich pochodne.
W zgłoszeniu patentowym WO2009051910 (opubl. 2009-04-23) opisano związki wykazujące aktywność podwyższającą transport jonowy zmutowanego białka CFTR, a także ich zastosowanie. Wynalazek dostarcza kompozycje, preparaty farmaceutyczne oraz sposoby podwyższania aktywności, a mianowicie transportu jonowego zmutowanego białka CFTR. Preparaty farmaceutyczne i spoPL 221 889 B1 soby według wynalazku mają zastosowanie w badaniach oraz w leczeniu chorób związanych ze zmutowanym białkiem CFTR, takich jak mukowiscydoza. Kompozycje według wynalazku mogą obejmować jeden lub więcej związków zawierających fenyloglicynę lub analog bądź ich pochodne.
W zgłoszeniu patentowym US5948814 (opubl. 1999-09-07) przedstawiono zastosowanie genisteiny do leczenia mukowiscydozy. W wynalazku opisano sposób leczenia mukowiscydozy poprzez generowanie funkcji CFTR w komórkach zawierających zmutowane CFTR oraz kompozycję leczniczą. Sposób leczenia obejmuje podanie skutecznej dawki genisteiny lub jej analogu lub pochodnej, osobie chorej na mukowiscydozę.
W zgłoszeniu patentowym US20040006127 (opubl. 2004-01-08) opisano sposób aktywacji kanału chlorkowego CFTR. Fluoresceina i jej pochodne mają zastosowanie w leczeniu zwierząt, w tym również ludzi, których choroba związana jest z aktywnością kanałów chlorkowych CFTR, np. mukowiscydozą, rozsiane rozstrzenie oskrzeli, infekcje płucne, chroniczne zapalenie trzustki, męska niepłodność i zespół długiego QT.
W zgłoszeniach patentowych WO2006101740 (opubl. 2006-09-28) oraz US20080318984 (opubl. 2008-12-25) opisano związki korygujące obróbkę komórkową zmutowanego białka CFTR oraz ich zastosowanie. Wynalazek dostarcza kompozycje, preparaty farmaceutyczne i sposoby korygowania obróbki komórkowej zmutowanego białka CFTR (mianowicie AF508 CFTR), które mają zastosowanie w leczeniu mukowiscydozy. Kompozycje i preparaty farmaceutyczne mogą obejmować jeden lub więcej związków zawierających aminobenzotiazol, aminoarylotiazol, chinazolinyloaminopirymidynon, bisaminometylobitiazol lub fenyloaminochinoliny lub ich analogi bądź pochodne.
W zgłoszeniu patentowym WO2009051909 (opubl. 2009-04-23) opisano związki poprawiające obróbkę zmutowanego białka CFTR w komórce oraz ich zastosowanie. Wynalazek dostarcza kompozycje, preparaty farmaceutyczne i sposoby podwyższające aktywność zmutowanego białka CFTR. Kompozycje farmaceutyczne oraz sposoby mają zastosowanie w badaniach oraz w leczeniu chorób związanych z mutacjami CFTR, takich jak mukowiscydoza. Kompozycje według wynalazku mogą obejmować jeden lub więcej związek zawierający bitiazol lub analog bądź ich pochodne.
Pomimo istniejącego stanu techniki oraz wiedzy, że fenyloalanina 508 w białku CFTR występuje na powierzchni domeny NBD1-CFTR, dotychczasowe badania strukturalne i biofizyczne nie ukazują znaczących różnic pomiędzy domeną białka dzikiego, a domeną mutanta AF508 mogących wpływać na kinetykę zwijania czy stabilność termodynamiczną. Rozwiązane struktury kryształów obydwu domen pokazują jedynie niewielkie różnice w reorganizacji aminokwasów znajdujących się w pobliżu miejsca, które powinna zajmować F508 (10).
Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie kompozycji, preparatów farmaceutycznych oraz sposobów korygowania obróbki komórkowej zmutowanego białka CFTR. Obserwowany w wynikach rentgenograficznych wpływ delecji F508 na strukturę domeny NBD1 nie pozwala wyjaśnić dramatycznej różnicy w zachowaniu się zmutowanej i natywnej formy białka CFTR w komórce. Dla potrzeb niniejszego wynalazku dane strukturalne obu form białka poddane zostały komputerowej symulacji mającej określić dynamiczne własności NBD1. W rozwiązaniu według wynalazku zastosowano dynamikę molekularną, będącą metodą bazującą na iteracyjnym obliczaniu oddziaływań między atomami tworzącymi symulowany układ i rozwiązywaniu równań ich ruchu (15). Wynikiem powyższych symulacji są otrzymane (dla obu badanych form NBD1) zestawy struktur, które mogły zostać przyjęte przez badane białko zgodnie z założonymi warunkami fizycznymi - tak zwane trajektorie.
