PL238941B1 - polyRGD peptides obtained by chemical and biotechnological method with antidemarcation and/or neuroprotective effect and a set for determination of their activity - Google Patents

polyRGD peptides obtained by chemical and biotechnological method with antidemarcation and/or neuroprotective effect and a set for determination of their activity Download PDF

Info

Publication number
PL238941B1
PL238941B1 PL425131A PL42513118A PL238941B1 PL 238941 B1 PL238941 B1 PL 238941B1 PL 425131 A PL425131 A PL 425131A PL 42513118 A PL42513118 A PL 42513118A PL 238941 B1 PL238941 B1 PL 238941B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rgd
cells
peptide
kda
damage
Prior art date
Application number
PL425131A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL425131A1 (en
Inventor
Artur CZUPRYN
Artur Czupryn
Piotr Mucha
Piotr Skowron
Jarosław Mazuryk
Marta Wiśniewska
Kamil KOZIŃSKI
Kamil Koziński
Małgorzata Beresewicz
Olga Krupska
Izabela Załuska
Małgorzata Palczewska-Groves
Agnieszka ŻYLICZ-STACHULA
Agnieszka Żyliczstachula
Joanna Żebrowska
Arkadiusz Piotrowski
Michał PIKUŁA
Michał Pikuła
Paweł SACHADYN
Paweł Sachadyn
Łukasz JANUS
Łukasz Janus
Sylwia RODZIEWICZ-MOTOWIDŁO
Sylwia Rodziewicz-Motowidło
Original Assignee
Gdanski Univ Medyczny
Inst Biologii Doswiadczalnej Im M Nenckiego Polskiej Akademii Nauk
Medventures Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Politechnika Gdanska
Pro Science Polska Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Pro Science Polska Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Univ Gdanski
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 Gdanski Univ Medyczny, Inst Biologii Doswiadczalnej Im M Nenckiego Polskiej Akademii Nauk, Medventures Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia, Politechnika Gdanska, Pro Science Polska Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia, Pro Science Polska Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością, Univ Gdanski filed Critical Gdanski Univ Medyczny
Priority to PL425131A priority Critical patent/PL238941B1/en
Publication of PL425131A1 publication Critical patent/PL425131A1/en
Publication of PL238941B1 publication Critical patent/PL238941B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K5/00Peptides containing up to four amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K5/04Peptides containing up to four amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof containing only normal peptide links
    • C07K5/08Tripeptides
    • C07K5/0815Tripeptides with the first amino acid being basic
    • C07K5/0817Tripeptides with the first amino acid being basic the first amino acid being Arg
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/001Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof by chemical synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/04Linear peptides containing only normal peptide links

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku są związki chemiczne o działaniu przeciwuszkodzeniowym i/lub neuroprotekcyjnym z sekwencją aminokwasową RGD: Arg-Gly-Asp w formie pojedynczej lub zwielokrotnionej.The invention relates to anti-damage and / or neuroprotective chemical compounds with the amino acid sequence RGD: Arg-Gly-Asp in single or multiple form.

Uszkodzenia neurologiczne obejmują wszelkiego rodzaju urazowe i szybkie patologiczne zmiany układu nerwowego i powiązanego z nim układu krwionośnego. Szczególnie groźne dla zdrowia i życia są uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego (OUN), czyli mózgu i rdzenia kręgowego. W ich przypadku uszkodzenie powoduje niepożądane zmiany strukturalne, dysfunkcje przekaźnictwa elektrycznego i chemicznego, śmierć komórek (nie tylko neuronów, ale i komórek glejowych różnego rodzaju), skutkujące zmianami fizjologicznymi, poznawczymi, jak również dotyczącymi uczuć, emocji oraz pamięci. Takie uszkodzenia, zwane także traumami, są najczęściej rezultatem kontuzji mechanicznej (rany) oraz udaru niedokrwiennego lub krwotocznego (wylewu), i w większości przypadków prowadzą do przewlekłej lub nieodwracalnej encefalopatii. Olbrzymia liczba przypadków prowadzi do śmierci pacjenta w wyniku bezpośredniego uszkodzenia lub zachodzenia szeregu zjawisk wtórnych, którym współczesna medycyna nie potrafi jeszcze sprostać.Neurological injuries include all kinds of traumatic and rapid pathological changes in the nervous system and the circulatory system associated with it. Damage to the central nervous system (CNS), i.e. the brain and spinal cord, is particularly dangerous to health and life. In their case, damage causes undesirable structural changes, electrical and chemical transmission dysfunctions, cell death (not only neurons, but also glial cells of various types), resulting in physiological and cognitive changes, as well as those related to feelings, emotions and memory. Such injuries, also called traumas, are most often the result of a mechanical injury (wound) and an ischemic or hemorrhagic stroke (haemorrhage), and in most cases lead to chronic or irreversible encephalopathy. A huge number of cases lead to the death of the patient as a result of direct damage or the occurrence of a number of secondary phenomena that modern medicine is not yet able to cope with.

W OUN kontuzje mechaniczne (fizyczne) są najpowszechniejszymi przypadkami klinicznymi uszkodzeń mózgu (ang. brain injury) i rdzenia kręgowego (ang. spinal cord injury). Zaliczamy do nich traumatyczne uszkodzenie mózgu (uszkodzenia kompresyjne) będące skutkiem silnych uderzeń oraz mechaniczne uszkodzenie mózgu (zranienia) z bezpośrednim powstaniem ran głębokich mózgu. Oba typy kontuzji powstają najczęściej w wyniku wypadków komunikacyjnych, upadków i innych obrażeń prowadzących do wstrząśnienia mózgu i fizycznych ubytków a w dalszej kolejności do śmierci lub odwracalnych albo trwałych napadów epileptycznych, migren, oraz zaburzeń funkcjonowania określonych obszarów mózgu. Z kolei uszkodzenie rdzenia kręgowego, będące najczęściej wynikiem przerwania ciągłości kręgosłupa (częściowe lub całkowite przecięcie) lub zmiażdżenia (uszkodzenia kompresyjne), prowadzi do częściowej lub trwałej dysfunkcji mięśni, utraty czucia lub braku autonomicznych odpowiedzi w tych partiach ciała, które kontrolowane są przez nerwy znajdującego się poniżej miejsca przerwania lub uszkodzenia rdzenia.In the CNS, mechanical (physical) injuries are the most common clinical cases of brain injuries and spinal cord injuries. These include traumatic brain damage (compression injuries) as a result of strong blows, and mechanical brain damage (wounds) with direct deep brain wounds. Both types of injuries most often arise as a result of traffic accidents, falls and other injuries leading to concussion and physical defects, followed by death, or reversible or permanent epileptic seizures, migraines, and disturbances in the functioning of specific areas of the brain. In turn, damage to the spinal cord, which is most often the result of a break in the continuity of the spine (partial or complete cut) or crushing (compression injuries), leads to partial or permanent muscle dysfunction, loss of sensation or lack of autonomic responses in those parts of the body controlled by the nerves of the below the point where the core is broken or damaged.

Udary to następna grupa uszkodzeń neurologicznych, na które składają się dwa typy schorzeń: udar niedokrwienny, będący skutkiem zatamowania światła naczynia krwionośnego w mózgu lub naczyń prowadzących do mózgu, oraz udar krwotoczny (wylew), będący wynikiem przerwania ścian naczyń w obrębie mózgu. W pierwszym przypadku wyróżnić można udary globalne oraz lokalne (ogniskowe). O ile oba te podtypy udaru niedokrwiennego dotyczą niedoboru składników dostarczanych przez krew neuronom i komórkom glejowym, o tyle różnią się przyczyną takiej dysfunkcji naczyniowej. Udar globalny wywołany jest ogólnoustrojowym niedotlenieniem i zatrzymaniem akcji serca, kończącym się zwykle utratą przytomności, podczas gdy udar lokalny jest skutkiem zablokowania światła naczyń przez skrzep krwi lub złogi tłuszczowe (miażdżyca). Klinicznym objawem tego przypadku jest obumarcie tkanki w najbliższym otoczeniu miejsca niedokrwienia, w ognisku udarowym (ang. ischemic core) oraz penumbry, czyli miejsca, w którym możliwa jest reperfuzja (ponowny przepływ krwi), jeśli zapewniona jest przez natychmiastową interwencję medyczną w przeciągu kilku minut. Niedotlenienie mózgu może powstawać także u noworodków w nieprawidłowym przebiegu akcji porodowej. Wylew natomiast (udar krwotoczny) jest rezultatem nagłego przerwania ścian naczyń krwionośnych najczęściej w wyniku nadciśnienia lub pęknięcia tętniaka, i prowadzi do spadku ciśnienia krwi oraz zniszczenia parenchymy/tkanki nerwowej w uszkodzonym obrębie OUN.Strokes are another group of neurological damage that consists of two types of health conditions: ischemic stroke, caused by obstruction of the lumen of a blood vessel in the brain or vessels leading to the brain, and haemorrhagic stroke (stroke), caused by breakage of vessel walls within the brain. In the first case, global and local (focal) strokes can be distinguished. While both of these subtypes of ischemic stroke relate to the deficiency of blood components, neurons and glial cells, they differ in the cause of such vascular dysfunction. Global stroke is caused by systemic hypoxia and cardiac arrest, usually resulting in loss of consciousness, while local stroke is the result of blockage of the vessel lumen by a blood clot or fatty deposits (atherosclerosis). The clinical symptom of this case is tissue death in the immediate vicinity of the ischemic core and penumbra, i.e. a site where reperfusion (re-flow of blood) is possible, provided this is ensured by immediate medical intervention within a few minutes . Brain hypoxia may also occur in newborns in an abnormal course of labor. Stroke (hemorrhagic stroke) is the result of a sudden rupture of blood vessel walls, most often as a result of hypertension or an aneurysm rupture, and leads to a drop in blood pressure and destruction of the parenchyma / nerve tissue in the damaged area of the CNS.

W wyniku opisanych powyżej kontuzji mechanicznych mózgu i rdzenia kręgowego (zarówno uszkodzeń kompresyjnych/pouderzeniowych jak i po zranieniu mózgu czy przecięciu rdzenia kręgowego) jak i udarów (niedokrwiennego lub krwotocznego) indukowane są przeplatające się i nawzajem pobudzające się procesy: 1) nadmiernego pobudzenia neuronów (ekscytotoksyczności), 2) stanu zapalnego stymulowanego komórki mikroglejowe znajdujące się w OUN lub komórki limfatyczne wnikające z naczyń krwionośnych, oraz 3) zjawiska śmierci komórkowej (zarówno zachodzącej według programu wewnątrzkomórkowego zwanego apoptozą jak i w śmierci nekrotycznej). Zjawiska te pokazano na Fig. 1 i 2 - stan techniki. Te trzy grupy procesów zachodzą w różnym czasie i z różną intensywnością po uszkodzeniu, co przedstawiono na Fig. 1.As a result of the above-described mechanical injuries of the brain and spinal cord (both compression / post-stroke injuries as well as after a brain injury or spinal cord cut) and strokes (ischemic or hemorrhagic), intertwining and mutually stimulating processes are induced: 1) excessive neuron stimulation ( excitotoxicity), 2) inflammation stimulated by microglial cells in the CNS or lymphatic cells penetrating from blood vessels, and 3) the phenomenon of cell death (both following the intracellular program called apoptosis and necrotic death). These phenomena are shown in Figs. 1 and 2 - prior art. These three groups of processes take place at different times and with different intensity after injury, as shown in Fig. 1.

Wspólną cechą uszkodzeń neurologicznych wymienionych powyżej jest charakterystyczna kaskada spowodowanych przez nie następczych procesów fizjologicznych (Fig. 2A). Najważniejszym czynnikiem klinicznym, leżącym u podstaw tychże mechanizmów, jest utrata ciągłości naczyń krwioA common feature of the neurological lesions mentioned above is the characteristic cascade of the subsequent physiological processes they cause (Fig. 2A). The most important clinical factor underlying these mechanisms is the loss of continuity of blood vessels

PL 238 941 B1 nośnych i w konsekwencji przerwanie bariery krew-mózg (ang. blood-brain barrier, BBB). W ogólnym przypadku zatrzymanie przepływu krwi w mózgu skutkuje brakiem dopływu tlenu, glukozy i składników odżywczych, czyli tzw. deprywacją energetyczno-oddechową, co prowadzi do natychmiastowej śmierci (nekrozy) komórek nerwowych oraz, w dalszej perspektywie, do programowanej śmierci komórek (apoptozy), znajdujących się w pobliskich regionach mózgu i ogólnego stanu zapalnego w obrębie tkanki. Deprywacja energetyczna jest podstawowym procesem metabolicznym, powodującym samostymulujący się szereg reakcji biochemicznych i neurochemicznych. Biorąc pod uwagę czas trwania tych reakcji, wyróżnić należy krótkotrwałe (minuty) procesy depolaryzacyjne, prowadzące do sprzężonych ze sobą mechanizmów zwiększania wewnątrzkomórkowego stężenia jonów wapnia, obniżenia pH w tkance wskutek wzrostu stężenia mleczanu, jako produktu oddychania beztlenowego, oraz przede wszystkim do niebezpiecznego, samonapędzającego się nadmiernego pobudzenia neuronów, czyli ekscytotoksyczności (ang. excitotoxicity), w następstwie których pojawiają się procesy długotrwałe (godziny, dni), wśród których dominują stany zapalne i apoptoza. Kluczowym symptomem patologicznym jest ekscytotoksyczność, będąca wynikiem niekontrolowanej depolaryzacji neuronów i wapniowo-zależnej aktywacji receptorów glutaminianowych, skutkujących nadmiernym wyrzutem neurotransmiterów pobudzających (glutaminianu). W ostateczności, nagromadzenie glutaminianu w przestrzeni synaptycznej prowadzi do lawinowej stymulacji sąsiednich neuronów. Zaburzenie równowagi elektrochemicznej w synapsach w połączeniu z niedoborem tlenu w tkance ma z kolei bezpośrednie przełożenie na hamowanie oddychania komórkowego, czyli powstanie stresu oksydacyjnego.And consequently disrupting the blood-brain barrier (BBB). In general, stopping blood flow in the brain results in a lack of oxygen, glucose and nutrients, the so-called energy and respiratory deprivation, leading to immediate death (necrosis) of nerve cells and, in the long term, to programmed cell death (apoptosis) in nearby regions of the brain and general inflammation within the tissue. Energy deprivation is a fundamental metabolic process that causes a self-stimulating series of biochemical and neurochemical reactions. Taking into account the duration of these reactions, short-term (minutes) depolarization processes should be distinguished, leading to the interconnected mechanisms of increasing the intracellular concentration of calcium ions, lowering the pH in the tissue due to the increase in the concentration of lactate, as a product of anaerobic respiration, and, above all, to the dangerous, self-propelling excessive excitation of neurons, i.e. excitotoxicity, as a result of which long-term processes (hours, days) occur, among which inflammation and apoptosis predominate. The key pathological symptom is excitotoxicity resulting from uncontrolled depolarization of neurons and calcium-dependent activation of glutamate receptors, resulting in excessive release of excitatory neurotransmitters (glutamate). Ultimately, the accumulation of glutamate in the synaptic space leads to an avalanche-like stimulation of adjacent neurons. The electrochemical imbalance in synapses, in combination with oxygen deficiency in the tissue, has a direct impact on the inhibition of cellular respiration, i.e. the formation of oxidative stress.

Uszkodzenia neurologiczne, zwłaszcza powikłania poudarowe, prowadzą do wielu zmian w unaczynieniu mózgu i zaburzenia angiogenezy. Angiogeneza jest procesem tworzenia nowych naczyń krwionośnych i odgrywa kluczową rolę podczas naprawy i regeneracji tkanek. Za te procesy odpowiedzialne są między innymi białka macierzy zewnątrzkomórkowej (ang. extracellular matrix, ECM) wydzielane przez komórki, odpowiedzialne za nieustanną proliferację, migrację, adhezję, dojrzewanie i komunikację między komórkami śródbłonka naczyń (endotelium). ECM tworzą głównie białka fibrylarne (np. kolageny, elastyny), lamininy, fibronektyny oraz glikozoaminoglikany, siarczany heparanu, węglowodany nieproteoglikanowe (np. kwas hialuronowy). W szczególności rola tych ostatnich w procesie angiogenezy i regeneracji ran została potwierdzona w eksperymentach in vitro i in vivo. Fibronektyna oddziałuje z kolagenem i integrynami powierzchniowymi, czym przyczynia się do rearanżacji cytoszkieletu, umożliwiając tym samym adhezję fibryn do fibroblastów podczas krzepnięcia krwi (trombogenezy). Integryny to receptory heterodimerowe αβ biorące udział w tworzeniu połączenia komórka-komórka i komórka-ECM, co stanowi podstawę procesów sygnalizacji międzybłonowej, proliferacji, różnicowania, wzrostu i migracji. Naturalne ligandy tych receptorów przejawiają zróżnicowaną aktywność i selektywność strukturalną. Przykładami są: fibronektyna i witronektyna, wiążące się specyficznie do integryny αν|Ή fibrynogen z kolei do integryny α^β3 a tenascyna do ανβι i o^Pe; występują także oddziaływania ligandów z kilkoma różnymi typami integryn, np. lamininy i osteopontyny z integrynami. Wszystkie białka ECM wymienione powyżej charakteryzują się obecnością sekwencji aminokwasów Arg-Gly-Asp (inaczej RGD), otoczonej różnymi sekwencjami sąsiadującymi. Aktywność sekwencji RGD przejawia się głównie podczas transdukcji sygnału zewnątrzkomórkowego i proliferacji. Ponadto, integryny rozpoznające motyw RGD są uznawane za onkomarkery w niektórych guzach o wysokim potencjale do przerzutów. Konjugaty zawierające w swojej strukturze motyw RGD wykazują również pozytywne właściwości w stymulowaniu regeneracji tkanek kości, rogówki i serca.Neurological damage, especially post-stroke complications, leads to many changes in brain vascularization and angiogenesis disorders. Angiogenesis is the process of creating new blood vessels and plays a key role in tissue repair and regeneration. These processes are responsible, among others, of the extracellular matrix (ECM) proteins secreted by cells, responsible for the continuous proliferation, migration, adhesion, maturation and communication between vascular endothelial cells (endothelium). ECM consists mainly of fibrillar proteins (e.g. collagens, elastins), laminins, fibronectins and glycosaminoglycans, heparan sulphates, non-proteoglycan carbohydrates (e.g. hyaluronic acid). In particular, the role of the latter in the process of angiogenesis and wound regeneration has been confirmed in in vitro and in vivo experiments. Fibronectin interacts with collagen and surface integrins, which contributes to the rearrangement of the cytoskeleton, thus enabling the adhesion of fibrins to fibroblasts during blood clotting (thrombogenesis). Integrins are heterodimeric αβ receptors involved in the formation of the cell-to-cell and cell-ECM junctions, which underpin the processes of mesothelial signaling, proliferation, differentiation, growth, and migration. The natural ligands of these receptors display various activity and structural selectivity. Examples are: fibronectin and vitronectin, which bind specifically to the integrin αν | Ή fibrinogen in turn to integrin α ^ β3 and tenascin to ανβι and o ^ Pe; there are also ligand interactions with several different types of integrins, e.g. laminin and osteopontin with integrins. All ECM proteins listed above are characterized by the amino acid sequence Arg-Gly-Asp (aka RGD) flanked by various contiguous sequences. The activity of the RGD sequence is manifested mainly during extracellular signal transduction and proliferation. Moreover, integrins recognizing the RGD motif are recognized as oncomarkers in some tumors with high metastatic potential. Conjugates containing the RGD motif in their structure also show positive properties in stimulating the regeneration of bone, corneal and heart tissues.

RGD-zależne integryny pełnią istotną funkcję w plastyczności synaptycznej i chorobach układu nerwowego. Ich zadaniem jest przede wszystkim zapewnienie oddziaływań pomiędzy neuronami i komórkami glejowymi w postaci połączeń między cytoszkieletami tych komórek a macierzą zewnątrzkomórkową. Takie oddziaływania są nieodzowne do prawidłowego rozwoju układu nerwowego. Ponadto integryny uczestniczą w sprzężeniach receptorów neuroprzekaźnikowych, czym przyczyniają się do plastyczności synaptycznej, czyli mechanistycznej zdolności OUN do zmiany adaptacyjnych takich jak pamięć i uczenie się, jak również do zmian funkcjonalno-strukturalnych objawiających się w wyniku schorzeń neurologicznych, takich jak epilepsja, trauma, kontuzje czy neurodegeneracja. Jednak pomimo wielu dowodów eksperymentalnych potwierdzających powyższe doniesienia na temat roli integryn i ECM w neuropatologii, takich jak stwardnienie rozsiane, glejaki, guzy mózgu, choroby neurodegeneracyjne, epilepsja, udary, kontuzje neurologiczne i uszkodzenia nerwów obwodowych, wciąż niewiele wiadomo o mechanizmach molekularnych tych procesów.RGD-dependent integrins play an important role in synaptic plasticity and nervous system disease. Their task is primarily to ensure interactions between neurons and glial cells in the form of connections between the cytoskeleton of these cells and the extracellular matrix. Such interactions are essential for the proper development of the nervous system. In addition, integrins participate in the coupling of neurotransmitter receptors, which contribute to synaptic plasticity, i.e. the mechanistic ability of the CNS to adapt adaptive changes such as memory and learning, as well as to functional and structural changes manifested as a result of neurological diseases such as epilepsy, trauma, and injuries. or neurodegeneration. However, despite the large amount of experimental evidence supporting the above reports on the role of integrins and ECM in neuropathology, such as multiple sclerosis, gliomas, brain tumors, neurodegenerative diseases, epilepsy, strokes, neurological injuries and peripheral nerve damage, little is known about the molecular mechanisms of these processes.

