PL223680B1 - Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR - Google Patents

Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR

Info

Publication number
PL223680B1
PL223680B1 PL392396A PL39239610A PL223680B1 PL 223680 B1 PL223680 B1 PL 223680B1 PL 392396 A PL392396 A PL 392396A PL 39239610 A PL39239610 A PL 39239610A PL 223680 B1 PL223680 B1 PL 223680B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
cftr
protein
cftr protein
mutant
cells
Prior art date
Application number
PL392396A
Other languages
English (en)
Other versions
PL392396A1 (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 PL392396A priority Critical patent/PL223680B1/pl
Priority to DK11736202.0T priority patent/DK2616444T3/en
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 PCT/PL2011/000060 priority patent/WO2012036573A2/en
Priority to EP14185333.3A priority patent/EP2816035A3/en
Priority to KR1020137009595A priority patent/KR20140023866A/ko
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 HRP20151224TT priority patent/HRP20151224T1/hr
Priority to CN201410601164.XA priority patent/CN104478882A/zh
Priority to EP14185330.9A priority patent/EP2826771B1/en
Priority to MX2014011075A priority patent/MX356714B/es
Priority to CN201410601165.4A priority patent/CN104496840A/zh
Priority to CN201180048679.6A priority patent/CN103228632B/zh
Priority to SI201130667T priority patent/SI2616444T1/sl
Priority to EP11736202.0A priority patent/EP2616444B1/en
Priority to HUE11736202A priority patent/HUE026271T2/en
Priority to PL11736202T priority patent/PL2616444T3/pl
Priority to ES11736202.0T priority patent/ES2553628T3/es
Priority to US13/822,584 priority patent/US20130303761A1/en
Publication of PL392396A1 publication Critical patent/PL392396A1/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 PL223680B1 publication Critical patent/PL223680B1/pl