Na podstawie analizy trajektorii dynamiki molekularnej obydwu domen możliwe było wyodrębnienie konformacji białka zmutowanego, która znacznie różni się od stanów konformacyjnych przyjmowanych przez białko dzikie. Jedną z charakterystycznych cech tej konformacji są dwa znaczne zagłębienia - „kieszenie” na powierzchni białka zlokalizowane po obu stronach miejsca wiążącego ATP. Struktura tej konformacji posłużyła do opracowania substancji korygujących działanie mutanta AF508-CFTR.
Realizacja tak określonego celu i rozwiązanie opisanych w stanie techniki problemów związanych z zastosowaniem związków stosowanych przy leczeniu mukowiscydozy przy równoczesnym uzyskaniu jak najwyższej wydajności procesu zostały osiągnięte w niniejszym wynalazku.
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego farmaceutycznie akceptowalnej pochodnej, w którym modulator opisany jest wzorem
PL 221 889 B1
do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy.
Korzystnie, gdy modulator wpływa na CFTR zależny przepływ jonów przez błonę komórkową i/lub zwiększa ilości zmutowanego białka CFTR, które dociera do błony komórkowej.
Korzystnie, gdy modulator wpływa na ustabilizowanie struktury zmutowanego białka CFTR i/lub blokuje oddziaływania z białkami komórkowymi odpowiedzialnymi za przedwczesną degradację mutanta CFTR.
Korzystnie, gdy mutacją białka CFTR jest mutacja AF508-CFTR, lub inna mutacja z klasy II.
Załączone figury pozwalają na lepsze wyjaśnienie istoty wynalazku.
Figura 1 przedstawia efekt działania badanych molekuł na wypływ jonów jodkowych, gdzie:
Figura 1A przedstawia krzywe obrazujące wypływ jonów jodkowych z komórek HeLa stabilnie transferowanych AF508-CFTR i poddanych działaniu badanych związków przez 24 godziny w stężeniu 10 pM. Odpowiedź kanału CFTR była indukowana 10 pM forskoliny (Fsk) oraz 30 pM genisteiny (Gsk). Przykładowo przedstawiono krzywą wypływu jonów jodkowych w komórkach poddanych działaniu miglustatatu (100 pM/2 godz.).
Figura 1B. Wykres słupkowy przedstawiający amplitudy Fsk/Gsk zależnego wypływu jonów jodkowych w komórkach traktowanych badanymi związkami przez 24 godz. w stężeniu 10 pM. Na wykresie przedstawiono wartości średnie z trzech niezależnych prób. *p<0.05, **p<0.01. Komórki HeLa-F508del-CFTR. Związki 1a, 1b, znacząco wpływają na przywrócenie funkcji mutanta delF508 (po inkubacji 10 pM/24 h).
Figura 1C przedstawia krzywe obrazujące wypływ jonów jodkowych w obecności badanej molekuły (inkubacja 1 pM/24 godz.). Przykładowo przedstawiono krzywą wypływu jonów jodkowych w komórkach poddanych działaniu miglustatatu (100 pM/2 godz.).
Figura 1D przedstawia wykres słupkowy przedstawiający wskaźnik aktywności kanału CFTR: amplituda Fsk/Gsk zależnego wypływu jonów jodkowych z komórek inkubowanych badanymi związkami przez 24 godz. w stężeniu 1 pM. Komórki HeLa-F508del-CFTR.
Kontrola pozytywna = komórki inkubowane miglustatem (100 pM/2 godz.).
Figura 2a przedstawia przykładowe immunobloty białka dzikiego (WT CFTR) oraz mutanta (F508del) eksprymowanych w komórkach HeLa. Komórki F508del dodatkowo inkubowano z testowanymi związkami w stężeniu 10 pM przez 24 godziny.