Specyficzność wiązania sekwencji RGD do szerokiego spektrum receptorów zależy od jej konformacji i specyficzności allosterycznej względem centrum aktywnego danej integryny. ModyfikacjeThe specificity of the binding of an RGD sequence to a wide spectrum of receptors depends on its conformation and allosteric specificity to the active site of the integrin in question. Modifications

PL 238 941 B1 budowy sekwencji RGD, takie jak C-amidacja lub N-acetylacja, zapewniają większą odporność na proteolizę w warunkach fizjologicznych. Z kolei, powielenie sekwencji aktywnej RGD w postaci oligopeptydu zwiększa aktywność motywu i zapewnia kontrolowane uwalnianie tripeptydu RGD w organizmie. W nawiązaniu do tych danych, interesujące wydają się badania in vivo, potwierdzające istotną i pozytywną rolę białek/peptydów zawierających motyw RGD w terapii schorzeń i uszkodzeń neurologicznych. Dane te wskazują na udział sekwencji RGD w allosterycznym blokowaniu oddziaływań integryna-białko ECM poprzez zmniejszenie liczby dostępnych receptorów integrynowych. Taka aktywność peptydów zawierających sekwencję RGD skutkuje terapeutycznym hamowaniem napadów padaczkowych oraz poprawą procesów poznawczych w modelu choroby Alzheimera. Pozytywny efekt peptydów zawierających sekwencję RGD wykazano również w regeneracji in vivo nerwów obwodowych, gdzie stymulowały odrost włókien nerwowych. Ponadto, implantacja włókien kolagenowych zawierających sekwencję RGD do uszkodzonych szczurzych nerwów obwodowych spowodowała wydzielanie czynników troficznych, proliferację komórek Schwanna, mielinację aksonów i tworzenie włókien nerwowych w początkowych dniach regeneracji. W szczurzym modelu uszkodzenia rdzenia nerwowego, polimery modyfikowane sekwencjami RGD zapewniły optymalne i stabilne rusztowanie umożliwiające odrost aksonów i nerwów. Produkty zawierające motyw RGD byłe również wykorzystane jako konjugat z peptydarni penetrującymi błonę komórkową (ang. cell-penetrating peptides, CPP) w celu przekroczenia bariery BBB. W szczurzym modelu ogniskowego udaru niedokrwiennego wykazano, że dootrzewnowo podany konjugat RGD-penetratyna skutecznie przenikał przez BBB do uszkodzonej półkuli mózgu, redukując tym samym obrzęk penumbry. Analiza mechanizmu molekularnego wykazała istotny wpływ produktów zawierających motyw RGD na sygnalizację zewnątrzkomórkową i stymulację angiogenezy.RGD sequence structures such as C-amidation or N-acetylation provide greater resistance to proteolysis under physiological conditions. In turn, duplication of the active sequence of RGD in the form of an oligopeptide increases the activity of the motif and ensures the controlled release of the RGD tripeptide in the body. In relation to these data, in vivo studies proving the important and positive role of proteins / peptides containing the RGD motif in the treatment of neurological diseases and damage seem interesting. These data indicate the involvement of the RGD sequence in the allosteric blockade of integrin-ECM protein interactions by reducing the number of integrin receptors available. Such activity of peptides containing the RGD sequence results in therapeutic inhibition of epileptic seizures and improvement of cognitive processes in the Alzheimer's disease model. The positive effect of peptides containing the RGD sequence was also demonstrated in the in vivo regeneration of peripheral nerves, where they stimulated the regrowth of nerve fibers. In addition, implantation of collagen fibers containing the RGD sequence into injured rat peripheral nerves resulted in the secretion of trophic factors, Schwann cell proliferation, axonal myelination, and nerve fiber formation in the early days of regeneration. In a rat model of nerve cord injury, polymers modified with RGD sequences provided an optimal and stable scaffold for axonal and nerve regrowth. Products containing the RGD motif were also used as conjugate with cell-penetrating peptides (CPPs) to cross the BBB barrier. In a rat focal ischemic stroke model, it was demonstrated that the intraperitoneally administered RGD-penetratin conjugate efficiently penetrated the BBB into the injured hemisphere of the brain, thereby reducing penumbra edema. Molecular mechanism analysis revealed a significant effect of products containing the RGD motif on extracellular signaling and stimulation of angiogenesis.

RGD-zależne integryny pełnią kluczową rolę w transdukcji sygnału w przestrzeni synaptycznej. Jednak pomimo wielu danych eksperymentalnych, wciąż nieznane są szczegóły mechanizmów neuroprotekcji i neuroregeneracji, w które zaangażowane są zarówno integryny, jak i białka ECM, posiadające motyw RGD. Ze względu na udział integryn w długotrwałych procesach fizjologicznych, takich jak stan zapalny i apoptoza, nie wydaje się, żeby samo blokowanie tych receptorów było wystarczające do zapewnienia efektu terapeutycznego. Stąd konieczność prowadzenia badań podstawowych, mających na celu poznanie molekularnych podstaw tych mechanizmów. W ostatnich latach zwrócono uwagę na istotny wpływ peptydów zawierających motyw RGD na stymulację, proliferację, różnicowanie i migrację neuralnych komórek macierzystych (ang. neural stem cells, NSC). Wykazano, że biomateriały funkcjonalizowane peptydem RGD skutecznie promują przyleganie NSC do podłoża oraz ich dojrzewanie. Podobnie, rusztowania polimerowe, zawierające w swojej strukturze czynniki neurotroficzne i motywy RGD, powodują immobilizację ludzkich NSC, umożliwiając ich różnicowanie.RGD-dependent integrins play a key role in signal transduction in the synaptic space. However, despite much experimental data, the details of the mechanisms of neuroprotection and neuroregeneration in which both integrins and ECM proteins are involved, bearing the RGD motif, are still unknown. Due to the involvement of integrins in long lasting physiological processes such as inflammation and apoptosis, it does not appear that blocking these receptors alone is sufficient to provide a therapeutic effect. Hence the need to conduct basic research aimed at understanding the molecular basis of these mechanisms. In recent years, attention has been paid to the significant influence of peptides containing the RGD motif on stimulation, proliferation, differentiation and migration of neural stem cells (NSCs). RGD peptide functionalized biomaterials have been shown to be effective in promoting NSC adhesion to the substrate and their maturation. Similarly, polymer scaffolds containing neurotrophic factors and RGD motifs in their structure immobilize human NSCs, allowing their differentiation.

Jak wspomniano, w chorobach neurouszkodzeniowych, zachodzi cały szereg jednocześnie lub następczo po sobie działających procesów, których bezpośrednim lub pośrednim efektem jest śmierć komórek nerwowych, glejowych i innego rodzaju (Fig. 2A). Dysregulacja procesów biochemicznych i elektrochemicznych spowodowana uszkodzeniem przejawia się deprywacją energetyczną, stresem oksydacyjnym oraz acydozą, i w ogólnym przypadku prowadzi do ekscytotoksyczności. Proces ten jest wynikiem niekontrolowanej aktywacji wapniowo-zależnej receptorów glutaminianowych, objawiającym się akumulacją glutaminianu w przestrzeni synaptycznej i samonapędzającym się pobudzaniem neuronów. Techniki in vitro modelujące takie procesy są opisane w literaturze. Zastosowanie całej serii takich technik lub ich modyfikacji w ramach jednej, wieloczynnikowego sposobu/metody diagnostycznej, niosłoby dodatkowe korzyści ekonomiczne i merytoryczne (Fig. 2B). W naszym modelu przewidujemy zastosowanie i analizę skutków sześciu czynników uszkodzeniowych, obejmujących: deprywację glukozy, częściowe zahamowanie oddychania komórkowego i stres oksydacyjny (azydek sodu), oraz ekscytotoksyczność (indukowana kwasem glutaminowym (obejmująca także zwiększenie wewnątrzkomórkowego stężenia jonów wapnia), NMDA, kwasem kainowym) i zakwaszenie (inaczej acydoza, pH 6,35 spowodowane podwyższonym stężeniem mleczanu sodu). Połączenie pojedynczych technik jest wydajniejsze niż każda z nich stosowana tylko pojedynczo i pozwala uniknąć wystąpienia różnych problemów eksperymentalnych. Konieczność wielokrotnego powtarzania izolacji komórek z mózgu może powodować zmienność biologiczną na tle rozwojowym i chemicznym między sesjami i badaniami. Z kolei, zastosowana przez nas kompozycja w tym samym badaniu sześciu równoległych pomiarów odpowiedzi fizjologicznych na 6 czynników uszkodzeniowych kluczowych o uszkodzeniach OUN dla jednej partii (grupy o dokładnie tych samych cechach) wyizolowanych komórek, stanowi uproszczony model in vitro chorób neurouszkodzeniowych, będący swoistą i wydajnąAs mentioned, in neurodamageous diseases, a whole series of simultaneous or sequential processes occur, the direct or indirect effect of which is the death of nerve, glial and other cells (Fig. 2A). Dysregulation of biochemical and electrochemical processes caused by damage manifests itself in energy deprivation, oxidative stress and acidosis, and in general leads to excitotoxicity. This process is the result of uncontrolled activation of calcium-dependent glutamate receptors, manifested by accumulation of glutamate in the synaptic space and self-stimulating neuron stimulation. In vitro techniques to model such processes are described in the literature. The use of a whole series of such techniques or their modification as part of a single, multi-factor diagnostic method / method would bring additional economic and substantive benefits (Fig. 2B). In our model, we predict the use and analysis of the effects of six damage factors, including: glucose deprivation, partial inhibition of cellular respiration and oxidative stress (sodium azide), and excitotoxicity (induced by glutamic acid (including an increase in intracellular calcium ion concentration), NMDA, kainic acid) and acidification (aka acidosis, pH 6.35 due to elevated sodium lactate concentration). The combination of the individual techniques is more efficient than each of them when used alone and avoids various experimental problems. The need to repeatedly isolate cells from the brain can result in developmental and chemical biological variability between sessions and studies. In turn, the composition used by us in the same study of six parallel measurements of physiological responses to 6 key damage factors with CNS damage for one batch (group with exactly the same characteristics) of isolated cells is a simplified in vitro model of neurodamageous diseases, which is specific and efficient.

PL 238 941 Β1 wieloczynnikową metodą badawczą. Zastosowanie równoległe aż 6 czynników uszkodzeniowych stanowi istotne udoskonalenie i nowość technologiczną.PL 238 941 Β1 multivariate research method. The parallel application of as many as 6 damage factors is a significant improvement and technological novelty.

Celem wynalazku jest dostarczenie nowych związków pozwalających na uzyskiwanie konkatamerycznych białek polisygnałowych, złożonych z monomerycznych jednostek peptydowych o zastosowaniu w medycynie regeneracyjnej.The aim of the invention is to provide new compounds allowing to obtain concatameric polysignal proteins, composed of monomeric peptide units, for use in regenerative medicine.

Istotą wynalazku są związki chemiczne o działaniu przeciwuszkodzeniowym i/lub neuroprotekcyjnym o wzorach - sekwencje przedstawione są w postaci standardowych jednoliterowych skrótów aminokwasów:The essence of the invention are chemical compounds with anti-damage and / or neuroprotective properties with the formulas - the sequences are presented in the form of standard one-letter amino acid abbreviations:

H2N-RGD-amidH2N-RGD-amide

H2N-RGD-RGD-amidH 2 N-RGD-RGD-amide

H2N-RGD-RGD-RGD-amid acetyl-RGD-RGD-RGD-amidH 2 N-RGD-RGD-RGD-amide acetyl-RGD-RGD-RGD-amide

H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-amidH 2 N-RGD-RGD-RGD-RGD-amide

H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amidH 2 N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amide

H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amidH 2 N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amide

H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amidH 2 N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amide

H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amidH 2 N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amide

H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amidH 2 N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amide

H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amidH 2 N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amide

IMSRSSP-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-PRRA (skrót RGD1), (skrót RGD2), (skrót RGD3), (skrót Ac-RGD3) (skrót RGD4), (skrót RGD5), (skrót RGD6), (skrót RGD7), (skrót RGD8), (skrót RGD9), (skrót RGD10-PM), (skrót RGD10-PS).IMSRSSP-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-PRRA (abbreviation RGD1), (abbreviation RGD2), (abbreviation RGD3), (abbreviation Ac-RGD3) (abbreviation RGD4), ( abbreviation RGD5), (abbreviation RGD6), (abbreviation RGD7), (abbreviation RGD8), (abbreviation RGD9), (abbreviation RGD10-PM), (abbreviation RGD10-PS).

Wzory strukturalne:Structural formulas:

RGD1:RGD1:

PL 238 941 Β1PL 238 941 Β1

RGD3:RGD3:

Ac-RGD3:Ac-RGD3:

RGD4:RGD4:

PL 238 941 Β1PL 238 941 Β1

RGD5:RGD5:

RGD6:RGD6:

RGD7:RGD7:

RGD8:RGD8:

RGD9:RGD9:

PL 238 941 Β1PL 238 941 Β1

RGDIO-PM:RGDIO-PM:

RGDIO-PS:RGDIO-PS:

Wynalazek dotyczy zastosowania medycznego ww. związków.The invention relates to the medical use of the above-mentioned unions.

Sposób oznaczania aktywności związków chemicznych o działaniu przeciwuszkodzeniowym i/lub neuroprotekcyjnym określonych powyżej na poziomie komórkowym, obejmował:The method of determining the activity of the anti-damage and / or neuroprotective chemicals defined above at the cellular level, included:

- deprywację glukozy- glucose deprivation

- inhibicję oddychania komórkowego przez azydek sodu- inhibition of cellular respiration by sodium azide

- acydozę poprzez zakwaszenie pH 6,35 mleczanem sodu- acidosis by acidification of pH 6.35 with sodium lactate

- ekscytotoksyczność wywołaną NMDA- NMDA excitotoxicity

- ekscytotoksyczność wywołaną kwasem glutaminowym- glutamic acid excitotoxicity

- ekscytotoksyczność wywołaną kwasem kainowym względem badanych komórek pobudliwych i/lub niepobudliwych.- kainic acid excitotoxicity to the excitable and / or non-excitable cells tested.

Opisano analizę aktywności związków chemicznych oraz zestaw do oznaczania aktywności związków chemicznych o działaniu przeciwuszkodzeniowym i/lub neuroprotekcyjnym. Zestawień zawiera:The analysis of the activity of chemical compounds and a kit for the determination of the activity of chemical compounds with anti-damage and / or neuroprotective activity are described. The lists include:

a) związek chemiczny wybrany spośród: RGD1; RGD2; RGD3; RGD4; AcRGD3, RGD10-PM; RGD10-PS, korzystnie RGD1,a) a chemical selected from: RGD1; RGD2; RGD3; RGD4; AcRGD3, RGD10-PM; RGD10-PS, preferably RGD1,

b) komórki pobudliwe i/lub niepobudliwe w formie umożliwiającej hodowlę jednorodną lub hodowlę z mieszanym typem komórek,b) excitable and / or non-excitable cells in a form that allows for homogeneous culture or a culture with a mixed type of cells,

c) pożywki umożliwiające wykonanie pomiarów testów przeżywałności hodowli komórkowej na różne stężenia badanego/testowanego związku oraz pomiary żywotności komórek po działaniu 6 czynników uszkodzeniowych i/lub neurotoksycznych, z tym że zakwaszenie/acydoza uzyskiwana jest przez pożywkę o pH 6,45 i działanie mleczanu sodu w stężeniu 200 mM lub innym zoptymalizowanym dla danego typu komórek, deprywacja energetyczno-oddechowa/deprywacja glukozy i stres oksydacyjny indukowany azydkiem sodu w stężeniu 10 mM lub innym zoptymalizowanym dla danego typu komórek i ekscytotoksyczność indukowana na 3 sposoby: 400 μΜ kwas glutaminowy, 800 μΜ NMDA i 800 μΜ kwas kainowy lub innych stężeniach zoptymalizowanych dla danego typu komórek.c) media enabling measurements of cell culture viability tests at various concentrations of the test / test compound and measurements of cell viability after the action of 6 damaging and / or neurotoxic factors, however acidification / acidosis is obtained by a medium with a pH of 6.45 and the action of sodium lactate at a concentration of 200 mM or another optimized for a given cell type, energy and respiratory deprivation / glucose deprivation and oxidative stress induced by sodium azide at a concentration of 10 mM or another optimized for a given cell type, and excitotoxicity induced in 3 ways: 400 μΜ glutamic acid, 800 μΜ NMDA and 800 µΜ kainic acid or other concentrations optimized for the type of cell.

Opis figur:Description of the figures:

Fig. 1 - przedstawia schematycznie przebieg głównych zmian po uszkodzeniach ośrodkowego układu nerwowego.Fig. 1 is a schematic diagram of the course of major lesions following damage to the central nervous system.

Fig. 2 - przedstawia: (2A) schematycznie zjawiska zachodzące na poziomie molekularnym i komórkowym podczas różnorodnych uszkodzeń w obrębie ośrodkowego układu nerwowego oraz (2B) modelowane w niniejszym zgłoszeniu patentowym czynniki uszkodzeniowe umożliwiające przesiewowe a jednocześnie szczegółowe badanie na poziomie molekularnym i komórkowym efektywności nowych substancji w naprawie neuronów i komórek glejowych. Dalej wynalazek pokazano na:Fig. 2 - shows: (2A) schematically the phenomena occurring at the molecular and cellular level during various lesions within the central nervous system, and (2B) the damage factors modeled in this patent application enabling screening and at the same time a detailed study at the molecular and cellular level of the effectiveness of new substances in the repair of neurons and glial cells. Further, the invention is shown in:

Fig. 3 - przedstawia chromatogram HPLC peptydu RGD1.Fig. 3 - Shows an HPLC chromatogram of the RGD1 peptide.

Fig. 4 - przedstawia widmo ESI MS RGD1.Fig. 4 - Shows the ESI MS spectrum of RGD1.

Fig. 5 - przedstawia chromatogram HPLC peptydu RGD2.Figure 5 - Shows an HPLC chromatogram of the RGD2 peptide.

Fig. 6 - przedstawia widmo ESI MS peptydu RGD2.Figure 6. - It shows the ESI MS spectrum of the RGD2 peptide.

PL 238 941 B1PL 238 941 B1

Fig. 7 - przedstawia chromatogram HPLC peptydu RGD3.Fig. 7 - Shows an HPLC chromatogram of the RGD3 peptide.

Fig. 8 - przedstawia widmo ESI MS peptydu RGD3.Figure 8. - shows the ESI MS spectrum of the RGD3 peptide.

Fig. 9 - przedstawia chromatogram HPLC peptydu RGD4.Fig. 9 - Shows an HPLC chromatogram of the RGD4 peptide.

Fig. 10 - przedstawia widmo ESI MS peptydu RGD4.Fig. 10 - shows the ESI MS spectrum of the RGD4 peptide.

Fig. 11 - przedstawia chromatogram HPLC peptydu RGD10-PM.Figure 11 shows the HPLC chromatogram of the RGD10-PM peptide.

Fig. 12 - przedstawia widmo ESI MS peptydu RGD10-PM.Figure 12. It shows the ESI MS spectrum of the RGD10-PM peptide.

Fig. 13 - przedstawia elektroforezę żelową (A) i kapilarną (B) peptydu RGD10-PS. Opisy dla żelu A: M-marker masy, RGD10-PS-Ubq-hybrydowe białko peptydu RGD10-PS z ubikwityną, RGD10-PS - peptyd IMSRSSPRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDPRRA odcięty od ubikwityny. Barwienie Coomassie.Figure 13 - Shows gel (A) and capillary (B) electrophoresis of the RGD10-PS peptide. Descriptions for gel A: mass M-marker, RGD10-PS-Ubq-ubiquitin-cleaved RGD10-PS peptide protein, RGD10-PS - IMSRSSPRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDPRRA peptide cut from ubiquitin. Coomassie staining.

Fig. 14 - przedstawia chromatogram HPLC peptydu AcRGD3.Figure 14. Shows the HPLC chromatogram of the AcRGD3 peptide.

Fig. 15 - przedstawia widmo ESI MS peptydu AcRGD3.Figure 15. It shows the ESI MS spectrum of the AcRGD3 peptide.

Fig. 16 - przedstawia sekwencję nukleotydową kasety wraz z zaznaczonymi rejonami funkcjonalnymi, zawierającej gen kodujący Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz eksprymowaną sekwencję aminokwasową fuzyjnego białka.Figure 16. Shows the nucleotide sequence of the cassette with functional regions marked, containing the gene coding for Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein and the expressed amino acid sequence of the fusion protein.

Fig. 17 - przedstawia sekwencję nukleotydową kasety wraz z zaznaczonymi rejonami funkcjonalnymi, zawierającej gen kodujący Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 oraz eksprymowaną sekwencję aminokwasową fuzyjnego białka.Figure 17 shows the nucleotide sequence of the cassette with functional regions marked, containing the gene encoding Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein and the expressed amino acid sequence of the fusion protein.

Fig. 18 - przedstawia mapę genetyczną ekspresyjnego konstruktu plazmidowego oraz sekwencję nukleotydową i aminokwasową z zaznaczonymi modułami funkcjonalnymi pET28amutSapIKASETARGD.Figure 18. - Shows the genetic map of the expression plasmid construct and the nucleotide and amino acid sequence with the pET28amutSapIKASETARGD functional modules highlighted.

Fig. 19 - przedstawia mapę genetyczną ekspresyjnego konstruktu plazmidowego oraz sekwencję nukleotydową i aminokwasową z zaznaczonymi modułami funkcjonalnymi pET28amutSapIKASETARGD.Figure 19. - Shows the genetic map of the expression plasmid construct and the nucleotide and amino acid sequence with pET28amutSapIKASETARGD functional modules highlighted.

Fig. 20 - przedstawia mapę genetyczną ekspresyjnego konstruktu plazmidowego oraz sekwencję nukleotydową i aminokwasową z zaznaczonymi modułami funkcjonalnymi pET28amutSapIKASETARGDGG.Figure 20. - Shows the genetic map of the expression plasmid construct and the nucleotide and amino acid sequence with the functional modules of pET28amutSapIKASETARGDGG highlighted.

Fig. 21 - przedstawia mapę genetyczną ekspresyjnego konstruktu plazmidowego oraz sekwencję nukleotydową i aminokwasową z zaznaczonymi modułami funkcjonalnymi pET28amutSapIKASETARGDGG.Figure 21 shows the genetic map of the expression plasmid construct and the nucleotide and amino acid sequence with the functional modules of pET28amutSapIKASETARGDGG highlighted.

Fig. 22 - przedstawia białka His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10.Figure 22 - shows the proteins His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein and His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein.