Links

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR w leczeniu chorób związanych z zaburzeniami w prawidłowym funkcjonowaniu białka CFTR. Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie 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 klas yfikacji 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, AI507, S549R) (8). Produkt białkowy genu posiadającego mutację klasy III jest prawidłowo syntetyzowany, transportowany i wbudowywany do błony komórkowej, jednak ma obniżoną aktywność wywoł aną nieprawidłową regulacją. Mutacje te przeważnie zlokalizowanie są w obrębie jednej z domen wiążących nukleotyd (np.: G551D/S). Mutacje z klasy IV powodują głównie zaburzenia w strukturze śródbłonowej białka redukując tym samym przepływ jonów chlorkowych (np.: Rl17H, 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 (AF508 CFTR). Jest to klasyczny przykład mutacji typu drugiego powodującej przedwczesną degradację białka (8, 10). Brak białka odpowiedzialnego za regulację gospodarki wodno-elektrolitowej (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 AF508 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 223 680 B1 soby według wynalazku mają zastosowanie w badaniach oraz w leczeniu chorób związanych ze zm utowanym białkiem CFTR, takich jak mukowiscydoza. Kompozycje według wynalazku mogą obejm ować 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 zmutowanyego 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, bisamino-metylobitiazol 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 m ającej 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 wyodrę bnienie 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 zmutowane białko 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 lub jego fizjologicznie akceptowalnej soli CFTR, w którym modulator opisany jest wzorem (I)
PL 223 680 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 m utanta 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 μΜ. Odpowiedź kanału CFTR była indukowana 10 μM forskoliny(Fsk) oraz 30 μM genisteiny (Gsk). *Brak aktywności spowodowany jest użyciem DMSO jako solwentu w którym molekuła jest nierozpuszczalna.
Na ostatnim wykresie przedstawiono również krzywą wypływu jonów jodkowych w komórkach poddanych działaniu miglustatatu w stężeniu 100 μM przez 2 godziny - Figura 1B. Wykres słupkowy przedstawiający wskaźnik aktywności kanału CFTR: amplituda Fsk/Gsk zależnego wypływu jonów jodkowych z komórek inkubowanych badanymi związkami przez 24 godz. w stężeniu 10 μM. Komórki Hela-F508del-CFTR.
Na wykresie przedstawiono wartości średnie z trzech niezależnych prób. *p<0.05, **p<0.01.
Związki 1c oraz 1e znacząco wpływają na przywrócenie funkcji mutanta delF508 (po inkubacji 10 μΝ^^.
Figura 1C przedstawia krzywe obrazujące wypływ jonów jodkowych w obecności badanych molekuł (inkubacja 1 μM/24 godz.). Przykładowo przedstawiono krzywą wypływu jonów jodkowych w komórkach poddanych działaniu miglustatatu (100 μM/ 2 godz.).
Figura 1D przedstawia wykres słupkowy przedstawiający wskaźnik aktywności kanału CFTR: amplituda Fsk/Gsk zależnego wypływu jonów jodkowych z komórek inkubowanych badanymi zwią zkami przez 24 godz. w stężeniu 1 μM. Komórki Hela-F508del-CFTR. Kontrola pozytywna = komórki inkubowane miglustatem (100 μM/ 2 godz.).
Figura 2a i 2b przedstawia wpływ badanych związków na przetwarzanie białka CFTR w komórkach.
Charakterystyczne immunobloty dla białka dzikiego WT-CFTR i mutanta AF508-CFTR pochodzących z linii komórkowych HeLa poddanych działaniu testowanych związków przez 24 godziny w stężeniu 10 μM (2A) i 1 μM (2B) (białka wyznakowano Mab 24-1). Frakcje białka dojrzałego i niedojrzałego zaznaczono na immunoblotach.
Figura 3 przedstawia efekt działania badanych związków w stężeniu 1 μM na lokalizacją CFTR w komórkach. Obraz z mikroskopii konfokalnej ukazuje obecność białka dzikiego WT-CFTR w błonie (panel a) oraz białka AF508-CFTR wewnątrz komórki (panel b). Wpływ związków na lokalizację AF508-CFTR zilustrowano w panelach e-f. Strzałkami zaznaczono wyznakowany CFTR i AF508-CFTR zlokalizowany w błonie.
Figura 4 przedstawia listę badanych molekuł.
Figura 5 przedstawia badanie cytotoksyczności testowanych molekuł.
W celu lepszego zrozumienia poniżej zaprezentowano przykładowa realizacje zdefiniowanego powyżej wynalazku.
PL 223 680 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 komórki 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 gg/ml), streptomycyną (100 gg/ml) oraz Zeocin'em (250 gg/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 gM po osiągnięciu 75% konfluencji.
Immunoprecypitacja
Kultury komórkowe hodowane w butelkach (75 cm ) przemyto dwukrotnie schłodzonym buforem PBS, odczepiono zawieszając w 2 ml PBS i odwirowano (600 g/5 min). Peletki zawieszono w 300 gl 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 gg) inkubowano z 2 gg Mab-24-1 w temp. 4°C przez 45 minut wytrząsając. Następnie dodano 20 gl Proteiny G Bio-Adembaeds(Ademtech) zawieszonej w buforze lizującym. Peletki przemyto trzykrotnie buforem lizującym. Całkowity materiał po immunopercypitacji zmieszano z 20 gl buforu Leameliego i podgrzano (37°C/15 minut). Następnie próbki rozdzielono na 8% SDSPAGE 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 (1/10000) znakowanymi IRdye. Obrazy uzyskano dzięki systemowi obrazowania podczerwieni Odyssey. Ilościową analizę prążków wykonano przy użyciu oprogramowania Odyssey.
Barwienie Immunofluorescencyjne
Komórki Hela hodowane były na szkiełkach nakrywkowych i traktowane jak powyżej. Następnie utrwalono je 4% formaldehydem i permabilizowano 0.1% Tritonem w PBS. Zablokowano 1% surowiczą albuminą bydlęcą w PBS/Triton i inkubowano w 4°C przez całą noc z przeciwciałami pierwszorzędowymi, 24-1 (1:300) lub antycytokeratynami 18 (1:00). Po przemyciu i zablokowaniu 5% normalną surowicą koźlęcą, komórki inkubowano z przeciwciałami drugorzędowymi, a następnie preparaty na szkiełkach nakrywkowych zamknięto używając medium Vectashield (Vectashield Mounting Medium Vector laboratories). Tak przygotowane preparaty przeskanowano laserowym mikroskopem konfokalnym (Zeiss, LSM 510).
Wypływ jonów jodkowych
125
Aktywność kanału chlorkowego była badana przez mierzenie wypływu jonów jodkowych ( I z transfekowanych komórek CHO jak opisano poprzednio [18]. Komórki wzrastały przez 4 dni w 96-dołkowych płytkach, były przemywane dwukrotnie 2 ml zmodyfikowanej soli Erie'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 HE125
PES, 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 I-) w samym buforze wypływowym. W kolejnych
PL 223 680 B1 cyklach dodawano medium wzbogacone o forskolinę (10 ąM) i genisteinę (30 ąM) 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 w zliczeniach na minutę (cpm) używając licznika gamma (LKB). Całkowita ilość I- (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 I (cpm) w każdej frakcji zebranej w kolejnych
125 przedziałach czasowych. Wypływ jonów jodkowych I w funkcji czasu policzono z zależności opisanej przez Becq i inni [19]:
ln(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, 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 223 680 B1
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 (molekuły: 118208, 11668) zauważono cAMP zależny wzrost wypływu jonów jodkowych z komórek. Dla porównania na figurze 1A przedstawiono również aktywność miglusta'u w stężeniu 100 μM - znanego korektora białka AF508-CFTR. Związki 118208 oraz 407882 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).
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 μM. Jak przedstawiono na fig. 2A pasek C był wykrywany w obecności molekuły 118208, która mogła jednocześnie przywracać funkcję kanału jonowego białku AF508-CFTR. Ponadto molekuły 118208 oraz 407882 również w stężeniu 1 μM wykazywały wpływ na glikozylację białka AF508-CFTR (Fig. 2B).
Efekt badanych molekuł na immunolokalizację CFTR
Figura 3A przedstawia typowe wybarwianie białka CFTR w membranie w komórkach HeLa eksprymujących WT-CFTR. Mutant AF508-CFTR w komórkach zlokalizowany jest w całej cytoplazmie (Fig. 3B). Traktowanie komórek eksprymujących AF508-CFTR związkami 11668, 118208 oraz 407882 w stężeniu 10 μM przez 24 godziny zaowocowało pojawieniem się wybarwionego mutanta w błonie cytoplazmatycznej, wskazując na zdolność tych molekuł do powstrzymania degradacji białka AF508-CFTR.
Cytotoksyczność
Wszystkie badane molekuły nie powodują obniżenia przeżywalności traktowanych komórek, co zostało wykazane testem z użyciem MTT (Fig. 5).
L i t e r a t u r a:
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.
PL 223 680 B1
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 classes of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene mutations, J Pediatr, 1995 Nov; 127(5): 705-10.
8. Ward CL, 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(l Suppl): S 145-66.
12. Reddy MM, Light MJ, Quinton PM, Activation of the epithelial Na+ channel (ENaC) requires CFTR Cl- 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 channel, Annu Rev Physiol, 2005; 67: 701 -18.
15. Allen MP, Tildesley DJ, Computersimulation of Iiquids: Oxford, Clarendon Press; 1987.
16. Jungas T., et al., Glutathione Ievels and BAX activation during apoptosis due to oxidative stress in cells expressing wild-type and mutant cystic fibrosis transmembrane conductance regulator, J Biol Chem, 2002, 277(31): p. 27912-8.
17. Clain, J., et al., Two mild cystic fibrosis-associated mutations result in severe cystic fibrosis when combined in cis and reveal a residue important for cystic fibrosis transmembrane conductance regulator processing and function, J Biol Chem, 2001, 276(12): p. 9045-9.
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. Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego fizjologicznie akceptowalnej soli, w którym modulator opisany jest wzorem (I)
PL 223 680 B1 do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy.
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. 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. Zastosowanie modulatora według zastrz. 1, w którym mutacją białka CFTR jest mutacja AF508-CFTR lub inna mutacja z klasy II.
PL392396A 2010-09-14 2010-09-14 Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR PL223680B1 (pl)