CFTR prążek C - odpowiada białku o masie 170 kDa
CFTR prążek B - odpowiada białku o masie 145 kDa
Figura 2b przedstawia przykładowe immunobloty białka dzikiego (WT CFTR) oraz mutanta (F508del) eksprymowanych w komórkach HeLa. Komorki F508del dodatkowo inkubowano z testowanymi związkami w stężeniu 1 pM przez 24 godziny.
CFTR prążek C - odpowiada białku o masie 170 kDa
CFTR prążek B - odpowiada białku o masie 145 kDa
Figura 3 przedstawia listę badanych molekuł.
Figura 4 przedstawia badanie cytotoksyczności testowanych molekuł.
W celu lepszego zrozumienia poniżej zaprezentowano przykładowe realizacje zdefiniowanego powyżej wynalazku.
PL 221 889 B1
P r z y k ł a d y
1. Materiały i metody
Przeciwciała
W eksperymentach wykorzystano przeciwciała: MAB25031 (klon 24-1, R&D systems, USA) i MM13-4 (Upstate), przeciwciała monoklonalne (mAb) do detekcji kanału CFTR oraz przeciwciała mysie mAb do barwienia cytokeratyny 18 (Santa Cruz), drugorzędowe przeciwciała fluorescencyjne
Alexa 594 i 488 dostarczone przez Molecular Probes (Cergy Pontoise, Francja).
Hodowla komórkowa
Stabilnie transferowane komorki HeLa (z samym plazmidem kontrolnym (pTracer) i eksprymujące WT-CFTR (spTCFWT), F508del-CFTR s(pTCF-F508del) były prowadzone przez Pascala Fanen (Inserm U.468, Creteil, Francja) zgodnie z procedurą opisaną w literaturze [16]. Hodowla komórek odbywała się na podłożu DMEM (Dulbecco's Modified Eagles Medium) wzbogaconym inaktywowaną termicznie 10% surowicą cielęcą (FCS), penicyliną (100 μg/ml), streptomycyną (100 μg/ml) oraz Zeocin'em (250 μg/ml). Komórki były hodowane w 37°C w inkubatorze o odpowiedniej wilgotności z 5% stężeniem CO2. Ekspresja białka dzikiego wt-CFTR i mutanta AF508-CFTR w komórkach była weryfikowana przez immunoprecipitację i immunocytobiochemię w trakcie trwania całego eksperymentu. Komórki traktowano badanymi związkami w stężeniach 1 i 10 μΜ po osiągnięciu 75% konfluencji.
Immunoprecypitacja 2
Kultury komórkowe hodowane w butelkach (75 cm2) przemyto dwukrotnie schłodzonym buforem PBS, odczepiono zawieszając w 2 ml PBS i odwirowano (600 g/5 min). Peletki zawieszono w 300 μl buforu RIPA (50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 1% TritonX-100, 1% deoksycholan sodu, 0,1% SDS, pH 7,5) w temperaturze 4°C przez 30 minut wytrząsając. Po odwirowaniu (15000 g 30 min) supernatant poddano immunoprecypitacji jak opisano w literaturze [17] z drobnymi modyfikacjami. W skrócie 5% lizatu wykorzystano do analizy stężenia białka metodą DC (Bio-Rad, hercules, CA) oraz na próby wejściowe.
Pozostały materiał (500 μg) inkubowano z 2 μg Mab-24-1 w temp. 4°C przez 45 minut wytrząsając. Następnie dodano 20 μl Proteiny G Bio-Adembaeds (Ademtech) zawieszonej w buforze lizującym. Peletki przemyto trzykrotnie buforem lizującym. Całkowity materiał po immunopercypitacji zmieszano z 20 μl buforu Leameliego i podgrzano (37°C/15 minut). Następnie próbki rozdzielono na 8% SDS-PAGE i przeniesiono na membrany PVDF. Dalej prowadzono analizę zgodnie z zaleceniami producenta dla skanera podczerwieni Odyssey (LI-COR Biosciences, NE, USA). Membrany zablokowano buforem Odyssey (ScienceTec, Paris, Francja) przez 1 godzinę i poddano hybrydyzacji używając przeciwciał monoklonalnych anty-CFTR MM13-4 (1/1000). Białka wyznakowano przez inkubację z drugorzędowymi przeciwciałami (1/1000) znakowanymi IRdye. Obrazy uzyskano dzięki systemowi obrazowania podczerwieni Odyssey. Ilościową analizę prążków wykonano przy użyciu oprogramowania Odyssey.