22A) przedstawia wynik elektroforezy białek w warunkach denaturujących (SDS-PAGE, żel barwiony Coomassie Brilliant Blue) próbek pobranych z ekstraktów komórkowych oraz frakcji chromatograficznych preparatyki His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10, o przewidzianej bioinformatycznie masie cząsteczkowej 16,2 kDa, zgodnie z ujawnioną sekwencją aminokwasową (SEQ. 2). Ścieżka M oznacza wzorce masy cząsteczkowej białek: albumina krwi bydlęcej 66 kDa, owoalbumina 40 kDa, anhydraza węglanowa 29 kDa, sojowy inhibitor trypsyny 20/21 kDa, cytochrom C 12 kDa, aprotynina 6,5 kDa; ścieżka unb, niezwiązane białka komórkowe; w2, białka obecne w płukaniu kolumny; e3-6, frakcje elucji z kolumny.22A) shows the result of protein electrophoresis under denaturing conditions (SDS-PAGE, Coomassie Brilliant Blue stained gel) of samples taken from cell extracts and chromatographic fractions of the His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein preparation, with a bioinformatically predicted molecular weight 16, 2 kDa, in accordance with the disclosed amino acid sequence (SEQ. 2). Lane M represents the protein molecular weight standards: bovine blood albumin 66 kDa, ovalbumin 40 kDa, carbonic anhydrase 29 kDa, soybean trypsin inhibitor 20/21 kDa, cytochrome C 12 kDa, aprotinin 6.5 kDa; unb lane, unbound cellular proteins; w2, proteins present in the column washing; e3-6, elution fractions from the column.

22B) przedstawia wynik elektroforezy białek w warunkach denaturujących SDS-PAGE, w 12,5% żelu poliakrylamidowym Tris-Trycyna, z próbek pobranych z ekstraktów komórkowych oraz frakcji chromatograficznych preparatyki His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 o przewidzianej bioinformatycznie masie cząsteczkowej 17,3 kDa. Ścieżka unb, niezwiązane białka komórkowe; w2, białka obecne w buforze po płukaniu kolumny; e3-6, frakcje elucji z kolumny.22B) shows the result of protein electrophoresis in denaturing SDS-PAGE, in 12.5% Tris-Tricine polyacrylamide gel, from samples taken from cell extracts and chromatographic fractions of His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein with bioinformatically predicted a molecular weight of 17.3 kDa. Lane unb, unbound cellular proteins; w2, proteins present in buffer after column washing; e3-6, elution fractions from the column.

22C) z próbek preparatyki His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10, wykonanej w warunkach kontrolnych, tj. bez indukcji hodowli IPTG. Ścieżka M, wzorce masy cząsteczkowej białek; ścieżka unb, niezwiązane białka komórkowe; w2, białka obecne w buforze po płukaniu kolumny; e3-6, frakcje elucji z kolumny.22C) from samples of His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein preparation performed under control conditions, i.e. without induction of IPTG culture. Lane M, protein molecular weight standards; unb lane, unbound cellular proteins; w2, proteins present in buffer after column washing; e3-6, elution fractions from the column.

Fig. 23 - przedstawia białko Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10.Figure 23 - Shows Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein.

Fig. 24 - przedstawia białko Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10.Figure 24 - Shows Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein.

Fig. 25 - przedstawia wynik trawienia białka Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 enzymem YUH1.Fig. 25 - Shows the result of digestion of Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-polysignal protein RGDGG10 with the enzyme YUH1.

Fig. 26 - przedstawia dwie techniki ilościowej oceny białek.Fig. 26 - Shows two techniques for quantifying proteins.

Fig. 27 - przedstawia schemat powielania syntetycznego odcinka DNA kodującego 10-mer RGD i 10-mer RGDGG.Figure 27. - Shows a scheme of amplification of a synthetic stretch of DNA encoding the RGD 10-mer and RGDGG 10-mer.

PL 238 941 B1PL 238 941 B1

Fig. 28 - przedstawia kierunkowe powielanie odcinka DNA, kodującego moduł RGD*10, za pomocą systemu enzymatyczno-wektorowego.Figure 28.- It shows the directional amplification of a DNA segment encoding the RGD * 10 module with an enzyme-vector system.

Fig. 29 - przedstawia mapy genetyczne konstruktów wektorów powielających, oznaczonych jako pET21d+_mutSapIRGD_20-100, zawierających wklonowane poli-10-mer-RGD, zawierające 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 kopii modułu kodującego peptyd RGD, o masach cząsteczkowych:Fig. 29 - shows the genetic maps of the duplicator vector constructs, designated pET21d + _mutSapIRGD_20-100, containing cloned poly-10-mer-RGD containing 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 copies of the coding module RGD peptide, with molecular weights:

8,6 kDa, 12,0 kDa, 15,4 kDa, 18,7 kDa, 22,1 kDa, 25,5 kDa, 28,9 kDa, 32,3 kDa, 35,6 kDa.8.6 kDa, 12.0 kDa, 15.4 kDa, 18.7 kDa, 22.1 kDa, 25.5 kDa, 28.9 kDa, 32.3 kDa, 35.6 kDa.

Fig. 30 - przedstawia mapy genetyczne konstruktów wektorów powielających, oznaczonych jako pET21d+_mutSapIRGD_20-100, zawierających wklonowane poli-10-mer-RGD, zawierające 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 kopii modułu kodującego peptyd RGD, o masach cząsteczkowych:Fig. 30 - shows genetic maps of the duplicating vector constructs, designated pET21d + _mutSapIRGD_20-100, containing cloned poly-10-mer-RGD containing 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 copies of the coding module RGD peptide, with molecular weights:

8,6 kDa, 12,0 kDa, 15,4 kDa, 18,7 kDa, 22,1 kDa, 25,5 kDa, 28,9 kDa, 32,3 kDa, 35,6 kDa.8.6 kDa, 12.0 kDa, 15.4 kDa, 18.7 kDa, 22.1 kDa, 25.5 kDa, 28.9 kDa, 32.3 kDa, 35.6 kDa.

Fig. 31 - przedstawia mapy genetyczne konstruktów wektorów powielających, oznaczonych jako pET21d+_mutSapIRGD_20-100, zawierających wklonowane poli-10-mer-RGD, zawierające 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 kopii modułu kodującego peptyd RGD, o masach cząsteczkowych:Fig. 31 - shows the genetic maps of the duplicator vector constructs, designated pET21d + _mutSapIRGD_20-100, containing cloned poly-10-mer-RGD containing 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 copies of the coding module RGD peptide, with molecular weights:

8,6 kDa, 12,0 kDa, 15,4 kDa, 18,7 kDa, 22,1 kDa, 25,5 kDa, 28,9 kDa, 32,3 kDa, 35,6 kDa.8.6 kDa, 12.0 kDa, 15.4 kDa, 18.7 kDa, 22.1 kDa, 25.5 kDa, 28.9 kDa, 32.3 kDa, 35.6 kDa.

Fig. 32 - przedstawia mapy genetyczne konstruktów wektorów powielających, oznaczonych jako pET21d+_mutSapIRGD_20-100, zawierających wklonowane poli-10-mer-RGD, zawierające 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 kopii modułu kodującego peptyd RGD, o masach cząsteczkowych:Fig. 32 - shows the genetic maps of the duplicating vector constructs, designated pET21d + _mutSapIRGD_20-100, containing cloned poly-10-mer-RGD containing 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 copies of the coding module RGD peptide, with molecular weights:

8,6 kDa, 12,0 kDa, 15,4 kDa, 18,7 kDa, 22,1 kDa, 25,5 kDa, 28,9 kDa, 32,3 kDa, 35,6 kDa.8.6 kDa, 12.0 kDa, 15.4 kDa, 18.7 kDa, 22.1 kDa, 25.5 kDa, 28.9 kDa, 32.3 kDa, 35.6 kDa.

Fig. 33 - przedstawia mapy genetyczne konstruktów wektorów powielających, oznaczonych jako pET21d+_mutSapIRGD_20-100, zawierających wklonowane poli-10-mer-RGD, zawierające 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 kopii modułu kodującego peptyd RGD, o masach cząsteczkowych:Figure 33 - shows the genetic maps of the duplicating vector constructs, designated pET21d + _mutSapIRGD_20-100, containing cloned poly-10-mer-RGD containing 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 copies of the coding module RGD peptide, with molecular weights:

8,6 kDa, 12,0 kDa, 15,4 kDa, 18,7 kDa, 22,1 kDa, 25,5 kDa, 28,9 kDa, 32,3 kDa, 35,6 kDa.8.6 kDa, 12.0 kDa, 15.4 kDa, 18.7 kDa, 22.1 kDa, 25.5 kDa, 28.9 kDa, 32.3 kDa, 35.6 kDa.

Fig. 34 - przedstawia mapy genetyczne konstruktów wektorów powielających, oznaczonych jako pET21d+_mutSapIRGD_20-100, zawierających wklonowane poli-10-mer-RGD, zawierające 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 kopii modułu kodującego peptyd RGD, o masach cząsteczkowych:Figure 34 - shows the genetic maps of the duplicator vector constructs, designated pET21d + _mutSapIRGD_20-100, containing cloned poly-10-mer-RGD containing 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 copies of the coding module RGD peptide, with molecular weights:

8,6 kDa, 12,0 kDa, 15,4 kDa, 18,7 kDa, 22,1 kDa, 25,5 kDa, 28,9 kDa, 32,3 kDa, 35,6 kDa.8.6 kDa, 12.0 kDa, 15.4 kDa, 18.7 kDa, 22.1 kDa, 25.5 kDa, 28.9 kDa, 32.3 kDa, 35.6 kDa.

Fig. 35 - przedstawia mapy genetyczne konstruktów wektorów powielających, oznaczonych jako pET21d+_mutSapIRGD_20-100, zawierających wklonowane poli-10-mer-RGD, zawierające 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 kopii modułu kodującego peptyd RGD, o masach cząsteczkowych:Figure 35 - shows the genetic maps of the duplicating vector constructs, designated pET21d + _mutSapIRGD_20-100, containing cloned poly-10-mer-RGD containing 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 copies of the coding module RGD peptide, with molecular weights:

8,6 kDa, 12,0 kDa, 15,4 kDa, 18,7 kDa, 22,1 kDa, 25,5 kDa, 28,9 kDa, 32,3 kDa, 35,6 kDa.8.6 kDa, 12.0 kDa, 15.4 kDa, 18.7 kDa, 22.1 kDa, 25.5 kDa, 28.9 kDa, 32.3 kDa, 35.6 kDa.

Fig. 36 - przedstawia mapy genetyczne konstruktów wektorów powielających, oznaczonych jako pET21d+_mutSapIRGD_20-100, zawierających wklonowane poli-10-mer-RGD, zawierające 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 kopii modułu kodującego peptyd RGD, o masach cząsteczkowych:Fig. 36 - shows the genetic maps of the duplicator vector constructs, designated pET21d + _mutSapIRGD_20-100, containing cloned poly-10-mer-RGD containing 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 copies of the coding module RGD peptide, with molecular weights:

8,6 kDa, 12,0 kDa, 15,4 kDa, 18,7 kDa, 22,1 kDa, 25,5 kDa, 28,9 kDa, 32,3 kDa, 35,6 kDa.8.6 kDa, 12.0 kDa, 15.4 kDa, 18.7 kDa, 22.1 kDa, 25.5 kDa, 28.9 kDa, 32.3 kDa, 35.6 kDa.

Fig. 37 - przedstawia mapy genetyczne konstruktów wektorów powielających, oznaczonych jako pET21d+_mutSapIRGD_20-100, zawierających wklonowane poli-10-mer-RGD, zawierające 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 kopii modułu kodującego peptyd RGD, o masach cząsteczkowych:Figure 37 - shows the genetic maps of the duplicator vector constructs, designated pET21d + _mutSapIRGD_20-100, containing cloned poly-10-mer-RGD containing 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 copies of the coding module RGD peptide, with molecular weights:

8,6 kDa, 12,0 kDa, 15,4 kDa, 18,7 kDa, 22,1 kDa, 25,5 kDa, 28,9 kDa, 32,3 kDa, 35,6 kDa.8.6 kDa, 12.0 kDa, 15.4 kDa, 18.7 kDa, 22.1 kDa, 25.5 kDa, 28.9 kDa, 32.3 kDa, 35.6 kDa.

Fig. 38 - przedstawia sekwencje Seq. 1; Seq. 2, Seq. 3, Seq. 4.Figure 38. Shows the Seq sequences. 1; Seq. 2, Seq. 3, Seq. 4.

Fig. 39 - przedstawia reprezentatywne obrazy mikroskopowe uwidaczniania białek znacznikowych (epitopów) metodą immunocytochemiczną w komórkach izolowanych z mózgu szczura w pierwotnej hodowli neuralnej po pierwszym dniu hodowli in vitro. Panel górny (seria A): mała strzałka pokazuje komórkę dającą pozytywną reakcję na białko GFAP (zdjęcie A1) charakterystyczne dla astrocytów (komórek glejowych), zaś grot dużej strzałki wskazuje komórki posiadające białko DCX (dabulkortynę) (zdjęcie A2) charakterystyczne dla młodych neuronów (neuroblastów), barwienie Hoechst (zdjęcie A3) uwidacznia wszystkie komórki widoczne w polu widzenia.Figure 39 - shows representative microscopic images of the visualization of marker proteins (epitopes) by immunocytochemistry in cells isolated from rat brain in primary neural culture after the first day of in vitro culture. Top panel (series A): the small arrow shows a cell with a positive reaction to the GFAP protein (Figure A1) characteristic of astrocytes (glial cells), and the tip of the large arrow indicates cells having the DCX protein (dabulcortin) (photo A2) characteristic of young neurons ( neuroblasts), Hoechst staining (picture A3) shows all cells visible in the field of view.

Panel środkowy (seria B): pokazuje komórki wskazane grotem dużej strzałki, które przechodzą podziały komórkowe uwidocznione przez obecność białka Ki67 dla części okresu proliferacji (zdjęcie B2) oraz pokazuje wybrane komórki astrocytów wskazane małą strzałką aktualnie nie przechodzących podziałów komórkowych (zdjęcie B2). Panel dolny (seria C): przedstawia komórki neuralne wykazujące reaktywność immunocytochemiczną dla komórek prekursorowych poprzez obecność białka znacznikowego SOX2, wśród których są komórki o aktywności podziałowej jak komórki u dołu zdjęcia C1. Widoczne są także inne komórki (nieprekursorowe, niereaktywne na Sox2) wykazujące takie podziały komórkowe (wskazane grotem dużej strzałki na zdjęciu C2). Wniosek z obserwacji: w hodowli pierwotnej komórek neuralnych izolowanych z rozwijającej się kory mózgowej szczurów w pierwszym dniu hodowli jest duża różnorodność typów komórek o różnej aktywności proliferacyjnej.Middle panel (series B): shows the cells indicated by the large arrowhead that undergo cell divisions as visualized by the presence of the Ki67 protein for part of the proliferation period (Photo B2) and shows the selected astrocyte cells indicated by the small arrow currently not dividing (Photo B2). Bottom panel (series C): Shows neural cells showing immunocytochemical reactivity to precursor cells by the presence of the SOX2 marker protein, among which there are cells with division activity like cells at the bottom of image C1. Other cells (non-precursor, non-reactive to Sox2) showing such cell division are also visible (indicated by the large arrowhead in photo C2). Conclusion from the observation: in the primary culture of neuronal cells isolated from the developing cerebral cortex of rats on the first day of culture, there is a large variety of cell types with different proliferative activity.

PL 238 941 B1PL 238 941 B1

Fig. 40 - przedstawia detekcję immunocytochemiczną charakterystycznych białek znacznikowych dla różnych współwystępujących populacji komórkowych w czternastym dniu hodowli in vitro (14 DIV): o złożonej prawidłowej morfologii dojrzałych astrocytów wykazujących obecność typowego dla nich białka GFAP, a także dojrzałych neuronów, wykazujących obecność charakterystycznego dla nich białka NeuN. W hodowli można wyróżnić komórki przechodzące podziały komórkowe, wykazujące immunoreaktywność dla białka Ki67 oraz komórek niedzielących się niewykazujących takiej immunoreaktywności. W hodowli w dniu 14, bez działania czynnika uszkodzeniowego, nie obserwuje się komórek przechodzących proces śmierci komórkowej (komórki niereaktywne dla białka kaspazy 3).Fig. 40 - shows the immunocytochemical detection of characteristic marker proteins for various co-occurring cell populations on the fourteenth day of in vitro culture (14 DIV): with complex normal morphology of mature astrocytes showing the presence of the GFAP protein typical for them, as well as mature neurons showing the presence of their characteristic NeuN proteins. In culture, one can distinguish cells undergoing cell division, showing immunoreactivity for the Ki67 protein, and non-dividing cells not showing such immunoreactivity. In culture on day 14, without the action of the damage factor, no cells undergoing the cell death process (cells non-reactive for caspase 3 protein) are observed.

Fig. 41 - przedstawia odpowiedzi hodowli neuralnej na różne natężenie czynnika uszkodzeniowego w postaci deprywacji glukozy; na tej podstawie wyselekcjonowano działanie deprywacji przez 1 godzinę (słupek oznaczony szarym kolorem) do dalszych badań umożliwiający żywotność hodowli neuralnej na poziomie 70% do testowania neuroprotekcyjnego działania badanych peptydów.Fig. 41. Shows the neural culture responses to varying intensities of glucose deprivation damage factor; on this basis, the deprivation effect for 1 hour (gray bar) was selected for further studies allowing the viability of the neural culture at the level of 70% for testing the neuroprotective effect of the tested peptides.

Fig. 42 - przedstawia odpowiedzi hodowli neuralnej na różne natężenie działania czynnika uszkodzeniowego w postaci inhibicji oddychania komórkowego (stres oksydacyjny); na tej podstawie wyselekcjonowano działanie azydku sodu w stężeniu 10 mM (słupek oznaczony szarym kolorem) do dalszych badań umożliwiający żywotność hodowli neuralnej na poziomie około 65% do testowania neuroprotekcyjnego działania badanych peptydów.Fig. 42. Shows the neural culture responses to various intensities of the action of the damage factor in the form of inhibition of cellular respiration (oxidative stress); on this basis, the action of sodium azide at a concentration of 10 mM (gray bar) was selected for further studies allowing the viability of the neural culture at the level of about 65% for testing the neuroprotective effect of the tested peptides.

Fig. 43 - przedstawia odpowiedzi hodowli neuralnej na różne natężenie czynnika uszkodzeniowego w postaci zakwaszenia pożywki (acydoza); na tej podstawie wyselekcjonowano działanie mleczanu sodu w stężeniu 200 mM (słupek oznaczony szarym kolorem) do dalszych badań umożliwiający żywotność hodowli neuralnej na poziomie około 70% do testowania neuroprotekcyjnego działania badanych peptydów.Fig. 43 - shows the neural culture responses to different intensities of the acidification of the medium (acidosis) damage factor; on this basis, the effect of sodium lactate at a concentration of 200 mM (gray bar) was selected for further studies allowing the viability of the neural culture at the level of about 70% for testing the neuroprotective effect of the tested peptides.

Fig. 44 - przedstawia odpowiedzi hodowli neuralnej na różne natężenie czynnika uszkodzeniowego w postaci nadmiernego pobudzenia neuronów (ekscytotoksyczność) wywołaną kwasem glutaminowym); na tej podstawie wyselekcjonowano działanie kwasu glutaminowego w stężeniu 400 μM (słupek oznaczony szarym kolorem) do dalszych badań umożliwiający żywotność hodowli neuralnej na poziomie około 70% do testowania neuroprotekcyjnego działania badanych peptydów.Figure 44 shows the neural culture responses to varying intensities of the neuronal overstimulation (excitotoxicity) induced by glutamic acid damage factor; on this basis, the action of glutamic acid at a concentration of 400 μM (gray bar) was selected for further studies, allowing the viability of the neural culture at the level of about 70% for testing the neuroprotective effect of the tested peptides.

Fig. 45 - przedstawia odpowiedzi hodowli neuralnej na różne natężenie czynnika uszkodzeniowego w postaci nadmiernego pobudzenia neuronów (ekscytotoksyczność) wywołaną NMDA); na tej podstawie wyselekcjonowano działanie NMDA w stężeniu 800 μΜ (słupek oznaczony szarym kolorem) do dalszych badań umożliwiający żywotność hodowli neuralnej na poziomie około 70% do testowania neuroprotekcyjnego działania badanych peptydów.Fig. 45 - shows the neural culture responses to varying intensities of the neuronal overstimulation (NMDA-induced excitotoxicity) damage factor; on this basis, NMDA activity at a concentration of 800 μΜ (gray bar) was selected for further studies allowing the viability of the neural culture at about 70% for testing the neuroprotective effect of the tested peptides.

Fig. 46 - przedstawia odpowiedzi hodowli neuralnej na różne natężenie czynnika uszkodzeniowego w postaci nadmiernego pobudzenia neuronów (ekscytotoksyczność) wywołaną kwasem kainowym; na tej podstawie wyselekcjonowano działanie kwasu kainowego w stężeniu 800 μΜ (słupek oznaczony szarym kolorem) do dalszych badań umożliwiający żywotność hodowli neuralnej na poziomie około 70% do testowania neuroprotekcyjnego działania badanych peptydów.Figure 46. Shows the neural culture responses to varying intensities of the neuronal overstimulation (excitotoxicity) damage factor induced by kainic acid; on this basis, the effect of kainic acid at a concentration of 800 μΜ (gray bar) was selected for further studies, allowing the viability of the neural culture at the level of about 70% for testing the neuroprotective effect of the tested peptides.

Fig. 47 - przedstawia wpływ peptydu RGD1 na przeżywalność hodowli neuralnej. Obserwowano brak cytotoksycznego działania peptydu RGD1 we wszystkich badanych stężeniach. Peptydem odniesienia (referencyjnym) jest peptyd TAT w stężeniu 50 μΜ oznaczony szarym słupkiem.Fig. 47 - Shows the effect of RGD1 peptide on survival of neural culture. No cytotoxic effect of the RGD1 peptide was observed at all tested concentrations. The reference peptide is the 50 μΜ TAT peptide marked with a gray bar.

Fig. 48 - przedstawia wpływ peptydu RGD2 na przeżywalność hodowli neuralnej. Obserwowano bardzo niską cytotoksyczność peptydu RGD2 we wszystkich badanych stężeniach. Peptydem odniesienia (referencyjnym) jest peptyd TAT w stężeniu 50 μΜ oznaczony szarym słupkiem.Fig. 48 - Shows the effect of RGD2 peptide on survival of neural culture. Very low cytotoxicity of the RGD2 peptide was observed at all tested concentrations. The reference peptide is the 50 μΜ TAT peptide marked with a gray bar.