Priority Applications (38)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL392396A PL223680B1 (pl) 2010-09-14 2010-09-14 Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR
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
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
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
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
KR1020137009595A KR20140023866A (ko) 2010-09-14 2011-06-20 돌연변이 cftr 단백질의 조절제로서의 화합물 및 cftr 단백질 기능부전과 관련된 질환을 치료하기 위한 이의 용도
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
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
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
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
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.
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
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
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
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
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
PL392396A PL223680B1 (pl) 2010-09-14 2010-09-14 Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL392396A1 PL392396A1 (pl) 2012-03-26
PL223680B1 true PL223680B1 (pl) 2016-10-31

Family

ID=45891415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL392396A PL223680B1 (pl) 2010-09-14 2010-09-14 Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL223680B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL392396A1 (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
EP2709628A2 (en) Treating protein folding disorders with small molecule cftr correctors
US9951055B2 (en) Thiazole-based inhibitors of scavenger receptor BI
PL223680B1 (pl) Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR
PL223755B1 (pl) Zastosowanie modulatorów funkcji zmutowanego białka CFTR do wytwarzania leku do leczenia chorób związanych z zaburzeniami w prawidłowym funkcjonowaniu białka CFTR
PL221889B1 (pl) Zastosowanie modulatora funkcji zmutowanego białka CFTR lub jego farmaceutycznie akceptowalnej pochodnej do wytwarzania leku do leczenia mukowiscydozy
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