Wpływ jonów jodkowych
125 Aktywność kanału chlorkowego była badana przez mierzenie wypływu jonów jodkowych (125I-) z transferowanych komórek CHO jak opisano poprzednio [18]. Komórki wzrastały przez 4 dni w 96 dołkowych płytkach, były przemywane dwukrotnie 2 ml zmodyfikowanej soli Erle'a (137 mM NaCl,
5,36 mM KCl, 0,4 mM Na2HPO4, 0,8 mM MgCl2, 1,8 mM CaCl2, 5,5 mM glukoza i 10 mM HEPES,
125 pH 7,4) i inkubowane w takim samym medium z dodatkiem 1 mM KI (1 mCi Na125I/ml, NEN Life Science Products) przez 30 minut w 37°C. Następnie komórki przemyto i ponownie inkubowano z 1 ml świeżej porcji modyfikowanej soli Erle'a. Po upływie jednej minuty medium usunięto do zliczenia radioaktywności i natychmiastowo zastąpiono je kolejną świeżą porcją. Procedura była powtarzana ośmiokrotnie co minutę. Pierwsze trzy frakcje wykorzystano do uzyskania jednolitego tła (linii podsta125 wowej charakteryzującej pasywne wyjście jonów 125I-) w samym buforze wypływowym. W kolejnych cyklach dodawano medium wzbogacone o forskolinę (10 μΜ) i genisteinę (30 μM) w celu aktywowania kanału CFTR. Pod koniec inkubacji medium zostało pozyskane, a komórki rozpuszczono w 1N NaOH w celu oznaczenia radioaktywności pozostałej wewnątrz komórek. Radioaktywność była mierzona
125 w zliczeniach na minutę (cpm) używając licznika gamma (LKB). Całkowita ilość 125I- (cpm) w czasie początkowym t0 została policzona jako suma cpm zliczonych w każdej próbce pobieranej co minutę
125 oraz cpm we frakcji NaOH. Zliczona została ilość 125I (cpm) w każdej frakcji zebranej w kolejnych
125 przedziałach czasowych. Wypływ jonów jodkowych 125I w funkcji czasu policzono z zależności opisanej przez Becq i inni [19]:
PL 221 889 B1
In(125It1/125It2)/(t1-t2) gdzie:
125 125
It - wewnątrz komórkowe stężenie I w czasie t t1 i t2 - kolejne punkty czasowe
Wyniki przedstawiono na wykresie w postaci krzywej obrazującej zależność prędkości wypływu jonów jodkowych od czasu. Wyniki podano jako wartości średnie +/- S.E z n niezależnych eksperymentów. Zastosowano test statystyczny t-Studenta w celu porównania efektu badanych cząsteczek z próbami kontrolnymi. Wyniki uznano za statystycznie istotne dla p < 0,05.
Badanie przeżywalności komórek:
Komórki HeLa wysiewano na 96 dołkowych płytkach do hodowli komórkowych, a następnie inkubowano z badanymi związkami, po 24 godzinach poddawano testowi przy użyciu MTT.
Metabolicznie aktywne komórki metabolizują rozpuszczalną pochodną MTT (żółta) w purpurową nierozpuszczalny w środowisku wodnym formazan (purpurowy), który następnie rozpuszcza się w DMS i w buforze Sorsona (pH 10,5). Ilościowe oznaczenie produktu wykonano za pomocą spektrofotometrii na płytkowym czytniku przy długości fali 570 nm.
Identyfikacja molekuł
Procedura prowadząca do zidentyfikowania molekuł opierała się na zastosowaniu metod wirtualnego przeszukiwania (ang. Virtual Screening) baz struktur związków niskocząsteczkowych przy pomocy programów dokujących. W początkowej fazie przeszukiwano przestrzeń konformacyjną małych molekuł wewnątrz dwóch potencjalnych miejsc wiążących na powierzchni białka, a następnie poddawano je stopniowej minimalizacji w polu siłowym pozwalając osiągnąć minimum energetyczne najpierw samym ligandom, a następnie całym kompleksom. Na poszczególnych etapach stosowano szereg funkcji walidujących potencjalne kompleksy i ostatecznie na ich podstawie wyłoniono związki do badań biologicznych.