Fig. 49 - przedstawia wpływ peptydu RGD3 na przeżywalność hodowli neuralnej. Obserwowano niską cytotoksyczność peptydu RGD3. Peptydem odniesienia (referencyjnym) jest peptyd TAT w stężeniu 50 μΜ oznaczony szarym słupkiem.Fig. 49 - Shows the effect of RGD3 peptide on survival of neural culture. Low cytotoxicity of the RGD3 peptide was observed. The reference peptide is the 50 μΜ TAT peptide marked with a gray bar.

Fig. 50 - przedstawia wpływ peptydu RGD4 na przeżywalność hodowli neuralnej. Peptydem odniesienia (referencyjnym) jest peptyd TAT w stężeniu 50 μM oznaczony szarym słupkiem.Fig. 50 - Shows the effect of RGD4 peptide on survival of neural culture. The reference peptide is the 50 μM TAT peptide marked with a gray bar.

Fig. 51 - przedstawia wpływ peptydu AcRGD1 na przeżywalność hodowli neuralnej. Peptydem odniesienia (referencyjnym) jest peptyd TAT w stężeniu 50 μΜ oznaczony szarym słupkiem.Fig. 51 - Shows the effect of AcRGD1 peptide on survival of neural culture. The reference peptide is the 50 μΜ TAT peptide marked with a gray bar.

Fig. 52 - przedstawia wpływ peptydu AcRGD3 na przeżywalność hodowli neuralnej. Peptydem odniesienia (referencyjnym) jest peptyd TAT w stężeniu 50 μΜ oznaczony szarym słupkiem.Fig. 52 - Shows the effect of AcRGD3 peptide on survival of neural culture. The reference peptide is the 50 μΜ TAT peptide marked with a gray bar.

Fig. 53 - przedstawia wpływ peptydu RGD10-PM, uzyskanego przez syntezę chemiczną, na przeżywalność hodowli neuralnej. Peptydem odniesienia (referencyjnym) jest peptyd TAT w stężeniu 50 μΜ oznaczony szarym słupkiem.Figure 53. - Shows the effect of RGD10-PM peptide obtained by chemical synthesis on survival of neural culture. The reference peptide is the 50 μΜ TAT peptide marked with a gray bar.

PL 238 941 B1PL 238 941 B1

Fig. 54 - przedstawia wpływ peptydu RGD10-PS, uzyskanego przez syntezę biologiczną, na przeżywalność hodowli neuralnej. Peptydem odniesienia (referencyjnym) jest peptyd TAT w stężeniu 50 μΜ oznaczony szarym słupkiem.Figure 54. - Shows the effect of RGD10-PS peptide, obtained by biological synthesis, on survival of neural culture. The reference peptide is the 50 μΜ TAT peptide marked with a gray bar.

Fig. 55 - przedstawia aktywność peptydu dzenia neurologicznego.Figure 55 - Shows the activity of the neurological peptide.

Fig. 56 - przedstawia aktywność peptydu dzenia neurologicznego.Figure 56 - Shows the activity of the neurological peptide.

Fig. 57 - przedstawia aktywność peptydu dzenia neurologicznego.Figure 57. - Shows the activity of the neurological peptide.

Fig. 58 - przedstawia aktywność peptydu dzenia neurologicznego.Figure 58. - Shows the activity of the neurological peptide.

RGD1RGD1

RGD2RGD2

RGD3RGD3

RGD4 wieloczynnikowym wieloczynnikowym wieloczynnikowym wieloczynnikowym modelu modelu modelu modelu in in in in vitro vitro vitro vitro uszkouszkouszkouszko-RGD4 multivariate multivariate multivariate multivariate model model model in in vitro vitro vitro

Fig. 59 - przedstawia aktywność peptydu AcRGDI w wieloczynnikowym modelu in vitro uszkodzenia neurologicznego.Figure 59. - Shows the activity of AcRGDI peptide in a multifactorial in vitro model of neurological injury.

Fig. 60 - przedstawia aktywność peptydu AcRGD3 w wieloczynnikowym modelu in vitro uszkodzenia neurologicznego.Figure 60. - Shows the activity of AcRGD3 peptide in the multifactorial in vitro neurological injury model.

Fig. 61 - przedstawia aktywność peptydu RGD10-PM, uzyskanego przez syntezę chemiczną, w wieloczynnikowym modelu in vitro uszkodzenia neurologicznego.Figure 61. Shows the activity of RGD10-PM peptide, obtained by chemical synthesis, in a multivariate in vitro model of neurological injury.

Fig. 62 - przedstawia aktywność peptydu RGD10-PS, uzyskanego przez syntezę biologiczną, w wieloczynnikowym modelu in vitro uszkodzenia neurologicznego.Figure 62. - Shows the activity of RGD10-PS peptide, obtained by biological synthesis, in the multifactorial in vitro model of neurological injury.

Fig. 63 - przedstawia schemat prowadzenia hodowli organotypowych skrawków hipokampa ex vivo i eksperymentu mającego na celu badanie potencjału neuroprotekcyjnego związków bioaktywnych. Do 8-dniowej hodowli dodawano jodek propidyny (PI) i przeprowadzano wstępną ocenę skrawków w mikroskopie fluorescencyjnym w celu eliminacji uszkodzonych skrawków. Po usunięciu PI, wraz ze świeżą pożywką dodawano czynnik indukujący ekscytotoksyczność - NMDA w stężeniu 100 μM, który usuwano po 3 godzinach oraz związek bioaktywny, który był obecny w pożywce do końca doświadczenia. Obserwację końcową prowadzono po 24 godzinach od rozpoczęcia eksperymentu, po wcześniejszym dodaniu PI dla uwidocznienia martwych komórek analizowanych następnie pod mikroskopem fluorescencyjnym. Procent komórek martwych (pozytywnych w barwieniu jodkiem propidyny) liczono za pomocą wzoru:Figure 63 is a schematic view of culturing ex vivo organotypic hippocampal sections and an experiment to study the neuroprotective potential of bioactive compounds. Propidium iodide (PI) was added to the 8-day culture and the sections were preliminarily assessed under a fluorescence microscope to eliminate damaged sections. After removing PI, the excitotoxicity inducing factor NMDA was added together with the fresh medium at a concentration of 100 μM, which was removed after 3 hours, and the bioactive compound that was present in the medium until the end of the experiment. Final observation was made 24 hours from the start of the experiment, after prior addition of PI to visualize dead cells then analyzed under a fluorescence microscope. The percentage of dead cells (positive for propidium iodide staining) was calculated by the formula:

% komórek pozytywnych PI = (intensywność fluorescencji skrawka[FI]/max[FI]) χ 100%, zaś maksymalne uszkodzenie, czyli max[FI] wyznaczono działając na skrawki hipokampa NMDA w stężeniu 250 μM.% PI positive cells = (section fluorescence intensity [FI] / max [FI]) χ 100%, and the maximum damage, ie max [FI], was determined by treating NMDA hippocampus sections at a concentration of 250 µM.

Fig. 64 - przedstawia bezpośredni efekt neuroprotekcyjny (przeciwuszkodzeniowy) peptydu RGD1 na żywe skrawki ex vivo z mózgu szczura. Pokazano reprezentatywne żywe skrawki zawierające ważne struktury mózgu zwane hipokampem w hodowli organotypowej poddane działaniu czynnika powodującego masową śmierć neuronów (NMDA w stężeniu 100 μΜ), gdzie obumierające neurony widoczne są jako czarne punkty po barwieniu jodkiem propidyny, a pierwotne obrazy z mikroskopu fluorescencyjnego zostały zamienione na wersje negatywowe:Figure 64. - Shows the direct neuroprotective (anti-damage) effect of the RGD1 peptide on ex vivo live sections from rat brain. Shown are representative live sections containing important brain structures called the hippocampus in organotypic culture treated with Mass Neuron Death Factor (NMDA at 100 μΜ), where dying neurons appear as black spots upon staining with propidium iodide, and primary fluorescence microscopy images have been replaced with negative versions:

A) przykład skrawka kontrolnego (z podaniem soli fizjologicznej zamiast NMDA),A) an example of a control section (with saline instead of NMDA given),

B) przykład skrawka 24 godziny po działaniu przez 3 godziny czynnika uszkodzeniowego 100 μM NMDA,B) example of a section 24 hours after exposure to 100 μM NMDA damage factor for 3 hours,

C) przykład skrawka po działaniu przez 3 godziny czynnika uszkodzeniowego 100 μM NMDA a następnie działaniu przez 24 godziny roztworu 100 μΜ RGD1. Wyraźnie widoczne potwierdzenie neuroprotekcyjnego (przeciwuszkodzeniowego) działania peptydu RGD1 na żywych skrawkach z mózgu szczura w modelu uszkodzenia neurologicznego (ekscytotoksycznego).C) Example of a section after treatment with 100 µM NMDA damage factor for 3 hours and then with 100 µM RGD1 solution for 24 hours. Clearly visible confirmation of the neuroprotective (anti-damage) effect of the RGD1 peptide on live sections from rat brain in a model of neurological (excitotoxic) damage.

Fi g. 65 - przedstawia analizę ilościową porównania badania śmiertelności komórek w żywych skrawkach ex vivo z mózgu szczura po działaniu czynnika uszkodzeniowego (NMDA w stężeniu 100 μΜ) oraz po wyraźnie neuroportekcyjnym działaniu peptydu RGD1 badanego w różnych stężeniach. Przedstawiono również porównanie, że działanie samego peptydu RGD1 (100 μM) nie wywierało negatywnego efektu na ilościowe pomiary śmiertelności komórek w porównaniu do hodowli kontrolnej, bez działania tego peptydu i czynnika urządzeniowego. Należy zwrócić uwagę na istotne statystycznie różnice śmiertelności między grupą z samym uszkodzeniem NMDA a grupami z uszkodzeniem i RGD1 w stężeniu 10 i 100 μΜ (Tukey’s Multiple Comparison Test, wartość P<0,05).Fig. 65 - presents a quantitative analysis of the comparison of the cell death study in ex vivo live sections from rat brain after the action of the damage factor (NMDA at 100 μΜ) and after the clearly neuroportive effect of the RGD1 peptide tested at various concentrations. A comparison was also presented that the effect of the RGD1 peptide (100 µM) alone had no negative effect on the quantification of cell mortality compared to the control culture, without the effect of this peptide and device factor. Note the statistically significant differences in mortality between the group with NMDA damage alone and the groups with damage and RGD1 at 10 and 100 μΜ (Tukey's Multiple Comparison Test, P value <0.05).

Wynalazek ilustrują następujące przykłady wykonania.The following examples illustrate the invention.

PL 238 941 B1PL 238 941 B1

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Synteza chemiczna peptydów RGD.Chemical synthesis of RGD peptides.

Peptydy RGD1, RGD2, RGD3, RGD4, RGD10-PM i AcRGD3 zostały zsyntezowane na nośniku stałym, metodą Fmoc za pomocą syntezatora automatycznego z użyciem żywicy amidowej TentaGel S RAM. W trakcie syntezy acetylowanych analogów peptydów, odpowiednie peptydylożywice acetylowano N-acetyloimidazolem w dimetyloformamidzie (DMF) przez godzinę. Po syntezie peptydy odszczepiono z peptydylożywicy za pomocą 98% kwasu trifluorooctowego (TFA) i wytrącono zimnym eterem dietylowym. Surowe peptydy oczyszczano za pomocą preparatywnego HPLC z wykorzystaniem kolumny Maisch C-18 o wymiarach 250 χ 40 mm, wielkość ziaren 10 μm. Stosowano liniowy gradient acetonitrylu (ACN) z 0,08% dodatkiem TFA. Szybkość przepływu fazy ruchomej wynosiła 25 ml/min. Poszczególne frakcje analizowano przy pomocy analitycznego HPLC wykorzystując kolumnę Phenomenex Kinetex XB-C18, o wymiarach 150 χ 4,6 mm, wielkość ziaren 5 μm. Dla wszystkich peptydów stosowano gradient 0-20% ACN (z 0,08% dodatkiem TFA) w 30 min z przepływem 1 ml/min. Po oczyszczaniu peptydy zliofilizowano, a następnie umieszczono je w roztworze 0,01 M HCl w celu wymiany jonów z trifluorooctanowych na jony chlorkowe i ponownie zliofilizowano. Oczyszczone peptydy scharakteryzowano przy pomocy analitycznego HPLC oraz spektrometrii mas ESI wykorzystując spektrometr mas.The peptides RGD1, RGD2, RGD3, RGD4, RGD10-PM and AcRGD3 were synthesized on a solid support by the Fmoc method with an automated synthesizer using TentaGel S RAM amide resin. During the synthesis of acetylated peptide analogs, the respective peptidyl resins were acetylated with N-acetylimidazole in dimethylformamide (DMF) for one hour. After synthesis, the peptides were cleaved from the peptidyl resin with 98% trifluoroacetic acid (TFA) and precipitated with cold diethyl ether. The crude peptides were purified by preparative HPLC using a Maisch C-18 column 250 × 40 mm, grain size 10 µm. A linear gradient of acetonitrile (ACN) was used with 0.08% addition of TFA. The mobile phase flow rate was 25 ml / min. Individual fractions were analyzed by analytical HPLC using a Phenomenex Kinetex XB-C18 column, dimensions 150 × 4.6 mm, grain size 5 μm. A gradient of 0-20% ACN (with 0.08% TFA addition) in 30 min with a flow of 1 ml / min was applied for all peptides. After purification, the peptides were lyophilized and then placed in a 0.01 M HCl solution to exchange trifluoroacetate ions for chloride ions and lyophilized again. The purified peptides were characterized by analytical HPLC and ESI mass spectrometry using a mass spectrometer.

Charakterystykę uzyskanych peptydów pokazują Fig. 3-15. Chromatogramy HPLC pokazują czystość peptydów. Wszystkie zsyntezowane metodą syntezy na stałym nośniku peptydy miały >95% czystości. Natomiast spektrometria mas (ESI MS) pokazuje prawidłową tożsamość struktury peptydu oraz jego homogenność. Na widmach masowych widać sygnały odpowiadające jonom pseudomolekularnym (M+H)+ lub naładowanym w różnym stopniu (+2, +3, +4) danego peptydu.The characterization of the peptides obtained is shown in Figs. 3-15. HPLC chromatograms show the purity of the peptides. All peptides synthesized by solid support synthesis were> 95% pure. On the other hand, mass spectrometry (ESI MS) shows the correct identity of the peptide structure and its homogeneity. The mass spectra show signals corresponding to pseudomolecular ions (M + H) + or to a different degree charged (+2, +3, +4) of a given peptide.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Sposób uzyskiwania konkatamerycznych białek polisygnałowych, pochodnych peptydu RGD do celów pro-regeneracyjnych, wektory DNA do realizacji tego sposobu oraz białka polisygnałowe poli-RGD.A method for obtaining concatameric polysignal proteins, RGD peptide derivatives for pro-regenerative purposes, DNA vectors for carrying out this method and poly RGD polysignal proteins.

Przedmiotem wynalazku jest sposób uzyskiwania białek polisygnałowych, składających się ze spolimeryzowanego peptydu RGD i jego pochodnych o właściwościach pro-regeneracyjnych, wektory DNA do realizacji tego sposobu, biosyntetyzowane i izolowane białka polisygnałowe, procedury izolowania oraz peptydowe jednostki monomeryczne, użyte do konstrukcji białek polisygnałowych. Uzyskiwane zgodnie z wynalazkiem białka mogą znaleźć szereg zastosowań w regeneracji komórek, tkanek i narządów. Białka polisygnałowe mogą zawierać m.in. multimery hormonów peptydowych lub biologicznie czynne fragmenty białek sygnałowych, stymulujących procesy regeneracji tkanek. Białka polisygnałowe, umieszczone w ranie, mogą bezpośrednio stymulować proces regeneracji lub stopniowo uwalniać pod wpływem autodegradacji lub proteaz organizmu znajdujących się w ranie, biologicznie czynne peptydy, stymulujące regenerację.The subject of the invention is a method of obtaining polysignal proteins, consisting of a polymerized RGD peptide and its derivatives with pro-regenerative properties, DNA vectors for the implementation of this method, biosynthesized and isolated polysignal proteins, isolation procedures and peptide monomer units used for the construction of polysignal proteins. The proteins obtained according to the invention can find a number of applications in the regeneration of cells, tissues and organs. Polysignal proteins may contain, among others multimers of peptide hormones or biologically active fragments of signaling proteins, stimulating tissue regeneration processes. Polysignal proteins, placed in the wound, can directly stimulate the regeneration process or gradually release, due to auto-degradation or the organism's proteases in the wound, biologically active peptides that stimulate regeneration.

Konstrukcję białek polisygnałowych wykonano stosując metody projektowania bioinformatycznego zoptymalizowanych genów, syntezy chemicznej kodującego DNA, klonowania molekularnego do bakterii Escherichia coli oraz zastrzeżonej technologii kierunkowego, enzymatyczno-wektorowego powielania odcinka DNA, z zachowaniem ciągłości kodowanej Otwartej Ramki Odczytu, kodującej konstruowane konkatameryczne białko polisygnałowe. Technologia opisuje również konstrukcję nanostruktur biologicznych w postaci opłaszczonych na drodze genetycznej białkami polisygnałowymi rekombinantowych bakteriofagów. Ww. technologia, jest przedmiotem patentu PL 228341 B (BioVentures Institute Sp. z o.o.).The construction of polysignal proteins was performed using the methods of bioinformatics design of optimized genes, chemical synthesis of the coding DNA, molecular cloning into Escherichia coli bacteria and proprietary technology of directional, enzymatic-vector amplification of a DNA segment, with the continuity of the encoded Open Reading Frame encoding the constructed concatameral polysignal protein. The technology also describes the construction of biological nanostructures in the form of genetically coated polysignal proteins of recombinant bacteriophages. Above technology, is the subject of patent PL 228341 B (BioVentures Institute Sp.z o.o.).

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

Schemat realizacji sposobu według wynalazku.Diagram of the method according to the invention.

Wyselekcjonowany bioaktywny peptyd RGD o działaniu przeciwuszkodzeniowym i/lub neuroprotekcyjnym, został poddany dalszym procedurom powielania na poziomie DNA, a w wyniku translacji uzyskanych konkatamerycznych genów, również został powielony na poziomie translacji in vivo w formie konkatamerycznego białka. Peptyd RGD został powielony w 2 wariantach: (i) RGD oraz (ii) RGDGG. Wariant RGDGG zawierał 2 dodatkowe reszty G. Założono, że te 2 powtarzające się reszty G tworzą nieustrukturyzowane segmenty polipeptydu pomiędzy segmentami RGD, stymulują motyw RGD do autonomicznego formowania struktury bioaktywnej oraz jego większej ekspozycji i dostępności w roztworze. Powielenie ww. motywów dokonano na 2 sposoby: (i) na poziomie syntezy chemicznej oraz (ii) z zastosowaniem ww. opatentowanej technologii powielania enzymatyczno-wektorowego in vitro/in vivo [Skowron i in. 2014-2017]. Stosując syntezę chemiczną możliwe jestThe selected bioactive RGD peptide with anti-damage and / or neuroprotective action was subjected to further amplification procedures at the DNA level, and as a result of translation of the obtained concatameric genes, it was also amplified at the level of in vivo translation in the form of a concatameric protein. The RGD peptide was amplified in 2 variants: (i) RGD and (ii) RGDGG. The RGDGG variant contained 2 additional G residues. It was assumed that these 2 repeating G residues form unstructured polypeptide segments between the RGD segments, stimulate the RGD motif to autonomously form a bioactive structure and to increase its exposure and availability in solution. Reproduction of the above-mentioned The motifs were made in two ways: (i) at the level of chemical synthesis and (ii) using the above-mentioned patented technology of enzymatic-vector duplication in vitro / in vivo [Skowron et al. 2014-2017]. By applying chemical synthesis it is possible

PL 238 941 B1 otrzymanie typowo jedynie 5-10 kopii powielonego odcinka DNA w konkatamerze. Stosując technologię wektorowo-enzymatyczną możliwe jest uzyskanie do 500 kopii powielonego odcinka DNA w konkatamerze. Konstrukcję białek polisygnałowych RGD przeprowadzono zatem stosując kombinację obu metod, w celu uzyskania spektrum klonowanych konkatamerów o różnej ilości kopii jednostek monomerycznych. W podejściu (i) zastosowano wielomodułową konstrukcję fuzyjnego białka polisygnałowego RGD i RGDGG, zawierającego następujące moduły: (a) znacznik Hiss - sześciu reszt histydyny na N-końcu celem zastosowania wysokowydajnej metody izolowania rekombinantowego białka chromatografią metalopowinowactwa; (b) znacznik c-Myc w celu zastosowania wysokoczułej detekcji rekombinantowego białka dedykowanymi przeciwciałami anty-c-Myc; (c) znacznik aminokwasowy WYY, celem usprawnienia detekcji rekombinantowego białka w świetle UV oraz podczas barwienia żeli elektroforetycznych; (d) ubikwitynę na N-końcu projektowanego białka, za znacznikami Hiss i c-Myc. Białko ubikwityna jest stosowane jako partner fuzyjny w celu poprawienia poziomu ekspresji fuzyjnych białek, obniżenia toksyczności białek, poprawienia ich stabilności in vivo. Ubikwitynę można opcjonalnie odciąć proteolitycznie od wyizolowanego białka fuzyjnego, stosując rekombinantowy enzym drożdżowa hydrolaza ubikwitynowa-Hiss (oznaczony dalej jako YUH1). Układ ten pozwala na odcięcie ubikwityny i poprzedzających ją sekwencji aminokwasowych bez pozostawienia dodatkowych reszt aminokwasowych w domenie białka fuzyjnego, zawierającej białko polisygnałowe; (e) białko polisygnałowe 10-mer RGD lub 10-mer RGDGG. W podejściu (ii) zastosowano powielanie odcinka DNA, kodującego 10-mer RGD i 10-mer RGDGG za pomocą wektora powielająco-ekspresyjnego, endonukleazy Sapl oraz ligazy DNA jak ujawniono w opisach patentowych opisujących technologię jak np.: PL228341, US 10874735, EP 15738474.4. Uzyskane konkatamery wyższego rzędu klonowano: (1) w miejsca Sapl wektora powielająco-ekspresyjnego, tworzącego fuzję białka polisygnałowego ze znacznikiem Hiss oraz (2) do wektora powielająco-ekspresyjnego, do którego uprzednio wklonowano syntetyczny segment DNA, zawierający zaprojektowany gen, kodujący białko fuzyjne Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe. Wektor ten posiada wewnętrzne miejsca Sapl, których ułożenie jest zaprojektowane w taki sposób, że cięcie DNA Sapl uwalnia białko polisygnałowe, pozostawiając kasetę Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna w wektorze. Po wklonowaniu konkatamerów wyższego rzędu, następuje ich fuzja z kasetą Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna, tworząc nowe białko fuzyjne, zawierające ww. kasetę oraz zwiększone ilości kopii jednostek monomerycznych RGD lub RGDGG w przyłączonych białkach polisygnałowych.Typically obtaining only 5-10 copies of an amplified stretch of DNA in a concatamer. Using vector-enzyme technology, it is possible to obtain up to 500 copies of the amplified DNA segment in a concatamer. The construction of RGD polysignal proteins was therefore carried out using a combination of both methods to obtain a spectrum of cloned concatamers with different copy number of monomer units. In approach (i) a multi-module construction of an RGD polysignal fusion protein and RGDGG was used, containing the following modules: (a) Hiss tag - six histidine residues at the N-terminus to apply a high-throughput method of isolating a recombinant protein by metallo-affinity chromatography; (b) a c-Myc tag to use highly sensitive detection of the recombinant protein with dedicated anti-c-Myc antibodies; (c) the amino acid tag WYY to improve detection of the recombinant protein under UV light and during the staining of electrophoretic gels; (d) ubiquitin at the N-terminus of the design protein, after the Hiss and c-Myc tags. The ubiquitin protein is used as a fusion partner to improve the expression level of fusion proteins, reduce the toxicity of the proteins, and improve their in vivo stability. Ubiquitin can optionally be cleaved proteolytically from the isolated fusion protein using the recombinant yeast ubiquitin hydrolase-Hiss enzyme (hereinafter YUH1). This arrangement allows for the cleavage of ubiquitin and the preceding amino acid sequences without leaving additional amino acid residues in the domain of the fusion protein that contains the polysignal protein; (e) a 10-mer RGD or 10-mer RGDGG polysignal protein. In the approach (ii), the DNA section encoding the RGD 10-mer and RGDGG 10-mer was amplified by means of an expression vector, Sap1 endonuclease and DNA ligase as disclosed in patents describing the technology, such as: PL228341, US 10874735, EP 15738474.4 . The obtained higher order concatamers were cloned: (1) into the Sap1 sites of the duplicator-expression vector, creating a fusion of the polysignal protein with the Hiss tag, and (2) into the duplicator-expression vector, into which a synthetic DNA segment was previously cloned, containing the designed gene encoding the Hiss fusion protein -c-Myc-WYY-Ubiquitin-polysignal protein. This vector has internal Sap1 sites, the arrangement of which is designed such that cleavage of the Sap1 DNA releases the polysignal protein, leaving the Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin cassette in the vector. After cloning of higher order concatamers, they fuse with the Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin cassette, creating a new fusion protein containing the above-mentioned. cassette, and increased copy numbers of RGD or RGDGG monomeric units in the attached polysignal proteins.

P r z y k ł a d 4P r z k ł a d 4

Projekt i klonowanie molekularne białek fuzyjnych, zawierających ubikwitynę, znaczniki peptydowe oraz białko polisygnałowe RGD10 i RGDGG10.Design and molecular cloning of fusion proteins containing ubiquitin, peptide tags and RGD10 and RGDGG10 polysignal proteins.

W przykładowej realizacji zaprezentowanej na Fig. 16, 17, 18, 19 zaprojektowano kasety DNA, zawierające moduł powielający Sapl oraz zoptymalizowane pod względem użycia kodonów w bakterii Escherichia coli syntetyczne geny, kodujące białka fuzyjne: Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 (DNA ujawniony jako Seq. 1, kodowane białko ujawnione jako Seq. 2) oraz Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 (DNA ujawniony jako Seq. 3, kodowane białko ujawnione jako Seq. 4) w bakterii Escherichia coli.In the exemplary implementation presented in Figs. 16, 17, 18, 19, DNA cassettes containing the Sap1 amplification module and codon-optimized Escherichia coli bacterial genes encoding the Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-protein fusion proteins were designed. RGD10 polysignal (DNA disclosed as Seq. 1, encoded protein disclosed as Seq. 2) and Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein (DNA disclosed as Seq. 3, encoded protein disclosed as Seq. 4) in bacteria Escherichia coli.

W przykładowej realizacji zaprezentowanej na Fig. 20, 21, 22, 23 zrealizowano klonowanie syntetycznych genów do wektora komercyjnego pET28(+), posiadający silny, hybrydowy promotor transkrypcji T7-lac, przekształcając wektor pET28(+) w wektor ekspresyjno-powielający, niosący zaprojektowane syntetyczne geny w konfiguracji optymalnej odległości od promotora T7-lac oraz sygnałów startu translacji ang. Ribosome Binding Site i kodonu ATG. Jako rekombinantowego gospodarza do biosyntezy skonstruowanych syntetycznych genów zastosowano laboratoryjny szczep ekspresyjny Escherichia coli BL21 Star (DE3). Sekwencję nukleotydową kasety wraz z zaznaczonymi rejonami funkcjonalnymi, zawierającej gen kodujący Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz eksprymowaną sekwencję aminokwasową fuzyjnego białka przedstawia Fig. 16. Sekwencję nukleotydową kasety wraz z zaznaczonymi rejonami funkcjonalnymi, zawierającej gen kodujący Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 oraz eksprymowaną sekwencję aminokwasową fuzyjnego białka przedstawia Fig. 17. Kasety zostały poddane trawieniu enzymami Ncol oraz Xhol umożliwiając kierunkowe klonowanie segmentu DNA do wektora pET28(+) trawionego Ncol oraz Xhol. Zastosowano sposób łączenia DNA wektora i DNA kodujących kaset przez ligazę DNA bakteriofaga T4 w sposób, znamienny tym, że nastąpiło precyzyjne połączenie sygnałów startu transkrypcji i translacji wektora pET28a(+) z odcinkami kodującymi Otwarte Ramki Odczytu ORF, kodującymi białka fuzyjne: Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz Fiss-c-Myc-WYYIn the exemplary implementation presented in Figs. 20, 21, 22, 23 the cloning of synthetic genes into the commercial vector pET28 (+), having a strong hybrid T7-lac transcription promoter, was performed, transforming the pET28 (+) vector into an expression-duplicating vector carrying the designed synthetic genes in the configuration of the optimal distance from the T7-lac promoter and the Ribosome Binding Site and ATG codon translation initiation signals. The laboratory expression strain Escherichia coli BL21 Star (DE3) was used as a recombinant host for the biosynthesis of the constructed synthetic genes. The nucleotide sequence of the cassette with the functional regions marked, containing the gene coding for Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein and the expressed amino acid sequence of the fusion protein is shown in Fig. 16. The nucleotide sequence of the cassette with the functional regions marked, containing the gene coding for Hiss- The c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein and the expressed fusion protein amino acid sequence are shown in Figure 17. The cassettes were digested with NcoI and Xhol enzymes, allowing the DNA segment to be directed into the pET28 (+) vector digested with Ncol and Xhol. The method of combining the vector DNA and the DNA encoding the cassettes by the bacteriophage T4 DNA ligase was used, characterized in that the transcription start and translation start signals of the pET28a (+) vector were precisely combined with the segments encoding the Open Reading Frames ORF encoding the fusion proteins: Hiss-c- Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein and Fiss-c-Myc-WYY

PL 238 941 B1PL 238 941 B1

-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10. Uzyskaną mieszaninę ligacyjną poddano transformacji do bakterii Escherichia coli DH5a. Uzyskane klony posłużyły do izolowania plazmidowego DNA, który poddano analizie restrykcyjnej oraz sekwencjonowaniu DNA. Wybrano konstrukty plazmidowe pET28amutSapIKASETARGD oraz pET28amutSapIKASETARGDGG o właściwej sekwencji, zawierający niezmienione w stosunku do zaprojektowanych in silico kaset (a zatem nie zawierające niechcianych mutacji) sekwencje genów kodujących białka fuzyjne His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 oraz tranformowano je do szczepu ekspresyjnego, dedykowanego do wektora pET28a(+), uzyskując klony Escherichia coli BL21Star(DE3)[pET28amutSapIKASETARGD] oraz Escherichia coli BL21Star(DE3)[pET28amutSapIKASETARGDGG]. Fig. 18 i 19 przedstawia mapę genetyczną ekspresyjnego konstruktu plazmidowego oraz sekwencję nukleotydową i aminokwasową z zaznaczonymi modułami funkcjonalnymi pET28amutSapIKASETARGD. Fig. 20 i 21 przedstawia mapę genetyczną ekspresyjnego konstruktu plazmidowego oraz sekwencję nukleotydową i aminokwasową z zaznaczonymi modułami funkcjonalnymi pET28amutSapIKASETARGDGG.-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein. The obtained ligation mixture was transformed into Escherichia coli DH5a bacteria. The obtained clones were used to isolate plasmid DNA, which was subjected to restriction analysis and DNA sequencing. The plasmid constructs pET28amutSapIKASETARGD and pET28amutSapIKASETARGDGG were selected with the correct sequence, containing the sequences of genes encoding the His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-cDis-signal-cDis-signal-polypeptide-cDis-signal-cDis-signal-cDis-signal cassettes unchanged compared to the in silico designed cassettes. Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein and transformed into an expression strain dedicated to the pET28a (+) vector, obtaining clones of Escherichia coli BL21Star (DE3) [pET28amutSapIKASETARGD] and Escherichia coli BL21GASETARGut (DEPIKETARG3). Figures 18 and 19 show the genetic map of the expression plasmid construct and the nucleotide and amino acid sequence with the pET28amutSapIKASETARGD functional modules marked. Figures 20 and 21 show the genetic map of the expression plasmid construct and the nucleotide and amino acid sequence with the functional modules of pET28amutSapIKASETARGDGG marked.

P r z y k ł a d 5P r z k ł a d 5

Ekspresja klonowanych w bakterii Escherichia coli BL21Star(DE3) genów, kodujących białka fuzyjne His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10.Expression of bacteria cloned in Escherichia coli BL21Star (DE3) genes encoding His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein and His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein fusion proteins.

Ujawnione w Przykładzie 2 skonstruowane klony Escherichia coli BL21Star(DE3)[pET28amutSapIKASETARGD] oraz Escherichia coli BL21Star(DE3)[pET28amutSapIKASETARGDGG] poddano przykładowej realizacji ekspresji genetycznej za pomocą eksperymentów transformacji bakterii Escherichia coli BL21Star(DE3), a następnie hodowli rekombinantowych bakterii w temperaturze 30°C na modyfikowanym do celów wysokiej ekspresji podłożu mikrobiologicznym 2xYT medium o składzie na 1 L (w wodzie destylowanej): Tryptone, 16 g; ekstrakt drożdżowy, 10 g; NaCl 5 g, pH 7,2 doprowadzone NaOH; bezpośrednio przed użyciem pożywki dodatek 20 ml sterylnego roztworu 1 M glukozy. Po osiągnięciu gęstości optycznej hodowli OD = 1 i indukcji ekspresji genu za pomocą 1 mM izopropylotiogalaktozydu (IPTG), hodowle prowadzono przez kolejne 4 godziny. Eksperymenty ekspresji genetycznej prowadzono w skali pilotażowej w 50 ml pożywki mikrobiologicznej, a następnie w skali preparatywnej w 1 L pożywki. W przykładowej realizacji zaprezentowanej na Fig. 22 białka His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 zostały izolowane z rekombinantowych komórek Escherichia coli z zastosowaniem następujących etapów: (i) odwirowano komórki przez 20 minut, przy przyspieszeniu kątowym 12 000 g w 4°C, następnie zawieszono biomasę komórek w buforze do lizy [50 mM fosforan sodu, pH 7,4, 300 mM NaCl, 0,75 mg/ml lizozymu z jaja kurzego, 2,5 μg/ml deoksyrybonukleazy 1, 0,1 mM inhibitor proteaz PMSF] w ilości 2% wyjściowej objętości hodowli rekombinantowych bakterii i inkubowano przez 10 minut w temperaturze 22°C; (ii) zastosowano dezintegrację ultradźwiękową z chłodzeniem zawiesiny komórek w łaźni lodowej i odwirowaniem bateryjnego debris; (iii) naniesiono supernatant na kolumnę do chromatografii metalopowinowactwa Talon [GE Healthcare Life Sciences, USA], zawierającą immobilizowane jony Co2+. Białka hybrydowe His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 zawierają znacznik His6, umożliwiający wysoce specyficzne wiązanie tych białek do kolumny Talon i uzyskanie bardzo wysokiego stopnia oczyszczenia. Kolumnę Talon, zrównoważoną w buforze T [50 mM Na2HPO4, 1,8 mM KH2PO4, pH 7,4, 300 mM NaCl] i zawierającą zaadsorbowane białka hybrydowe płukano 10 objętościami kolumny buforem W [50 mM fosforan sodu, pH 7,4, 300 mM NaCl; 10 mM imidiazol] a następnie eluowano 10 objętościami kolumny buforem E [50 mM Na2HPO4, 1,8 mM KH2PO4, pH 7,4, 300 mM NaCl; 150 mM imidiazol]. Fig. 22A; Fig. 22B; Fig. 22C. Porównanie obu preparatyk, ujawnionych na Fig. 22BC wykazuje masywną ekspresję rekombinantowego białka His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 o przewidzianej bioinformatycznie masie cząsteczkowej 17,3 kDa, zgodnie z ujawnioną sekwencją aminokwasową (Seq. 4), a nieobecnego lub obecnego w śladowych ilościach w preparatyce kontrolnej. Izolowane białka fuzyjne zamrażano w ciekłym azocie, a następnie przechowywano w temperaturze -80°C. Celem ostatecznej weryfikacji tożsamości rekombinantowych białek His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 zostały poddane analizie immunologicznej za pomocą przeciwciał specyficznych wobec znaczników His6 oraz c-Myc, stosując metodę Western Blotting. W przykładowej realizacji zaprezentowanej na Fig. 23 białko His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz zaprezentowanej na Fig. 24 białko His6-c-Myc-WYY-UbikwitynaThe constructed clones of Escherichia coli BL21Star (DE3) [pET28amutSapIKASETARGD] and Escherichia coli BL21Star (DE3) [pET28amutSapIKASETARGDGG] disclosed in Example 2 were subjected to exemplary genetic expression by means of bacterial transformation experiments of Escherichia, followed by the culture of bacteria Escherichia (DE3 coli) BL21 ° C on 2xYT microbiological medium modified for high expression purposes with the composition per 1 L (in distilled water): Tryptone, 16 g; yeast extract, 10 g; NaCl 5 g, pH 7.2 adjusted with NaOH; just before using the medium, addition of 20 ml of sterile 1 M glucose solution. After the optical density of the culture was reached OD = 1 and gene expression was induced with 1 mM isopropylthiogalactoside (IPTG), the cultures were grown for another 4 hours. Genetic expression experiments were carried out on a pilot scale in 50 ml of microbial medium, and then on a preparative scale in 1 L of medium. In the exemplary embodiment shown in Fig. 22, His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein and His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein were isolated from recombinant Escherichia coli cells using the following steps: (and ) the cells were centrifuged for 20 minutes at an angular acceleration of 12,000 g at 4 ° C, then the cell biomass was suspended in lysis buffer [50 mM sodium phosphate, pH 7.4, 300 mM NaCl, 0.75 mg / ml egg lysozyme , 2.5 µg / ml deoxyribonuclease 1, 0.1 mM PMSF protease inhibitor] at 2% of the original recombinant bacterial culture volume and incubated for 10 minutes at 22 ° C; (ii) ultrasonic disintegration was used with cooling the cell suspension in an ice bath and battery debris centrifugation; (iii) applied the supernatant to a Talon metal affinity chromatography column [GE Healthcare Life Sciences, USA] containing immobilized Co 2+ ions. The His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein and His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein hybrid proteins contain the His6 tag, enabling highly specific binding of these proteins to the Talon column and obtaining a very high degree of purification. The Talon column, equilibrated in T buffer [50 mM Na2HPO4, 1.8 mM KH2PO4, pH 7.4, 300 mM NaCl] and containing adsorbed hybrid proteins, was washed with 10 column volumes of W buffer [50 mM sodium phosphate, pH 7.4, 300 mM NaCl; 10 mM imidiazole] was then eluted with 10 column volumes of buffer E [50 mM Na2HPO4, 1.8 mM KH2PO4, pH 7.4, 300 mM NaCl; 150 mM imidiazole]. Fig. 22A; Fig. 22B; Fig. 22C. Comparison of the two preparations disclosed in Fig. 22BC shows massive expression of the recombinant His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein with a bioinformatically predicted 17.3 kDa molecular weight, in accordance with the disclosed amino acid sequence (Seq. 4), but absent. or present in trace amounts in the control formulation. The isolated fusion proteins were frozen in liquid nitrogen and then stored at -80 ° C. In order to finally verify the identity of the recombinant proteins His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein and His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein were subjected to immunological analysis using antibodies specific for His6 and c-Myc tags, Western Blotting method. In the exemplary embodiment shown in Fig. 23 the protein His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein and the protein His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin shown in Fig. 24

PL 238 941 B1PL 238 941 B1

-białko polisygnałowe RGDGG10, zostały poddane elektroforezie SDS-PAGE w 12,5% żelu poliakrylamidowym Tris-Trycyna, a następnie przeniesione metodą elektrotransferu w buforze TW [25 mM Tris, 192 mM glicyna, pH 8,3, 20% metanol, 0,04% SDS] na membranę PVDF. Po zakończonym transferze, membrana została zablokowana buforem TBST [50 mM Tris-HCl, pH 7,6, 150 mM NaCl, 0,05% Tween 20] z dodatkiem 5% odtłuszczonego mleka w proszku, poprzez łagodne wytrząsanie przez 2 godziny w temperaturze 4°C, przepłukana buforem TBST poprzez wytrząsanie 10 minut a następnie poddana reakcji z pierwszorzędowymi przeciwciałami króliczymi anty-Hiss (VTTF Sp. z o.o., Polska), stosując rozcieńczenie 1:5000 przez 18 godzin w 4°C, wytrząsając w buforze TBST. Niezwiązane przeciwciała zostały wypłukane przez 3-krotne wytrząsanie membrany przez 10 minut w buforze TBST. Związane przeciwciała królicze poddano reakcji ze sprzęgniętymi z enzymem alkaliczną fosfatazą drugorzędowymi kozimi przeciwciałami anty-króliczymi, zastosowanymi w rozcieńczeniu 1:10 000 w buforze TBST, wytrząsając membranę przez 1 godzinę w 22°C. Niezwiązane przeciwciała anty-królicze zostały wypłukane przez 3-krotne wytrząsanie membrany przez 10 minut w buforze TBST. W celu wizualizacji membrana została poddana reakcji z substratami chromogenicznymi Sigma fast BCiP/NBT (Sigma, USA) dla fosfatazy alkalicznej, wywoływane, dającymi nierozpuszczalny produkt o zabarwieniu fioletowo-niebieskim w miejscu kontaktu ze związanymi sprzęgniętymi przeciwciałami kozimi. Na Fig. 23 ścieżka M przedstawia wzorzec masy cząsteczkowej białek PageRuler Plus Prestained Protein Ladder (ThermoFisher, USA); K, białko kontrolne o masie cząsteczkowej 130 kDa, zawierające znacznik His6; Apl, lizat komórkowy nanoszony na kolumnę Talon; w2, płukanie kolumny buforem W; e3, e4, e5, elucja związanych do kolumny Talon białek buforem E. Reakcję barwną wykazały prążki białkowe, odpowiadające oczekiwanej masie cząsteczkowej białek Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwitynabiałko polisygnałowe RGDGG10. W przykładowej realizacji zaprezentowanej na Fig. 24 wykonano analogiczną procedurę do zaprezentowanej na Fig. 23, za wyjątkiem zastosowania przeciwciał pierwszorzędowych króliczych anty-c-Myc w rozcieńczeniu 1:1000 (Novus Biologicals, USA). Na Fig. 24 ścieżka M przedstawia wzorzec masy cząsteczkowej białek; Apl, lizat komórkowy nanoszony na kolumnę Talon; w2, płukanie kolumny buforem W; e3, e4, elucja związanych do kolumny Talon białek buforem E. Reakcję barwną wykazały prążki białkowe, odpowiadające oczekiwanej masie cząsteczkowej białka Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 oraz niewielkiej ilości dimerów tych białek, wykrytych na membranie ze względu na większą czułość przeciwciał c-Myc. Obecność dimerów wynika prawdopodobnie z dużej ilości reszt G w powtarzających się regularnie motywach RGD i RGDGG, a tym samym ułatwionych interakcji interm olekularnych. Właściwość ta jest pożądana w przypadku zastosowania białek polisygnałowych w medycynie regeneracyjnej, gdyż uformowanie takiej supramolekularnej struktury obniża szybkość dyfuzji kompleksów białek polisygnałowych poza obszar aplikacji leku.- RGDGG10 polysignal protein, was subjected to SDS-PAGE electrophoresis on 12.5% Tris-Tricine polyacrylamide gel, and then transferred by electrotransfer in TW buffer [25 mM Tris, 192 mM glycine, pH 8.3, 20% methanol, 0, 04% SDS] onto the PVDF membrane. After the transfer was completed, the membrane was blocked with TBST buffer [50 mM Tris-HCl, pH 7.6, 150 mM NaCl, 0.05% Tween 20] with 5% non-fat dry milk, by gentle shaking for 2 hours at 4 ° C, washed with TBST buffer by shaking 10 minutes and then reacted with anti-Hiss primary rabbit antibodies (VTTF Ltd., Poland) using a 1: 5000 dilution for 18 hours at 4 ° C, shaking in TBST buffer. Unbound antibodies were washed away by shaking the membrane 3 times for 10 minutes in TBST buffer. Bound rabbit antibodies were reacted with enzyme-coupled goat anti-rabbit secondary antibodies at a 1: 10,000 dilution in TBST buffer by shaking the membrane for 1 hour at 22 ° C. Unbound anti-rabbit antibodies were washed away by shaking the membrane 3 times for 10 minutes in TBST buffer. For visualization, the membrane was reacted with Sigma fast BCiP / NBT chromogenic substrates (Sigma, USA) for alkaline phosphatase developed, giving a violet-blue insoluble product at the point of contact with the bound conjugated goat antibodies. In Fig. 23 lane M shows a molecular weight standard of the PageRuler Plus Prestained Protein Ladder proteins (ThermoFisher, USA); K, a control protein with a molecular weight of 130 kDa, containing a His6 tag; Apl, cell lysate applied to the Talon column; w2, washing the column with buffer W; e3, e4, e5, elution of proteins bound to the Talon column with buffer E. The color reaction was shown by the protein bands corresponding to the expected molecular weight of the proteins Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein and Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin polysignal protein RGDGG10. In the embodiment shown in Fig. 24, an analogous procedure to that shown in Fig. 23 was performed, except for the use of rabbit anti-c-Myc primary antibodies at a 1: 1000 dilution (Novus Biologicals, USA). In Fig. 24, lane M represents the molecular weight standard of the proteins; Apl, cell lysate applied to the Talon column; w2, washing the column with buffer W; e3, e4, elution of proteins bound to the Talon column with buffer E. The color reaction was shown by protein bands corresponding to the expected molecular weight of the Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein and a small amount of dimers of these proteins, detected on the membrane due to greater sensitivity of c-Myc antibodies. The presence of dimers is probably due to the large number of G residues in the regularly repeated RGD and RGDGG motifs and thus facilitated molecular interactions. This property is desirable when polysignal proteins are used in regenerative medicine, as the formation of such a supramolecular structure lowers the diffusion rate of polysignal protein complexes beyond the drug application area.