PL 221 889 B1
73100 Pok2e
2-(9H-fluoren-2ylcarbamoyljterephthalic acid
9608/Poklf
-naphthalen-2-yl-9,10dioxoanthracene-2-carboxyhc acid
123526/Pok2d
2-amino-3-[9-(4chlorophenyl)fluoren-9 yljsulfanylpropanoic acid
PL 221 889 B1
11237/Pok2a
[4-[(4-diniethylaminopheayl)-{2' hydroxy>3, ó-disulfonaphthalen-l yl)methyl idene]cyclobex .a-2,
-dien-1 -y lidene J-dimethylazanium
105687/PokZb
N-{2-(3,4-dimethylbenzoy i)phenyi]-4methylbenzenesułfonamide
Opis wyników
Działanie badanych związków na wypływ jonów jodkowych
W celu potwierdzenia hipotezy o wpływie otrzymanych związków metodą in silico na aktywność i/lub lokalizację zmutowanego białka CFTR w pierwszej kolejności sprawdzono efekt działania molekuł na funkcje kanału CFTR w liniach komórkowych przy pomocy zautomatyzowanej metody badania wypływu radioaktywnych jonów jodkowych z komórek. Komórki HeLa eksprymujące AF508-CFTR niepoddane działaniu naszych związków wykazują niewielką odpowiedź na stymulację forskoliną i genisteiną (Fig. 1A). Po 24 godzinnej inkubacji komórek z badanymi molekułami w stężeniu 10 μΜ w przypadku molekuł 37173 i 130813 zauważono cAMP zależny wzrost wypływu jonów jodkowych z komórek. Dla porównania na figurze 1A przedstawiono również aktywność miglustatu w stężeniu 100 μΜ - znanego korektora białka AF508-CFTR. Związki 130813 i 73100 wykazywały również aktywność w stężeniu 1 μΜ (Fig. 1C i 1D).
Efekt działania badanych związków na dojrzewanie AF508-CFTR
W dalszych badaniach molekuł w kontekście ich aktywności korygujących białko AF508-CFTR sprawdzano stopień glikozylacji mutanta CFTR w obecności zaprojektowanych związków. Na fig. 2A przedstawiono immunoblot immunoprecypitowanego białka dzikiego CFTR (WT-CFTR). Pierwsza frakcja (band C) odpowiada dojrzałej proteinie o masie 170 kDa, która jest w pełni zglikozylowana. Jest to białko dojrzałe, które zostało przeprocesowane przez aparat Golgiego. Frakcja druga (band B) to białko o masie 145 kDa, które jest białkiem nie w pełni dojrzałym, częściowo zglikozylowanym obecnym jedynie w retikulum endoplazmatycznym (ER). W komórkach AF508-CFTR eksprymujących białko zmutowane można wykryć jedynie frakcję drugą (band B).
PL 221 889 B1
Obecność molekuł, które mają wpływ na dojrzewanie białka AF508-CFTR, powoduje pojawienie się frakcji białka w pełni zglikolizowanego, co weryfikowane jest za pomocą immunoblotu po 24 godzinnym inkubowaniu komórek z badanymi związkami w stężeniu 10 pM. Jak przedstawiono na fig. 2A pasek C był wykrywany w obecności molekuł 37173 i która mogła jednocześnie przywracać funkcję kanału jonowego białku AF508-CFTR. Na fig. 2A widać również słabszy efekt działania molekuły
125 9608, która nie powodowała zwiększenia wypływu jonów I-. Dojrzała forma białka AF508-CFTR była również wykrywana w przypadku inkubacji komórek z trzema związkami zaprojektowanymi do wiązania się w „kieszeni” drugiej (123526, 11237 oraz 105687 nie opublikowano) - które nie wykazywały wpływu na funkcję białka AF508-CFTR. Ponadto molekuły 130813 oraz 73100 w stężeniu 1 pM wykazywały wpływ na glikozylację białka AF508-CFTR (Rys. 2B).
Cytotoksyczność
Wszystkie molekuły z wyjątkiem 73100 nie powodują obniżenia przeżywalności traktowanych komórek, co zostało wykazane testem z użyciem MTT (Fig. 4).
Literatura:
1. Ollero M, Brouillard F, Edelman A. Cystic fibrosis enters the proteomics scene: new answers to old questions. Proteomics, 2006 Jul; 6(14): 4084-99.
2. Riordan JR, Rommens JM, Kerem B, Alon N, Rozmahel R, Grzelczak Z, et al. Identification of the cystic fibrosis gene: cloning and characterization of complementary DNA. Science, 1989 Sep 8; 245 (4922): 1066-73.