P r z y k ł a d 6P r x l a d 6

Odcinanie proteolityczne ubikwityny i znaczników peptydowych od białek polisygnałowych. Izolowanie i analiza odciętych białek polisygnałowych.Proteolytic cleavage of ubiquitin and peptide tags from polysignal proteins. Isolation and analysis of cut polysignal proteins.

Preparaty białek Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGD10 oraz Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 oczyszczone jak wskazano w Przykładzie 3 dializowano wobec buforu reakcyjnego enzymu YUH1 [50 mM fosforan potasu, pH 7,4, 300 mM NaCl], celem przeprowadzenia procedury odcinania segmentu polipeptydowego Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna od białek polisygnałowych. W przykładowej realizacji zaprezentowanej na Fig. 25 ujawniono wynik trawienia białka Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 enzymem YUH1, stosując proporcję enzymu do substratu 1:10 (ww.) oraz prowadzono reakcję trawienia przez 16 godzin w temperaturze 4°C. Na ścieżce M wskazano standardy masy cząsteczkowej białek; 1, białko His6-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10; 2, białko Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10 trawione YUH1. Ścieżka 2 wskazuje na wydajne trawienie białka fuzyjnego Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna-białko polisygnałowe RGDGG10. Ocena wydajności następuje na podstawie zaniku formy nietrawionej oraz powstawania N-terminalnej domeny Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna. Nie jest możliwe ilościowa ocena uwalnianego białka polisygnałowego RGDGG10 oraz białko polisygnałowe RGD10 ze względu na brak reszt aminokwasów aromatycznych w sekwencjach ww. białek, których obecność jest konieczna do wybarwiania białek Coomassie Brilliant Blue na żelach elektroforetycznych SDS-PAGE. Stąd też białka polisygnałowe nie są bezpośrednio obserwowalne na żelach SDS-PAGE. Odcięte białko polisygnałowe RGDGG10 o masie cząsteczkowej 5,5 kDa oraz białko polisygnałowe RGD10 o masie cząsteczkowej 4,4 kDa oczyszczano, stosując etapy: (i) chromaHiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGD10 polysignal protein and Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein preparations purified as indicated in Example 3 were dialyzed against enzyme reaction buffer YUH1 [50 mM potassium phosphate, pH 7 4, 300 mM NaCl] to perform the procedure for cleaving the Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin polypeptide segment from polysignal proteins. The exemplary embodiment shown in Fig. 25 discloses the result of digesting the Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-polysignal protein RGDGG10 protein with the YUH1 enzyme, using an enzyme to substrate ratio of 1:10 (above), and carrying out a digestion reaction for 16 hours at 4 ° C. In lane M, protein molecular weight standards are indicated; 1, His6-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein; 2, Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal protein digested with YUH1. Lane 2 shows efficient digestion of the Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin-RGDGG10 polysignal fusion protein. The evaluation of the efficiency is based on the disappearance of the non-digestible form and the formation of the N-terminal domain Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin. It is not possible to quantify the released RGDGG10 polysignal protein and the RGD10 polysignal protein due to the lack of aromatic amino acid residues in the sequences of the above-mentioned proteins, the presence of which is necessary for the staining of Coomassie Brilliant Blue proteins on SDS-PAGE electrophoretic gels. Hence, polysignal proteins are not directly observable on SDS-PAGE gels. The truncated polysignal protein RGDGG10 with a molecular weight of 5.5 kDa and the polysignal protein RGD10 with a molecular weight of 4.4 kDa were purified using the steps: (i) chroma

PL 238 941 B1 tografię metalopowinowactwa na kolumnach Talon, zrównoważonych w buforze T [50 mM fosforan sodu, pH 7,4, 300 mM NaCl], zastosowaną w celu związania odciętej N-terminalnej domeny Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna oraz niestrawionej porcji białka fuzyjnego; (ii) frakcjonowanie ultrafiltracyjne, poprzez sekwencyjne zastosowanie kolumienki wirowniczej z filtrem o wartości odcięcia 10 kDa (Vivaspin Turbo 15, Sartorius, Niemcy) - usuwającego enzym YUH1 o masie cząsteczkowej 26 kDa oraz (iii) zastosowanie kolumienki wirowniczej z filtrem o wartości odcięcia 3 kDa (Amicon Ultra 0,5 mL, MWCO 3 kDa, Millipore, USA), zatrzymującym odcięte białko polisygnałowe RGDGG10 o masie cząsteczkowej oraz białko polisygnałowe RGD10. Ultrafiltrację wykonano w wirówce o przyśpieszeniu kątowym 4000 g. Izolowane białka fuzyjne przechowywano: (i) poprzez zamrażanie w ciekłym azocie, a następnie umieszczenie w temperaturze -80°C lub (ii) poprzez liofilizację po uprzedniej wymianie buforu T na bufor L [50 mM węglan amonu, pH 7,4]. Ze względu na brak możliwości ilościowego i proporcjonalnego wybarwienia prążków białkowych białka polisygnałowego RGDGG10 i białka polisygnałowego RGD10 na żelach SDS-PAGE, zastosowano dwie techniki ilościowej oceny białek, ujawnione na Fig. 11 i 26: (i) wysokosprawną chromatografię sączenia molekularnego (SEC), wykonaną w buforze PBS [10 mM Na2HPO4, 1,8 mM KH2PO4/ 2,7 mM KCI, 137 mM NaCl, pH 7,4] na kolumnie Superdex Peptide PC 3.2/300 (GE Healthcare, USA) oraz HPLC wykonaną na kolumnie C18. Obie techniki wykazują czystość białka powyżej 90%. Pik pojawiający się w 3. minucie elucji z kolumny C18 (Jupiter C18, 5 mm, 300 A, Phenomenex, USA) odpowiada pozycji elucji soli zawartych w preparacie białka polisygnałowego.Metal affinity graphing on Talon columns, equilibrated in T buffer [50 mM sodium phosphate, pH 7.4, 300 mM NaCl], was used to bind the truncated N-terminal Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin domains and undigested an aliquot of the fusion protein; (ii) ultrafiltration fractionation, by sequential use of a centrifuge column with a 10 kDa cut-off (Vivaspin Turbo 15, Sartorius, Germany) - removing the YUH1 enzyme with a molecular weight of 26 kDa and (iii) the use of a 3 kDa cut-off centrifuge column (Amicon Ultra 0.5 mL, MWCO 3 kDa, Millipore, USA), retaining the cut-off RGDGG10 polysignal protein with a molecular weight and the RGD10 polysignal protein. Ultrafiltration was performed in a centrifuge with angular acceleration of 4000 g. The isolated fusion proteins were stored: (i) by freezing in liquid nitrogen and then placing at -80 ° C or (ii) by lyophilization after prior exchange of buffer T into buffer L [50 mM ammonium carbonate, pH 7.4]. Due to the lack of the possibility of quantitative and proportional staining of the protein bands of the RGDGG10 polysignal protein and the RGD10 polysignal protein on SDS-PAGE gels, two techniques for quantifying proteins were used, disclosed in Figs. 11 and 26: (i) high performance molecular filtration chromatography (SEC), made in PBS buffer [10 mM Na 2 HPO4, 1.8 mM KH2PO4 / 2.7 mM KCI, 137 mM NaCl, pH 7.4] on a Superdex Peptide PC 3.2 / 300 column (GE Healthcare, USA) and HPLC made on column C18. Both techniques show a protein purity of over 90%. The peak appearing at the 3rd minute of elution from the C18 column (Jupiter C18, 5mm, 300A, Phenomenex, USA) corresponds to the elution position of the salts contained in the polysignal protein preparation.

Sekwencja aktywna peptydu zawierającego dziesięciokrotnie powieloną sekwencję RGD (zawierający dodatkowo flanujące na N- i C-końcu sekwencje wynikające z procedury otrzymywania biotechnologicznego)Active sequence of the peptide containing the 10-fold duplicated RGD sequence (containing additionally flanking at the N- and C-terminus sequences resulting from the biotechnological preparation procedure)

IMSRSSPRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDPRRA (dalej oznaczanej jako RGD10-PS), otrzymany w procesie biotechnologicznym z bakteryjnego systemu ekspresji.IMSRSSPRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDRGDPRRA (hereinafter referred to as RGD10-PS), obtained in a biotechnological process from a bacterial expression system.

P r z y k ł a d 7P r z k ł a d 7

Konstrukcja białek polisygnałowych wyższego rzędu: reakcja powielania DNA, kodujących 10-mery RGD i klonowanie molekularne konkatamerów wyższego rzędu do wektora powielająco-ekspresyjnego.Construction of higher-order polysignal proteins: DNA amplification reaction, coding for 10-mers of RGD and molecular cloning of higher-order concatamers into a duplicating-expression vector.

Jak wskazano w Przykładzie 3, konstrukcja białek polisygnałowych o zwiększonej ilości kopii monomerów RGD i RGDGG wymaga zastosowania opatentowanej technologii powielania DNA i konstrukcji konkatamerycznych białek (Skowron i in. 2014-2017). Fig. 27 ujawnia schemat powielania syntetycznego odcinka DNA kodującego 10-mer RGD i 10-mer RGDGG. Klonowane kasety DNA, kodujące białka polisygnałowe, wskazane w Przykładzie 1, trawiono endonukleazą restrykcyjną SapI w taki sposób, że wycięto z wektorów pET28amutSapIKASETARGD oraz pET28amutSapIKASETARGDGG ich fragmenty, zawierające się pomiędzy konwergentnie skierowanymi sekwencjami DNA rozpoznawanymi przez SapI, pozostawiając ich segmenty kodujące N-terminalnej domeny Hiss-c-Myc-WYY-Ubikwityna w wektorach. Trawienie DNA wektorów wykonano w 50 μ! buforu S [20 mM Tris-octan, pH 7,9, 50 mM octan potasu, 10 mM octan magnezu, 100 μg/ml albuminy bydlęcej] w temperaturze 37°C przez 2 godziny. Wycięte fragmenty kodujące 10-mer RGD oraz 10-mer RGDGG były opatrzone na końcach 5’ jednoniciowymi odcinkami DNA: CCC i GGG, pozwalającymi na uporządkowaną ligację odcinków DNA w tylko jednej orientacji z zachowaniem ciągłości Otwartej Ramki Odczytu, kodującej multimery RGD i RGDGG wyższego rzędu. Wycięte fragmenty rozdzielano z zastosowaniem elektroforezy w 2% żelu agarozowym w buforze TBE (220 mM Tris, 180 kwas borowy, 5 mM EDTA, pH 8,3) oraz izolowano z żelu metodą elektroelucji. Oczyszczone fragmenty poddano ligacji ligazą bakteriofaga T4, kontrolując czas reakcji w zakresie 5 minut do 2 godzin w temperaturze 22°C. Produkty ligacji poddano elektroforezie w 1,5% żelu agarozowym w buforze TBE i wycięto z żelu konkatamery monomerów RGD i RGDGG o liczbie kopii 20 i więcej. DNA izolowano z wyciętych fragmentów żelu i ligowano do wektora powielającego pET21d+_mutSapI, przeciętego endonukleazą restrykcyjną Sapl. Wektor powielający pET21d+_mutSapI posiada silny promotor transkrypcji T7-lac, rejony inicjacji translacji, moduł powielający, zawierający segment: znacznik Hiss-Sapl-Smal-Sapl.As indicated in Example 3, the construction of polysignal proteins with increased copies of RGD and RGDGG monomers requires the use of a patented DNA amplification technology and the construction of concatameric proteins (Skowron et al. 2014-2017). Fig. 27 discloses a scheme of amplification of a synthetic stretch of DNA encoding the RGD 10-mer and RGDGG 10-mer. The cloned DNA cassettes encoding the polysignal proteins indicated in Example 1 were digested with the restriction endonuclease SapI in such a way that the pET28amutSapIKASETARGD and pET28amutSapIKASETARGDGG vectors were cut out of the pET28amutSapIKASETARGDGG vectors, contained between the convergedly directed DNA sequences recognizing their N-terminal coding sequences, Hiss-c-Myc-WYY-Ubiquitin in vectors. Vector DNA digestions were performed at 50 µ! S buffer [20 mM Tris-acetate, pH 7.9, 50 mM potassium acetate, 10 mM magnesium acetate, 100 µg / ml bovine albumin] at 37 ° C for 2 hours. The excised fragments encoding the 10-mer RGD and 10-mer RGDGG were affixed at the 5 'ends with single-stranded DNA sections: CCC and GGG, allowing for ordered ligation of DNA sections in only one orientation with the continuity of the Open Reading Frame, encoding higher-order RGD and RGDGG multimers . The excised fragments were separated by electrophoresis on a 2% agarose gel in TBE buffer (220 mM Tris, 180 boric acid, 5 mM EDTA, pH 8.3) and isolated from the gel by electroelution. The purified fragments were ligated with bacteriophage T4 ligase, controlling the reaction time for 5 minutes to 2 hours at 22 ° C. The ligation products were electrophoresed on a 1.5% agarose gel in TBE buffer and the concatamers of the RGD and RGDGG monomers with a copy number of 20 and more were excised from the gel. DNA was isolated from the excised gel fragments and ligated into the amplifying vector pET21d + _mutSapI, cleaved with the restriction endonuclease Sap1. The duplicator vector pET21d + _mutSapI has a strong T7-lac transcription promoter, translation initiation regions, and a repeater module containing the Hiss-Sapl-Smal-SapI tag segment.

Klonowane do tego wektora konkatamery nie tworzą fuzji z ubikwityną i rejonem WYY, jedynie ze znacznikiem Hiss. Fig. 28 ujawnia wyniki elektroforezy agarozowej w 1,5% żelu agarozowym w buforze TBE uzyskanych w wyniku powielania konkatamerów DNA poli-10-mer-RGD. Ścieżka M, marker wielkości DNA 100 bp (Thermofisher Scientific SM0321); ścieżka S, konkatamery DNA, zawierające wzrastające ilości kopii modułu RGD10.The concatamers cloned into this vector do not fuse with the ubiquitin and the WYY region, only with the Hiss tag. Figure 28 discloses the results of agarose electrophoresis on a 1.5% agarose gel in TBE buffer obtained by amplifying poly-10-mer-RGD DNA concatamers. Lane M, 100 bp DNA size marker (Thermofisher Scientific SM0321); lane S, DNA concatamers containing increasing copies of the RGD10 module.

PL 238 941 B1PL 238 941 B1

Fig. 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 ujawniają mapy genetyczne konstruktów wektorów powielających, oznaczonych jako pET21d+_mutSapIRGD_20-100, zawierających wklonowane poli-10-merRGD, zawierające 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 kopii modułu kodującego peptyd RGD, o masach cząsteczkowych: 8,6 kDa, 12,0 kDa, 15,4 kDa, 18,7 kDa, 22,1 kDa, 25,5 kDa, 28,9 kDa, 32,3 kDa, 35,6 kDa.Figures 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 disclose genetic maps of the duplicator vector constructs, designated pET21d + _mutSapIRGD_20-100, containing cloned poly-10-merRGD containing 20, 30, 40, 50 , 60, 70, 80, 90, 100 copies of the RGD peptide coding module, with molecular weights: 8.6 kDa, 12.0 kDa, 15.4 kDa, 18.7 kDa, 22.1 kDa, 25.5 kDa, 28.9 kDa, 32.3 kDa, 35.6 kDa.

P r z y k ł a d 8P r z k ł a d 8

Sposób uzyskiwania i prowadzenia pierwotnych neuralnych (czyli neuronalnych i glejowych) hodowli komórek kory mózgowej.A method of obtaining and maintaining primary neural (i.e. neuronal and glial) cultures of cerebral cortex cells.

Pierwotne neuralne hodowle korowe otrzymano z embrionów w wieku embrionalnym E18.5 szczurów stada Wistar. W tym celu ciężarne samice poddano anestezji i uśmiercono w komorze z dwutlenkiem węgla. W niektórych wypadkach eutanazję zwierząt przeprowadzono przy użyciu izofluranu. Z wyizolowawnych mózgów embrionów wycięto tkanki kory i przemyto je buforem HBSS, suplementowanym mieszaniną penicyliny i streptomycyny i HEPES. Następnie tkankę kory poddano trypsynizacji przez 10 minut w 37°C i homogenizowano mechanicznie w celu rozdrobnienia tkanki do formy zawiesiny pojedynczych komórek. Następnie komórki wirowano przy obrotach 300 rcf przez 4 minuty, zawieszono ponownie w HBSS i przeliczono w komorze Burkera w celu uzyskania gęstości zawiesiny komórkowej takiej samej we wszystkich doświadczeniach. Komórki przeniesiono do pożywki hodowlanej z Neurobasal lub Neurobasal-A suplementowanej 1 mM pirogronianem sodu, ze stężeniem końcowym glukozy 12,5 mM, suplementowanej B27 do stężenia 2%, L-glutaminą do 200 mM, kwasem glutaminowym do 10 mM, mieszaniną penicyliny/streptomycyny do 1% i wysiano na płytkach hodowlanych 24-dołkowych pokrytych poli-D-lizyną w liczbie 200 000 komórek/dołek. Hodowle neuralne (hodowle komórek nerwowych lub komórek glejowych lub mieszanina obu typów) inkubowano przez 14-15 dni w atmosferze 5% CO2 (95% powietrze, wilgotność 98%, 37°C). We wszystkich eksperymentach używano hodowli w 14-15 dniu in vitro.Primary neural cortical cultures were obtained from embryos of E18.5 embryonic age from Wistar rats. For this, pregnant females were anesthetized and sacrificed in a carbon dioxide chamber. In some cases, animals were euthanized with isoflurane. Cortical tissues were excised from isolated embryonic brains and washed with HBSS buffer supplemented with a mixture of penicillin and streptomycin and HEPES. The cortical tissue was then trypsinized for 10 minutes at 37 ° C and mechanically homogenized to fragment the tissue into a single cell suspension. The cells were then centrifuged at 300 rcf for 4 minutes, resuspended in HBSS and counted in the Burker chamber to obtain the same cell suspension density in all experiments. Cells were transferred to a Neurobasal or Neurobasal-A culture medium supplemented with 1 mM sodium pyruvate, with a final glucose concentration of 12.5 mM, supplemented with B27 to 2%, L-glutamine up to 200 mM, glutamic acid up to 10 mM, penicillin / streptomycin mixture to 1% and plated on 200,000 cells / well poly-D-lysine coated 24-well culture plates. Neural cultures (cultures of nerve cells or glial cells or a mixture of both) were incubated for 14-15 days in an atmosphere of 5% CO2 (95% air, 98% humidity, 37 ° C). Cultures on days 14-15 in vitro were used in all experiments.

P r z y k ł a d 9P r z k ł a d 9

Sposób charakteryzowania komórek w pierwotnej hodowli neuralnej metodą analizy detekcji immunocytochemicznej w celu wykazania różnorodności komórkowej.A method of characterizing cells in primary neural culture by immunocytochemical detection analysis to demonstrate cell diversity.

W celu przeprowadzenia analizy jakościowej uzyskanych hodowli pierwotnych, komórki w pierwszym dniu in vitro (1 DIV) i czternastym dniu in vitro (14 DIV) utrwalono 4% paraformaldehydem, przemyto PBS i prowadzono immunocytochemiczną metodę charakteryzowania uzyskanych komórek stosując wysokospecyficzne przeciwciała diagnostyczne dla uwidocznienia populacji: neuronów (neuronów wczesnych - DCX i późnych - NeuN), astrocytów (GFAP), komórek macierzystych (SOX2), komórek dzielących się (Ki67) oraz komórek apoptotycznych (kaspaza 3). Zastosowano następujące przeciwciała pierwszorzędowe: królicze wykrywające GFAP (Dako Z0334, w stężeniu 1:1000), mysie wykrywające GFAP (Sigma G3893, w stężeniu 1:300), królicze wykrywające DCX (Abeam ab18723, w stężeniu 1:500), mysie NeuN (Millipore MAB11144, w stężeniu 1:300), kozie wykrywające SOX2 (SantaCruz sc17320, w stężeniu 1:500), królicze wykrywające Ki67 (Abeam ab16667, w stężeniu 1:200), królicze wykrywające kaspazę 3 (CST 9664, w stężeniu 1:125); oraz przeciwciała drugorzędowe wszystkie ośle (Jackson Immunoresearch): z fluoroforem Alexa488 oraz Alexa594 wykrywające przeciwciała królicze, z fluoroforem Alexa488 oraz Alexa594 wykrywające przeciwciała mysie, z fluoroforem Alexa488 oraz Alexa594 wykrywające przeciwciała kozie. Efekty immunodetekcji obrazowano w mikroskopie epifluorescencyjnym, zbierano systemem komputerowej analizy obrazu i przetwarzano obrazy fluorescencyjne na wersje negatywowe (ciemne pola wskazują wysoką zawartość uwidacznianego białka). Jednoczesne uwidacznianie białek znacznikowych z wykorzystaniem drugorzędowych przeciwciał sprzężonych z różnymi fluoroforami wzbudzanymi światłem o różnej długości fali pozwalało na złożone analizy współwystępowania lub określenia braku znaczników w tych samych komórkach (w odniesieniu do nieselektywnego barwnika komórkowego Hoechst). Reprezentatywne obrazy mikroskopowe po dniu 1 hodowli przedstawiono na Fig. 39, zaś analizy lokalizacji znaczników w hodowli dojrzałej, w 14 dniu hodowli in vivo, przedstawiono na Fig. 40. Na podstawie analiz mikroskopowych wykazano, że w hodowli pierwotnej komórek neuralnych izolowanych z rozwijającej się kory mózgowej szczurów nie tylko w pierwszym dniu hodowli, ale również w dniu czternastym, jest duża różnorodność typów komórek o różnej aktywności proliferacyjnej i ten model in vitro dobrze reprezentuje różnorodność populacji neuralnych in vivo. Analizy wykazały obecność m.in. neuroblastów (niedojrzałych neuronów, immunopozytywna reakcja na DCX) oraz neuronów (NeuN) i astrocytów (GFAP), obserowowano też liczne komórki ze znacznikiem komórek macierzystych (SOX2) i komórek dzielących się (Ki67). Jednocześnie w dniuTo perform a qualitative analysis of the obtained primary cultures, the cells on the first day in vitro (1 DIV) and the fourteenth day in vitro (14 DIV) were fixed with 4% paraformaldehyde, washed with PBS and an immunocytochemical characterization method for the obtained cells was performed using highly specific diagnostic antibodies to visualize the population: neurons (early neurons - DCX and late neurons - NeuN), astrocytes (GFAP), stem cells (SOX2), dividing cells (Ki67) and apoptotic cells (caspase 3). The following primary antibodies were used: rabbit detecting GFAP (Dako Z0334 at 1: 1000), mouse detecting GFAP (Sigma G3893 at 1: 300), rabbit detecting DCX (Abeam ab18723 at 1: 500), murine NeuN ( Millipore MAB11144 at a concentration of 1: 300), goat detecting SOX2 (SantaCruz sc17320 at a concentration of 1: 500), rabbit detecting Ki67 (Abeam ab16667, at a concentration 1: 200), rabbit detecting caspase 3 (CST 9664 at a concentration 1: 125); and all donkey secondary antibodies (Jackson Immunoresearch): with Alexa488 fluorophore and Alexa594 for rabbit antibodies, with Alexa488 fluorophore and Alexa594 for mouse antibodies, with Alexa488 fluorophore and Alexa594 for goat antibodies. The effects of immunodetection were imaged under an epifluorescence microscope, collected with a computerized image analysis system and the fluorescence images were processed into negative versions (dark fields indicate high protein content). Co-visualization of marker proteins with secondary antibodies conjugated to different light-excited fluorophores of different wavelengths allowed for complex analyzes of coexistence or absence of labels in the same cells (with reference to the Hoechst non-selective cellular dye). Representative microscopic images after day 1 of culture are shown in Fig. 39, and analyzes of the location of markers in the mature culture, on day 14 of in vivo culture, are shown in Fig. 40. In the cerebral cortex of rats not only on the first day of culture, but also on the fourteenth day, there is a great diversity of cell types with different proliferative activities and this in vitro model well represents the diversity of neural populations in vivo. The analyzes showed the presence of, among others neuroblasts (immature neurons, immunopositive response to DCX) and neurons (NeuN) and astrocytes (GFAP), and numerous cells with a marker for stem cells (SOX2) and dividing cells (Ki67) were also observed. At the same time on

PL 238 941 B1 hodowli, bez działania czynników uszkodzeniowych nie obserwuje się komórek przechodzących proces śmierci komórkowej (brak w nich reakcji na kaspazę 3 w metodzie immunocytochemicznej).After cultivation, without the action of damaging factors, cells undergoing the process of cell death (no reaction to caspase 3 in the immunocytochemical method) were not observed.

P r z y k ł a d 10P r z k ł a d 10

Sposób uzyskania wieloczynnikowego modelu uszkodzenia neurologicznego do badania in vitro skuteczności neuroprotekcyjnej i przeciwuszkodzeniowej potencjalnych substancji farmakologicznie czynnych.The method of obtaining a multifactorial model of neurological damage for in vitro testing of the neuroprotective and anti-damage efficacy of potential pharmacologically active substances.

Przedmiotem wynalazku jest sposób diagnozowania neuroprotekcyjnego działania peptydów w modelu kilku czynników współwystępujących podczas zaburzeń neurouszkodzeniowych. Model in vitro uszkodzenia neurologicznego zoptymalizowano dla 14-15-dniowej pierwotnej neuralnej hodowli komórek izolowanych bezpośrednio z kory mózgowej otrzymanych z embrionów szczura Wistar i może być stosowany z powodzeniem dla innych typów komórek. Model opiera się na ekspozycji komórek na czynniki uszkodzeniowe, modelujące dysfunkcje biochemiczne i neurochemiczne obecne przy schorzeniach i urazach układu nerwowego. Model zawiera równoległe użycie silnych czynników uszkodzeniowych takich jak zakwaszenie, czyli acydozę, deprywację energetyczno-oddechową (deprywację glukozy i stres oksydacyjny indukowany azydkiem sodu) i ekscytotoksyczność indukowaną niezależnie kwasem glutaminowym, NMDA i kwasem kainowym. Warunki uszkodzeniowe zoptymalizowano w taki sposób, aby siła działania czynnika uszkodzeniowego powodowała w każdym przypadku spadek o 30-40% odpowiedzi diagnozowanych testem CellTiterBlue (fluorofor CTB w modyfikowanym teście biochemicznym typu MTT) oceny żywotności komórek na podstawie mierzalnej oceny funkcji metabolicznych mitochondriów. W tym celu komórki inkubowano z czynnikiem fluorescencyjnym CTB przez 1-4 godziny w 37°C (5% CO2). Sam test przeżywalności zoptymalizowano uprzednio na płytkach 96-dołkowych pokrytych poli-D-lizyną. Mechanizm molekularny testu zakłada konwersję rezazuryny (kolor ciemnoniebieski) do rezorufiny (kolor różowy) w mitochondriach żywych komórek. Intensywność fluorescencji czynnika CTB mierzona jest spektrofluorymetrycznie (560ex/590em) i jest proporcjonalna do liczby żywych komórek. Próbki komórek kontrolnych (niczym nie traktowanych) stanowiły 100% żywotności a sygnały z pozostałych dołków były odnoszone względem kontroli i prezentowane jako średnia ± SD. Analiza statystyczna obejmowała test ANOVA z wartością p<0,05 uznawaną za statystycznie istotną. Każdy eksperyment wykonany został co najmniej trzykrotnie.The present invention relates to a method of diagnosing the neuroprotective effects of peptides in the model of several co-occurring factors during neurodamageous disorders. The in vitro model of neurological damage was optimized for 14-15 days of primary neural culture of cells isolated directly from the cerebral cortex obtained from Wistar rat embryos and can be used successfully with other types of cells. The model is based on the exposure of cells to damage factors that model biochemical and neurochemical dysfunctions present in diseases and injuries of the nervous system. The model includes the parallel use of potent damage factors such as acidification, i.e. acidosis, respiratory energy deprivation (glucose deprivation and sodium azide-induced oxidative stress) and excitotoxicity independently induced by glutamic acid, NMDA and kainic acid. The damage conditions were optimized in such a way that the potency of the damage factor caused a decrease of 30-40% of responses diagnosed with the CellTiterBlue test (CTB fluorophore in a modified MTT-type biochemical test) in each case in the assessment of cell viability based on a measurable assessment of metabolic functions of mitochondria. For this purpose, cells were incubated with the fluorescent agent CTB for 1-4 hours at 37 ° C (5% CO 2). The survival test itself was optimized previously in 96-well plates coated with poly-D-lysine. The molecular mechanism of the test is the conversion of resazurin (dark blue) to resorufin (pink) in the mitochondria of living cells. The fluorescence intensity of the CTB agent is measured spectrofluorimetrically (560ex / 590em) and is proportional to the number of viable cells. Control (untreated) cell samples represented 100% viability and signals from the remaining wells were referenced to the control and presented as mean ± SD. Statistical analysis included ANOVA with a p value of <0.05 considered statistically significant. Each experiment was performed at least three times.

1) Optymalizacja natężenia działania deprywacji glukozy jako czynnika neurouszkodzeniowego dla uzyskania sposobu do określania skuteczności przeciwuszkodzeniowej i/lub neuroprotekcyjnej potencjalnych substancji farmakologicznie czynnych1) Optimizing the intensity of glucose deprivation as a neurodamage factor to obtain a method for determining the anti-damage and / or neuroprotective efficacy of potential pharmacologically active substances

W celu optymalizacji warunków deprywacji glukozy, z płytek z komórkami usunięto pożywkę hodowlaną, komórki natychmiast przemyto 300 μl PBS (pH 7,4) i inkubowano z 500 μl pożywki pozbawionej glukozy i pirogronianu sodu (Neurobasal-A, opisany powyżej) w standardowych warunkach przez 10, 30 minut i 1, 2, 3 godziny. Każda płytka zawierała komórki kontrolne inkubowane w standardowej pożywce hodowlanej (ze stężeniem glukozy 12,5 mM). Po odpowiednim czasie we wszystkich dołkach zamieniono pożywkę bez glukozy na świeżą pożywkę standardową (500 μl). Komórki hodowano w standardowych warunkach i po 20 godzinach zmierzono przeżywalność hodowli. Jak przedstawiono na Fig. 41, na tej podstawie wyselekcjonowano działanie deprywacji przez 1 godzinę (słupek oznaczony szarym kolorem) do dalszych badań umożliwiający przy stosowaniu czynnika uszkodzeniowego utrzymanie żywotności hodowli neuralnej na poziomie około 70% do późniejszego testowania neuroprotekcyjnego działania badanych peptydów.To optimize glucose deprivation conditions, the culture medium was removed from the cell plates, the cells were immediately washed with 300 μl of PBS (pH 7.4) and incubated with 500 μl of glucose-free and sodium pyruvate-free medium (Neurobasal-A, described above) under standard conditions for 10, 30 minutes and 1, 2, 3 hours. Each plate contained control cells incubated in standard culture medium (with a glucose concentration of 12.5 mM). After an appropriate time, all wells were changed from the glucose-free medium to fresh standard medium (500 μl). Cells were grown under standard conditions and the survival of the culture was measured after 20 hours. As shown in Fig. 41, on this basis, the deprivation effect for 1 hour (gray bar) was selected for further testing, allowing the use of a damage factor to maintain the viability of the neural culture at about 70% for subsequent testing of the neuroprotective effect of the test peptides.

2) Optymalizacja natężenia inhibicji oddychania komórkowego indukowanej azydkiem sodu jako czynnika neurouszkodzeniowego dla uzyskania sposobu do określania skuteczności przeciwuszkodzeniowej i/lub neuroprotekcyjnej potencjalnych substancji farmakologicznie czynnych Inhibicja oddychania komórkowego (stres oksydacyjny) była modelowana poprzez inkubację komórek z azydkiem sodu w różnych stężeniach. W tym celu z płytek z komórkami usunięto pożywkę hodowlaną, przemyto natychmiast 300 μl HBSS i inkubowano w pożywce hodowlanej zawierającej azydek sodu w stężeniach 1, 5, 10, 20 i 50 mM przez 1 godzinę w standardowych warunkach. Po inkubacji pożywkę wymieniono na standardową (500 μl) i inkubowano komórki w standardowych warunkach przez 20 godzin, po czym zmierzono przeżywalność hodowli. Jak przedstawiono na Fig. 42, na tej podstawie wyselekcjonowano działanie azydku sodu w stężeniu 10 mM (słupek oznaczony szarym kolorem) do dalszych badań, umożliwiający przy stosowaniu takiego czynnika uszkodzeniowego utrzymanie żywotności hodowli neuralnej na poziomie około 65-70% do późniejszego testowania neuroprotekcyjnego działania badanych peptydów.2) Optimization of the intensity of inhibition of sodium azide-induced cell respiration as a neurodamaging factor to obtain a method for determining the anti-damage and / or neuroprotective efficacy of potential pharmacologically active substances. The inhibition of cellular respiration (oxidative stress) was modeled by incubating cells with various concentrations of sodium azide. For this, the culture medium was removed from the cell plates, washed immediately with 300 µl of HBSS and incubated in a culture medium containing sodium azide at concentrations of 1, 5, 10, 20 and 50 mM for 1 hour under standard conditions. After incubation, the medium was changed to a standard (500 µl) and cells were incubated under standard conditions for 20 hours, after which the viability of the culture was measured. As shown in Fig. 42, on this basis, the effect of sodium azide at a concentration of 10 mM (gray bar) was selected for further studies, allowing the use of such damage factor to maintain the viability of the neural culture at about 65-70% for later testing of the neuroprotective effect. tested peptides.

PL 238 941 B1PL 238 941 B1

3) Optymalizacja natężenia acydozy z pH 6,35 i działania mleczan sodu jako czynnika neurouszkodzeniowego dla uzyskania sposobu do określania skuteczności przeciwuszkodzeniowej i/lub neuroprotekcyjnej potencjalnych substancji farmakologicznie czynnych3) Optimization of the acidosis intensity from pH 6.35 and the action of sodium lactate as a neurodamage factor to obtain a method for determining the anti-damage and / or neuroprotective efficacy of potential pharmacologically active substances

W celu ustalenia warunków acydozy konieczne było zoptymalizowanie pH i stężenia mleczanu sodu. Po usunięciu pożywki hodowlanej i przemyciu 300 μl PBS (pH 7,4) komórki inkubowano w 500 μl Neurobasal o pH: 7,4 (kontrola), 6,5, 6,35, 5,55, 5,2 i 4,6 (ustanowione przy użyciu 0,1 M HCl). Stężenie mleczanu sodu optymalizowano analogicznie, poprzez inkubację komórek w pożywce zawierającej mleczan sodu w stężeniach 50, 200 i 1000 mM. Na koniec zmierzono efekt synergistyczny obu czynników. Po godzinnej inkubacji wymieniono pożywkę na standardową i inkubowano komórki przez 20 godzin. Jak przedstawiono na Fig. 43, na tej podstawie wyselekcjonowano działanie mleczanu sodu w stężeniu 200 mM (słupek oznaczony szarym kolorem) do dalszych badań umożliwiający przy stosowaniu takiego czynnika uszkodzeniowego utrzymanie żywotności hodowli neuralnej na poziomie około 70% do późniejszego testowania neuroprotekcyjnego działania badanych peptydów.In order to establish acidosis conditions, it was necessary to optimize the pH and the concentration of sodium lactate. After removing the culture medium and washing with 300 μl of PBS (pH 7.4), cells were incubated in 500 μl of Neurobasal at pH: 7.4 (control), 6.5, 6.35, 5.55, 5.2 and 4.6 (established with 0.1 M HCl). The sodium lactate concentration was similarly optimized by incubating the cells in a medium containing sodium lactate at 50, 200 and 1000 mM. Finally, the synergistic effect of both factors was measured. After one hour of incubation, the medium was changed to the standard medium and the cells were incubated for 20 hours. As shown in Fig. 43, on this basis, the effect of sodium lactate at a concentration of 200 mM (gray bar) was selected for further studies, allowing the use of such damage factor to maintain the viability of the neural culture at about 70% for subsequent testing of the neuroprotective effect of the peptides tested.

4) Optymalizacja natężenia ekscytotoksyczności indukowanej NMDA, kwasem glutaminowym i kwasem kainowym jako trzech czynników neurouszkodzeniowych dla uzyskania sposobów do określania skuteczności przeciwuszkodzeniowej i/lub neuroprotekcyjnej potencjalnych substancji farmakologicznie czynnych4) Optimization of the severity of NMDA excitotoxicity, glutamic acid and kainic acid as the three neurodamaging factors for obtaining methods for determining the anti-damage and / or neuroprotective efficacy of potential pharmacologically active substances

Ekscytotoksyczność optymalizowano przy niezależnym użyciu trzech typowych modeli: nadmiar kwasu glutaminowego, NMDA i kwas kainowy. Wszystkie próbki czynników ekscytotoksycznych przygotowano tuż przed eksperymentem w pożywkach hodowlanych w stężeniach: 400, 800, 1200, 1600, 2000 μM. Przed podaniem czynników, z płytek usunięto pożywkę hodowlaną, przepłukano komórki 300 μl PBS (pH 7,4) a następnie inkubowano je przez 1 godzinę z czynnikami ekscytotoksycznymi w warunkach standardowych. Komórki inkubowano z każdym czynnikiem oddzielnie. Następnie wymieniono pożywki i inkubowano komórki przez następne 20 godzin w standardowych warunkach. Jak przedstawiono odpowiednio na Fig. 44, 45 i 46, na tej podstawie wyselekcjonowano działanie kwasu glutaminowego w stężeniu 400 μM, NMDA w stężeniu 800 μM oraz kwasu kainowego w stężeniu 800 μM (słupki oznaczone szarym kolorem na Fig. 44, 45 i 46) do dalszych badań umożliwiając przy stosowaniu dla takiej intensywności czynników uszkodzeniowych utrzymanie żywotności hodowli neuralnej na poziomie około 70% do późniejszego testowania neuroprotekcyjnego działania badanych peptydów.The excitotoxicity was optimized by independent use of three common models: excess glutamic acid, NMDA and kainic acid. All samples of excitotoxic agents were prepared just before the experiment in culture media at the following concentrations: 400, 800, 1200, 1600, 2000 μM. Before the administration of the factors, the culture medium was removed from the plates, the cells were washed with 300 µl of PBS (pH 7.4) and then incubated for 1 hour with excitotoxic agents under standard conditions. Cells were incubated with each factor separately. Media was then changed and cells incubated for another 20 hours under standard conditions. As shown in Figs. 44, 45 and 46, respectively, on this basis the effects of glutamic acid at a concentration of 400 μM, NMDA at a concentration of 800 μM and kainic acid at a concentration of 800 μM were selected (bars marked in gray in Figs. 44, 45 and 46) for further research, allowing for the use of damaging factors for such intensity to maintain the viability of the neural culture at the level of about 70% for subsequent testing of the neuroprotective effect of the tested peptides.

P r z y k ł a d 11P r z k ł a d 11

Sposób prowadzenia testów przeżywalności pierwotnej hodowli neuralnej oraz wyniki pomiarów wpływu peptydów poliRGD na przeżywalność hodowli neuralnej.The method of conducting survival tests of primary neural culture and the results of measurements of the influence of polyRGD peptides on survival of neural culture.

Żywotność hodowli neuralnej mierzono ilościowo przy użyciu testu CellTiterBlue (CTB, patrz Przykład 10). Intensywność fluorescencji czynnika CTB mierzono spektrofluorymetrycznie (560ex/590em) i jest proporcjonalna do liczby żywych komórek. Próbki komórek kontrolnych (niczym nietraktowanych) stanowiły 100% żywotności a sygnały z pozostałych dołków były odnoszone względem kontroli i prezentowane jako średnia ± SD. Analiza statystyczna obejmowała test ANOVA z wartością p<0,05 uznawaną za statystycznie istotną. Każdy eksperyment wykonany został co najmniej trzykrotnie.Viability of neural culture was quantified using the CellTiterBlue assay (CTB, see Example 10). The fluorescence intensity of the CTB agent was measured spectrofluorimetrically (560ex / 590em) and is proportional to the number of viable cells. Control cell samples (untreated) represented 100% viability and signals from the remaining wells were referenced to the control and presented as mean ± SD. Statistical analysis included ANOVA with a p value of <0.05 considered statistically significant. Each experiment was performed at least three times.

Wpływ peptydów poliRGD na przeżywalność pierwotnej neuralnej hodowli korowej testowano poprzez 20-godzinną ekspozycję komórek na każdy peptyd rozpuszczony w pożywce hodowlanej w stężeniu (1, 10, 100, 250 μM) i inkubację w standardowych warunkach (5% CO2, 95% powietrze, wilgotność 98%, 37°C). Wyjątkiem był peptyd RGD10-PS, który testowano w stężeniach: 0,05, 0,1, 0,25, 1, 2,5, 5, 10, 25 μM, i inkubowano w warunkach opisanych powyżej. Jako referencję stosowano roztwór peptydu TAT w stężeniu 50 μM. Testy przeprowadzano na płytkach 24-dołkowych pokrytych poli-D-lizyną w objętości roboczej 500 μl/dołek. Odpowiednie roztwory peptydów sporządzono w taki sposób, aby w każdym dołku z komórkami wymienić nie więcej niż 50 μl pożywki, włączając w to dołki z komórkami kontrolnymi (nietraktowane peptydem). Każde stężenie peptydu testowano w czterech dołkach.The effect of polyRGD peptides on the survival of primary neural cortical culture was tested by exposing the cells to each peptide for 20 hours dissolved in the culture medium at a concentration of (1, 10, 100, 250 μM) and incubating under standard conditions (5% CO2, 95% air, humidity). 98%, 37 ° C). The exception was the RGD10-PS peptide, which was tested at concentrations: 0.05, 0.1, 0.25, 1, 2.5, 5, 10, 25 µM, and incubated under the conditions described above. A 50 μM TAT peptide solution was used as reference. The tests were performed in 24-well plates coated with poly-D-lysine in a working volume of 500 µl / well. Appropriate peptide solutions were prepared in such a way that no more than 50 µl of medium is replaced in each well with cells, including wells with control cells (untreated with peptide). Each peptide concentration was tested in four wells.

Pomiary prowadzono w odniesieniu do peptydu porównawczego (referencyjnego) Tat(4957)NH2 (oznaczanego jako TAT) w stężeniu 50 μM.Measurements were performed against the reference (reference) peptide Tat (4957) NH2 (designated as TAT) at a concentration of 50 μM.