3. Rommens JM, Iannuzzi MC, Kerem B, Drumm ML, Melmer G, Dean M, et al. Identification of the cystic fibrosis gene: chromosome walking and jumping. Science, 1989 Sep 8; 245 (4922): 1059-65.
4. Castellani C, Cuppens H, Macek M, Jr., Cassiman JJ, Kerem E, Durie P, et al. Consensus on the use and interpretation of cystic fibrosis mutation analysis in clinical practice. J Cyst Fibros, 2008 May; 7(3): 179-96.
5. Cystic Fibrosis Mutation Database http://www.genet.sickkids.on.ca/cftr/app
6. Welsh MJ, Smith AE. Molecular mechanisms of CFTR chloride channel dysfunction in cystic fibrosis. Cell, 1993 Jul 2; 73 (7):1251-4.
7. Wilschanski M, Zielenski J, Markiewicz D, Tsui LC, Corey M, Levison H, et al. Correlation of sweat chloride concentration with clases of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene mutations. J Pediatr, 1995 Nov; 127 (5):705-10.
8. Ward CI., Omura S, Kopito RR. Degradation of CFTR by the ubiquitin-proteasome pathway. Cell, 1995 Oct 6; 83 (1):121-7.
9. Bobadilla JL, Macek M, Jr., Fine JP, Farrell PM. Cystic fibrosis: a worldwide analysis of CFTR mutations-correlation with incidence data and application to screening. Hum Mutat, 2002 Jun; 19 (6):575-606.
10. Lewis HA, Zhao X, Wang C, Sauder JM, Rooney I, Noland BW, et al. Impact of the deltaF508 mutation in first nucleotide-binding domain of human cystic fibrosis transmembrane conductance regulator on domain folding and structure. J Biol chem, 2005 Jan 14; 280 (2):1346-53.
11. Schwiebert EM, Benos DJ, Egan ME, Stutts MJ, Guggino WB. CFTR is a conductance regulator as well as a chloride channel. Physiol Rev, 1999 Jan; 79 (1 Suppl): S145-66.
12. Reddy MM, Light MJ, Quinton PM. Activation of the epithelial Na+ channel (ENaC) requires CFTR CI-channel function. Nature, 1999 Nov 18; 402 (6759):301-4.
13. Ahmed N, Corey M, Forstner G, Zielenski J, Tsui LC, Ellis L, et al. Molecular consequences of cystic fibrosis transmembrane regulator (CFTR) gene mutations in the exocrine pancreas. Gut, 2003 Aug; 52 (8): 1159-64.
14. Riordan JR. Assembly of functional CFTR chloride channels. Annu Rev Physiol, 2005;67:701-18.
15. Allen MP, Tildesley DJ. Computer simulation of liquids: Oxford, Clarendon Press; 1987.
16. Jungas, T., et al., Glutathione levels and BAX activation during apoptosis due to oxidative stress in cells ex pressing wild-type and mutant cystis fibrosis transmembrane conductance regulator.
J Biol Chem, 2002. 277(31): p. 27912-8.
17. Clain, J., et al., Two mild cystis fibrosis-associated mutations result in severe cystic fibrosis when combined in cis and reveal a residue import ant for cystic fibrosis transmembrane conductance regulator processing and function. J Biol Chem, 2001. 276(12): p. 9045-9.
PL 221 889 B1
18. Marivingt-Mounir, C., et al., Synthesis, SAR, crystal structure, and biological evaluation of benzoquinoliziniums as activators of wild-type and mutant cystic fibrosis transmembrane conductance regulator channel. J Med. Chem, 2004. 47(4): p. 962-72.
19. Becq, F., et al., Development of substituted Benzo[c]quinolizinium compounds as novel activators of the cystic fibrosis chloride channel. J Biol Chem, 1999. 274(39): p. 27415-25.

Claims (4)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego farmaceutycznie akceptowalnej pochodnej, w którym modulator opisany jest wzorem ο
    do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy.
  2. 2. Zastosowanie modulatora według zastrz. 1, w którym modulator wpływa na CFTR zależny przepływ jonów przez błonę komórkową i/lub zwiększa ilości zmutowanego białka CFTR, które dociera do błony komórkowej.
  3. 3. Zastosowanie modulatora według zastrz. 1, w którym modulator wpływa na ustabilizowanie struktury zmutowanego białka CFTR i/lub blokuje oddziaływania z białkami komórkowymi odpowiedzialnymi za przedwczesną degradację mutanta CFTR.
  4. 4. Zastosowanie modulatora według zastrz. 1, w którym mutacją białka CFTR jest mutacja ΔF508-CFTR, lub inna mutacja z klasy II.
PL392397A 2010-09-14 2010-09-14 Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego farmaceutycznie akceptowalnej pochodnej do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy PL221889B1 (pl)

Priority Applications (38)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL392397A PL221889B1 (pl) 2010-09-14 2010-09-14 Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego farmaceutycznie akceptowalnej pochodnej do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy
PL11736202T PL2616444T3 (pl) 2010-09-14 2011-06-20 Związki będące modulatorami zmutowanego białka CFTR oraz ich zastosowanie w leczeniu chorób związanych z zaburzeniami w funkcjonowaniu białka CFTR
CN201410601165.4A CN104496840A (zh) 2010-09-14 2011-06-20 作为突变cftr蛋白的调节剂的化合物及其在治疗与cftr蛋白失常相关的疾病中的用途
NZ700827A NZ700827A (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant cftr protein and their use for treating diseases associated with cftr protein malfunction
MX2013002895A MX2013002895A (es) 2010-09-14 2011-06-20 Compuestos como moduladores de una proteina cftr mutante y su uso para tratar enfermedades asociadas con las deficiencias de la proteina cftr.
PT117362020T PT2616444E (pt) 2010-09-14 2011-06-20 Compostos como moduladores de uma proteína cftr mutante e seu uso para tratar doenças associadas à disfunção da proteína cftr
CN201410598509.0A CN104478800A (zh) 2010-09-14 2011-06-20 作为突变cftr蛋白的调节剂的化合物及其在治疗与cftr蛋白失常相关的疾病中的用途
ES11736202.0T ES2553628T3 (es) 2010-09-14 2011-06-20 Compuestos como moduladores de una proteína CFTR mutante y su uso para el tratamiento de enfermedades asociadas con el mal funcionamiento de la proteína CFTR
EP14185333.3A EP2816035A3 (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant CFTR protein and their use for treating diseases associated with CFTR protein malfunction
PCT/PL2011/000060 WO2012036573A2 (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant cftr protein and their use for treating diseases associated with cftr protein malfunction
NZ609204A NZ609204A (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant cftr protein and their use for treating diseases associated with cftr protein malfunction
JP2013529094A JP5926731B2 (ja) 2010-09-14 2011-06-20 変異cftrタンパク質の修飾因子としての化合物及びcftrタンパク質異常に関連する病気の治療へのその使用
EP14185332.5A EP2816034B1 (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant cftr protein and their use for treating diseases associated with cftr protein malfunction
CA2811265A CA2811265C (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant cftr protein and their use for treating diseases associated with cftr protein malfunction
AU2011302715A AU2011302715B2 (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant CFTR protein and their use for treating diseases associated with CFTR protein malfunction
KR1020137009595A KR20140023866A (ko) 2010-09-14 2011-06-20 돌연변이 cftr 단백질의 조절제로서의 화합물 및 cftr 단백질 기능부전과 관련된 질환을 치료하기 위한 이의 용도
HRP20151224TT HRP20151224T1 (hr) 2010-09-14 2011-06-20 Tvari sa svojstvom modulatora mutiranog cftr proteina i njihova uporaba za lijeäśenje bolesti povezanih s nepravilnošä†u funkcije cftr proteina
NZ700818A NZ700818A (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant cftr protein and their use for treating diseases associated with cftr protein malfunction
CN201180048679.6A CN103228632B (zh) 2010-09-14 2011-06-20 作为突变cftr蛋白的调节剂的化合物及其在治疗与cftr蛋白失常相关的疾病中的用途
CN201410601164.XA CN104478882A (zh) 2010-09-14 2011-06-20 作为突变cftr蛋白的调节剂的化合物及其在治疗与cftr蛋白失常相关的疾病中的用途
DK11736202.0T DK2616444T3 (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant CFTR protein and their use in the treatment of diseases associated with CFTR protein malfunction
EP14185330.9A EP2826771B1 (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant CFTR protein and their use for treating diseases associated with CFTR protein malfunction
EP11736202.0A EP2616444B1 (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant cftr protein and their use for treating diseases associated with cftr protein malfunction
HUE11736202A HUE026271T2 (en) 2010-09-14 2011-06-20 Mutant CFTR protein modulator compounds and their use for the treatment of diseases that interfere with CFTR protein function disorders
SI201130667T SI2616444T1 (sl) 2010-09-14 2011-06-20 Spojine kot modulatorji mutantnega cftr proteina in njihova uporaba za zdravljenje bolezni, povezanih s cftr proteinsko okvaro
MX2014011075A MX356714B (es) 2010-09-14 2011-06-20 Compuestos como moduladores de una proteina cftr mutante y su uso para tratar enfermedades asociadas con las deficiencias de la proteina cftr.
US13/822,584 US20130303761A1 (en) 2010-09-14 2011-06-20 Compounds as modulators of a mutant cftr protein and their use for treating diseases associated with cftr protein malfunction
IL225166A IL225166A (en) 2010-09-14 2013-03-12 Compounds as modulators of cftr protein are neglected and their use in the treatment of diseases related to cftr protein dysfunction
IL235015A IL235015A0 (en) 2010-09-14 2014-10-06 Compounds as modulators of truncated cftr protein and their use in the treatment of diseases associated with cftr protein dysfunction
IL235014A IL235014A (en) 2010-09-14 2014-10-06 Compounds as modulators of cftr protein are neglected and their use in the treatment of cftr protein-related diseases
IL235013A IL235013A0 (en) 2010-09-14 2014-10-06 Compounds as modulators of truncated cftr protein and their use in the treatment of diseases associated with cftr protein dysfunction
US14/829,234 US20160000778A1 (en) 2010-09-14 2015-08-18 Compounds as modulators of a mutant cftr protein and their use for treating diseases associated with cftr protein malfunction
JP2015163661A JP6173393B2 (ja) 2010-09-14 2015-08-21 変異cftrタンパク質の修飾因子としての化合物
JP2015163655A JP6284914B2 (ja) 2010-09-14 2015-08-21 変異cftrタンパク質の修飾因子としての化合物
CY20151101051T CY1117249T1 (el) 2010-09-14 2015-11-20 Ενωσεις ως διαμορφωτες μιας μεταλλαγμενης πρωτεϊνης cftr και χρησης αυτων για την θεραπεια νοσων που συνδεονται με δυσλειτουργια της πρωτεϊνης cftr
US14/969,598 US10420738B2 (en) 2010-09-14 2015-12-15 Compounds as modulators of a mutant CFTR protein and their use for treating diseases associated with CFTR protein malfunction
US14/969,573 US10398665B2 (en) 2010-09-14 2015-12-15 Compounds as modulators of a mutant CFTR protein and their use for treating diseases associated with CFTR protein malfunction
US14/969,609 US10463639B2 (en) 2010-09-14 2015-12-15 Compounds as modulators of a mutant CFTR protein and their use for treating diseases associated with CFTR protein malfunction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL392397A PL221889B1 (pl) 2010-09-14 2010-09-14 Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego farmaceutycznie akceptowalnej pochodnej do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL392397A1 PL392397A1 (pl) 2012-03-26
PL221889B1 true PL221889B1 (pl) 2016-06-30

Family

ID=45891416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL392397A PL221889B1 (pl) 2010-09-14 2010-09-14 Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego farmaceutycznie akceptowalnej pochodnej do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL221889B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL392397A1 (pl) 2012-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2826771B1 (en) Compounds as modulators of a mutant CFTR protein and their use for treating diseases associated with CFTR protein malfunction
US9359363B2 (en) Identification of compounds that disperse TDP-43 inclusions
WO2012158913A2 (en) Treating protein folding disorders with small molecule cftr correctors
PL221889B1 (pl) Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego farmaceutycznie akceptowalnej pochodnej do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy
PL223755B1 (pl) Zastosowanie modulatorów funkcji zmutowanego białka CFTR do wytwarzania leku do leczenia chorób związanych z zaburzeniami w prawidłowym funkcjonowaniu białka CFTR
PL223680B1 (pl) Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR
AU2015201409B2 (en) Compounds as modulators of a mutant CFTR protein and their use for treating diseases associated with CFTR protein malfunction
HK1187921A (en) Compounds as modulators of a mutant cftr protein and their use for treating diseases associated with cftr protein malfunction
Dulin et al. Citation: Eid, S.; Zerbes, T.; Williams