W przypadku pomiarów przeżywalności komórek w próbkach kontrolnych (bez dodawanego peptydu), w celu zachowania optymalnych warunków, wymieniano odpowiednie objętości pożywki na nową pożywkę. Z odczytów testu CellTiterBlue dla tych prób uzyskano wartość średnią oznaczaną jako 100%, którą stosowano później jako wartość referencyjną (odniesienia) dla pomiarów tych testów w przypadku zastosowania poszczególnych czynników uszkodzeniowych. Podkreślić należy, że dlaIn the case of cell survival measurements in control samples (without added peptide), in order to maintain optimal conditions, appropriate volumes of the medium were replaced with new medium. The CellTiterBlue readings for these trials gave an average value labeled 100%, which was then used as a reference (reference) for the measurements of these tests when the individual damage factors were used. It should be emphasized that for

PL 238 941 B1 każdego czynnika uszkodzeniowego uzyskiwano odrębną wartość referencyjną, oznaczaną jako 100% w ramach tej samej sesji pomiarowej i tych samych warunków, co w przypadku stosowanych analogów RGD.For each damage factor, a separate reference value was obtained, denoted as 100%, within the same measurement session and under the same conditions as for the RGD analogs used.

Na podstawie przeprowadzonej analizy ilościowej uzyskanych pomiarów spektrofluorymetrycznych wykazano generalnie brak cytotoksycznego działania (lub co najwyżej niewielkie działania cytotoksyczne w pojedynczych przypadkach) dla testowanych stężeń dla peptydów:On the basis of the performed quantitative analysis of the obtained spectrofluorimetric measurements, it was shown that no cytotoxic effect (or only slight cytotoxic effects in individual cases) was demonstrated for the tested concentrations for the peptides:

RGD1 (Fig. 47), RGD2 (Fig. 48), RGD3 (Fig. 49), RGD4 (Fig. 50), AcRGD3 (Fig. 52), RGD10-PM (Fig. 53), RGD10-PS (Fig. 54).RGD1 (Fig. 47), RGD2 (Fig. 48), RGD3 (Fig. 49), RGD4 (Fig. 50), AcRGD3 (Fig. 52), RGD10-PM (Fig. 53), RGD10-PS (Fig. 54).

P r z y k ł a d 12P r z k ł a d 12

Neuroprotekcyjny wpływ peptydów RGD in vivo w modelu uszkodzenia neurologicznego.Neuroprotective effect of RGD peptides in vivo in a model of neurological damage.

Wpływ neuroprotekcyjny peptydów RGD badano w modelu in vivo uszkodzenia neurologicznego, w skład którego wchodziły: deprywacja glukozy (Neurobasal-A bez dodatku glukozy, którą w każdym innym przypadku używano w stężeniu 12,5 mM), acydoza (Neurobasal o pH 6,35, mleczan sodu w stężeniu 200 mM), stres oksydacyjny (azydek sodu w stężeniu 10 mM) i ekscytotoksyczność (kwas glutaminowy w stężeniu 400 μM, NMDA w stężeniu 800 μM i kwas kainowy w stężeniu 800 μM), analizowane niezależnie. W tym celu wykorzystano 14-15-dniowe pierwotne komórki neuralne, hodowane na płytkach 24-dołkowych pokrytych poli-D-lizyną w standardowej pożywce (Neurobasal, stężenie glukozy 12,5 mM, 500 μl/dołek). Aktywność każdego peptydu analizowano na dwóch płytkach 24-dołkowych, z zastosowaniem w każdej po trzy czynniki uszkodzeniowe (po 6 dołków na dany czynnik): pierwsza - deprywację glukozy, stres oksydacyjny i acydozę, druga - trzy induktory ekscytotoksyczności. Na każdej płytce obecnych było co najmniej sześć dołków z komórkami kontrolnymi. Trzy dołki z każdego rzędu z danym czynnikiem uszkodzeniowym przeznaczono do późniejszej inkubacji (po ekspozycji przez 1 godzinę na czynnik uszkodzeniowy) w świeżej pożywce, natomiast pozostałe trzy - do analogicznej inkubacji w pożywce z danym peptydem.The neuroprotective effect of RGD peptides was investigated in an in vivo model of neurological damage, which included: glucose deprivation (Neurobasal-A without the addition of glucose, which was used in any other case at a concentration of 12.5 mM), acidosis (Neurobasal at pH 6.35, sodium lactate at 200 mM), oxidative stress (sodium azide at 10 mM) and excitotoxicity (glutamic acid at 400 μM, NMDA at 800 μM and kainic acid at 800 μM) were analyzed independently. For this purpose, 14-15-day-old primary neural cells were used, cultured in 24-well plates coated with poly-D-lysine in standard medium (Neurobasal, glucose concentration 12.5 mM, 500 μl / well). The activity of each peptide was analyzed on two 24-well plates, each with three damage factors (6 wells for a given factor): the first - glucose deprivation, oxidative stress and acidosis, the second - three inducers of excitotoxicity. There were at least six wells with control cells in each plate. Three wells in each row with a given damage factor were intended for subsequent incubation (after 1 hour exposure to the damage factor) in fresh medium, while the remaining three - for analogous incubation with the given peptide in the medium.

Wszystkie czynniki uszkodzeniowe przygotowano bezpośrednio przed eksperymentem. Sterylne roztwory peptydów RGD1, RGD2, RGD3, RGD4, RGD10-PM oraz AcRGD3 przyrządzono w pożywce hodowlanej w stężeniu 100 μM. Próbkę RGD10-PS przyrządzono w stężeniu 1 μg/ml. Próbkę referencyjną peptydu TAT przyrządzono w stężeniu 50 μM (wybrane na podstawie własnej optymalizacji). Jak wspomniano, przed podaniem peptydu, wszystkie komórki poddano 1-godzinnej ekspozycji na czynniki uszkodzeniowe w standardowych warunkach (5% CO2, 37°C). W tym celu, w przypadku stresu oksydacyjnego i ekscytotoksyczności, wymieniono 250 μ! w każdym dołku i dodano odpowiednie czynniki do ich końcowego stężenia, jak opisano powyżej. W przypadku deprywacji glukozy i acydozy, cała objętość pożywki została wymieniona na pożywkę zawierającą dany czynnik uszkodzeniowy, po uprzednim przemyciu komórek 300 μl sterylnego PBS. Po 1-godzinnej inkubacji czynniki uszkodzeniowe zostały całkowicie usunięte i przemyto komórki 300 μ! PBS. Następnie, jak wyjaśniono powyżej, jedną połowę dołków z komórkami inkubowano w świeżej pożywce, a drugą połowę komórek - w pożywce z peptydem. Po 20-godzinnej inkubacji w standardowych warunkach przeprowadzono test przeżywalności, opisany powyżej. Wszystkie peptydy badano w co najmniej trzech powtórzeniach każdorazowo dla nowej partii izolowanych komórek. Statystykę przeprowadzono w sposób analogiczny do poprzednich eksperymentów.All damage factors were prepared immediately before the experiment. Sterile solutions of RGD1, RGD2, RGD3, RGD4, RGD10-PM and AcRGD3 peptides were prepared in the culture medium at a concentration of 100 µM. The RGD10-PS sample was prepared at a concentration of 1 µg / ml. The TAT peptide reference sample was prepared at a concentration of 50 µM (selected on the basis of in-house optimization). As mentioned, before peptide administration, all cells were exposed to damage factors for 1 hour under standard conditions (5% CO2, 37 ° C). For this purpose, in the case of oxidative stress and excitotoxicity, 250 μ was replaced! in each well and the appropriate factors were added to their final concentration as described above. In the case of glucose deprivation and acidosis, the entire volume of the medium was replaced with the medium containing the given damage factor, after washing the cells with 300 μl of sterile PBS. After a 1 hour incubation, the damage factors were completely removed and the cells were washed with 300 µl! PBS. Then, as explained above, one half of the cell wells were incubated in fresh medium and the other half of the cells in peptide medium. After a 20-hour incubation under standard conditions, the survival test described above was performed. All peptides were tested in at least triplicate with each new batch of isolated cells. The statistics were performed in a manner analogous to the previous experiments.

Wyniki przeciwuszkodzeniowego i/lub neuroprotekcjnego działania peptydów poliRGD przedstawiają wykresy Fig. 55-62. Peptydy RGD wykazują wybiórcze właściwości ochronne na działanie poszczególnych czynników uszkodzeniowych. Należy zaznaczyć, że w przypadku RGD1 taka aktywność jest widoczna w odniesieniu do wszystkich metod uszkodzenia.The results of the anti-damage and / or neuroprotective effects of polyRGD peptides are shown in Figures 55-62. RGD peptides show selective protective properties against particular damage factors. It should be noted that in the case of RGD1, such activity is visible for all damage methods.

20-godzinna inkubacja w 100 μM roztworze RGD1 skutkuje znaczącym wzrostem żywotności hodowli neuralnej wobec wszystkich badanych czynników uszkodzeniowych. W wypadku pozostałych peptydów obserwowano istotne właściwości neuroprotekcyjne wobec niektórych czynników uszkodzeniowych.The 20-hour incubation in 100 μM RGD1 solution resulted in a significant increase in the viability of the neural culture against all tested damage factors. In the case of the remaining peptides, significant neuroprotective properties against some damage factors were observed.

P r z y k ł a d 13P r x l a d 13

Potwierdzenie skuteczności przeciwuszkodzeniowego działania peptydu RGD1 bezpośrednio w skrawkach mózgu ex vivo poddanych ekscytotoksyczności wywołanej przez NMDA.Confirmation of the efficacy of the anti-damage action of the RGD1 peptide directly in ex vivo brain sections subjected to NMDA-induced excitotoxicity.

Model ex vivo uszkodzenia neurologicznego w szczurzych skrawkach hipokampalnychEx vivo model of neurological damage in rat hippocampal sections

Potencjalną aktywność neuroprotekcyjną/przeciwuszkodzeniową peptydów RGD zweryfikowano na przykładzie peptydu RGD1, którego działanie badano bezpośrednio w szczurzych skrawkach hipokampalnych (czyli zawierających hipokamp), poddanych działaniu czynnika uszkodzeniowego w postaci NMDA. Zastosowanie tego agonisty receptora glutaminianowego indukuje kaskadę proceThe potential neuroprotective / anti-damage activity of the RGD peptides was verified on the example of the RGD1 peptide, the effect of which was tested directly in rat hippocampal (i.e., hippocampal) sections exposed to the NMDA damage factor. The use of this glutamate receptor agonist induces the proce cascade

PL 238 941 B1 sów uszkodzeniowych w skrawkach hipokampa, czyli struktury mózgu odpowiedzialnej m.in. za uczenie i pamięć przestrzenną oraz powstawanie emocji u ludzi i innych ssaków, co może być wykorzystane jako czuły model do badania farmakologicznego efektu leków i substancji osłonowych. Skrawki hipokampalne uzyskano z osesków P7 szczurów stada Wistar i prowadzono jako hodowle organotypowe według zmodyfikowanej metody Stoppiniego. W tym celu, oseski poddano dekapitacji, hipokampy zostały starannie wyizolowane z mózgów i za pomocą urządzenia typu Tissue Chopper uzyskano z nich skrawki tkankowe o grubości 400 μm. Skrawki hodowano na płytkach 6-dołkowych z wkładkami hodowlanymi (4 skrawki/wkładka, MILLICELL CM Millipore o porach 0,4 μm i średnicy 30 mm), w pożywce zawierającej 50% Neurobasal, 22% HBSS suplementowanej w 25% surowicą końską i w 2% B27, 1M HEPES; glukoza 5 mg/ml; w 1% penicyliny i streptomycyny. Hodowlę rozpoczynano w pożywce z 25% surowicą końską, którą stopniowo (w trakcie kolejnych dni) zastępowano pożywką bez surowicy. Hodowle prowadzono przez 8 dni w warunkach 36°C i w atmosferze 5% CO2 zgodnie ze schematem przedstawionym na Fig. 63. W ósmym dniu hodowli przeprowadzano badanie neuroprotekcyjnego działania peptydów RGD (Fig. 64 i 65). W tym celu skrawki dzielono na cztery grupy doświadczalne:In the sections of the hippocampus, that is, the structure of the brain responsible for e.g. for learning and spatial memory and the development of emotions in humans and other mammals, which can be used as a sensitive model to study the pharmacological effect of drugs and enveloping substances. Hippocampal sections were obtained from P7 pups of Wistar rats and grown as organotypic cultures according to a modified Stoppini method. For this purpose, the pups were decapitated, the hippocampuses were carefully isolated from the brains and 400 μm thick tissue sections were obtained from them using a Tissue Chopper. Sections were grown in 6-well plates with culture inserts (4 sections / insert, MILLICELL CM Millipore with 0.4 μm pores and 30 mm diameter), in medium containing 50% Neurobasal, 22% HBSS supplemented with 25% horse serum and 2% B27.1M HEPES; glucose 5 mg / ml; in 1% penicillin and streptomycin. The culture was started in the medium with 25% horse serum, which was gradually (during the following days) replaced with the medium without the serum. Cultures were carried out for 8 days under the conditions of 36 ° C and in an atmosphere of 5% CO2 according to the scheme shown in Fig. 63. On the eighth day of cultivation, a study of the neuroprotective effects of RGD peptides was carried out (Figs. 64 and 65). For this purpose, the sections were divided into four experimental groups:

grupa 1) kontrola - skrawki hodowane w pożywce bez surowicy oraz bez NMDA i bez testowanego peptydu;group 1) control - sections cultured in serum-free medium and without NMDA and without test peptide;

grupa 2) kontrola + badany peptyd - skrawki hodowane w pożywce bez surowicy wraz z testowanym peptydem (badanie toksyczność peptydu);group 2) control + test peptide - sections cultured in serum-free medium together with the test peptide (peptide toxicity test);

grupa 3) NMDA - skrawki hodowane w pożywce bez surowicy z czynnikiem uszkadzającym (100 μM NMDA), który po 3 h był usuwany;group 3) NMDA - sections grown in serum free medium with damaging factor (100 µM NMDA), which were removed after 3 h;

grupa 4) NMDA + badany peptyd - skrawki hodowane w pożywce bez surowicy z czynnikiem uszkadzającym (100 μM NMDA) oraz testowanym peptydem, po 3 h inkubacji NMDA usuwano i do końca doświadczenia pozostawał sam peptyd.group 4) NMDA + test peptide - sections grown in serum-free medium with damaging factor (100 µM NMDA) and test peptide, after 3 h incubation NMDA was removed and peptide remained until the end of the experiment.

Ocena uszkodzenia neurologicznego i neuroprotekcyjnego działania peptydu RDG1 w skrawkach z mózgu szczurówAssessment of neurological damage and neuroprotective effects of RDG1 peptide in sections from rat brain

Skrawki we wszystkich czterech grupach wybarwiono ~1 μM jodkiem propidyny (znakującym martwe komórki) i inkubowano przez 30 minut w celu eliminacji martwych skrawków. Następnie hodowle hipokampalne w grupie 4 poddano ekspozycji na mieszaninę 100 μM NMDA i RGD1 w trzech stężeniach: 1, 10, 100 μM (w dniu doświadczenia, peptydy były zawieszane w autoklawowanej wodzie, a następnie filtrowane i trzymane na lodzie w 4°C), po czym inkubowano skrawki w standardowych warunkach przez 3 godziny. Po tym czasie we wszystkich grupach zmieniano pożywkę w celu usunięcia zawartości NMDA poprzez całkowitą wymianę pożywki na pożywkę bez surowicy i zawierającą RGD1 w odpowiednich stężeniach. Skrawki następnie inkubowano przez 24 godziny, po czym na 30 minut przed końcową detekcją oceny uszkodzenia ponownie je wybarwiono dodając 6 μM jodku propidyny w celu uwidocznienia komórek uszkodzonych oraz oceny efektu neuroprotekcyjnego peptydu RGD1 i wszystkie skrawki poddano analizie ilościowej przy pomocy mikroskopu fluorescencyjnego i systemu do komputerowej analizy obrazu. Śmiertelność komórek w skrawku obliczano jako stosunek intensywności fluorescencji danego skrawka i maksymalnej fluorescencji, która w tym przypadku została uzyskana po potraktowaniu skrawków kontrolnych 250 μM NMDA.Sections in all four groups were stained with ~ 1 µM propidium iodide (labeling dead cells) and incubated for 30 minutes to eliminate dead sections. Then the hippocampal cultures in group 4 were exposed to a mixture of 100 μM NMDA and RGD1 at three concentrations: 1, 10, 100 μM (on the day of the experiment, the peptides were suspended in autoclaved water, then filtered and kept on ice at 4 ° C), the sections were then incubated under standard conditions for 3 hours. After this time, the medium in all groups was changed to remove NMDA content by completely replacing the medium with medium without serum and containing the appropriate concentrations of RGD1. The sections were then incubated for 24 hours and then re-stained 30 minutes before the final detection of the damage score with the addition of 6 μM propidium iodide to visualize damaged cells and to assess the neuroprotective effect of the RGD1 peptide, and all sections were quantified using a fluorescence microscope and computerized system. image analysis. The cell mortality of a section was calculated as the ratio of the fluorescence intensity of a given section and the maximum fluorescence which in this case was obtained by treatment with 250 µM NMDA control sections.

Na przykładowych zdjęciach skrawków hipokampalnych na Fig. 64 widać różnicę gęstości wybarwionych punktów fluorescencyjnych odpowiadających niskiej śmiertelności neuronów w warunkach kontrolnych (a) i wysokiej śmiertelności po zastosowaniu 100 μM NMDA (b). Pomiary gęstości obumierających komórek dowodzą neuroprotekcyjnych i/lub przeciwuszkodzeniowych właściwości peptydu RGD1 w modelu ex vivo ekscytotoksyczności występującej m.in. w uszkodzeniach udarowych mózgu. Jak wykazano na Fig. 65, peptyd RGD1 nie wykazuje istotnej toksyczności w tym modelu a ponadto działa ochronnie w stężeniu 10 i 100 μM.The exemplary photos of hippocampal sections in Fig. 64 show the difference in density of stained fluorescent dots corresponding to low neuronal mortality under control conditions (a) and high mortality after 100 µM NMDA application (b). Measurements of the dying cell density prove the neuroprotective and / or anti-damage properties of the RGD1 peptide in an ex vivo model of excitotoxicity occurring, inter alia, in in stroke injuries. As shown in Fig. 65, the RGD1 peptide shows no significant toxicity in this model and, moreover, is protective at a concentration of 10 and 100 µM.

P r z y k ł a d 14P r z k ł a d 14

Zestaw do sposobu oznaczania in vitro aktywności przeciwuszkodzeniowej i/lub neuroprotekcyjnej związków chemicznych w komórkach hodowli neuralnej, który zawiera 6 czynników uszkodzeniowych w zjawiskach nagłych uszkodzeń układu nerwowego kręgowców w tym człowieka oraz związek referencyjny do uzyskania sposobu porównania odpowiedzi biologicznych i fizjologicznych badanych komórek.A kit for the in vitro method of determining the in vitro anti-damage and / or neuroprotective activity of chemical compounds in neural culture cells, which contains 6 damage factors in the phenomena of sudden damage to the nervous system of vertebrates, including humans, and a reference compound for obtaining a method of comparing biological and physiological responses of the tested cells.

Zestaw służy do oznaczania in vitro aktywności przeciwuszkodzeniowej i/lub neuroprotekcyjnej związków chemicznych względem komórek pochodzących z hodowli neuralnej lub nieneuralnej. W rozszerzonych doświadczeniach z powodzeniem stosowano proponowany zestaw diagnostycznyThe kit is used to determine the in vitro anti-damage and / or neuroprotective activity of chemical compounds against cells derived from neural or non-natural cultures. The proposed diagnostic kit was used successfully in extended experiments

PL 238 941 B1 do badania aktywności przeciwuszkodzeniowej w innych rodzajach komórek niż neurony, np. wzbogacane hodowle astrocytów. Opisywany zestaw umożliwia oznaczanie własności przeciwuszkodzeniowych i/lub neuroprotekcyjnych w szerokiej puli różnych komórek mogących uczestniczyć w sytuacji klinicznej i badań przedklinicznych w naprawie uszkodzeń ośrodkowego układu nerwowego. Wykazano potencjał regeneracyjny szerokiej gamy komórek różnego pochodzenia, wśród nich wykazano udział w naprawie uszkodzeń OUN dla komórek macierzystych, tkankowo-specyficznych komórek macierzystych (zarówno progenitorów jak i prekursorów), progenitorów, prekursorów, młodocianych (niedojrzałych form) oraz dojrzałych form aktywnych i nieaktywnych: neuronów, astrocytów, oligodendrocytów, mikrogleju, gleju nabłonka węchowego, adipocytów, komórek układu krwiotwórczego i odpornościowego i inne oraz może obejmować komórki indukowane do własności pluripotentnych w sposób naturalny (w tym tzw. Very Small Embryonic Like (VSEL) Stem Cells i inne) oraz indukowane w sposób stymulowany przez człowieka (w tym tzw. indukowane komórki pluripotentne, z ang. induced pluripotent stem (iPS) cells i inne) oraz nieograniczony co do gatunku zwierząt z których pochodzi, w tym nieograniczony do komórek ssaków oraz człowieka. Takie pozytywne przykłady dotyczą także hodowli nie tylko pierwotnych, także na liniach komórkowych, przede wszystkim dobrym przykładem są stosunkowo liczne publikacje dotyczące zastosowania różnych grup komórek na zwierzętach i u człowieka (komórek pochodzenia własnego lub obcego) w naprawie uszkodzeń ośrodkowego układu nerwowego.For testing anti-damage activity in cell types other than neurons, e.g. enriched astrocyte cultures. The described kit enables the determination of anti-damage and / or neuroprotective properties in a wide range of different cells that may be involved in the clinical situation and in preclinical research in the repair of damage to the central nervous system. The regenerative potential of a wide range of cells of various origins has been demonstrated, including the participation in the repair of CNS damage for stem cells, tissue-specific stem cells (both progenitors and precursors), progenitors, precursors, juveniles (immature forms) and mature active and inactive forms: neurons, astrocytes, oligodendrocytes, microglia, glia of the olfactory epithelium, adipocytes, hematopoietic and immune cells and others, and may include cells induced to pluripotent properties by natural means (including Very Small Embryonic Like (VSEL) Stem Cells and others) and induced in a human-stimulated way (including so-called induced pluripotent cells (iPS) cells and others) and unlimited as to the species of animals it comes from, including mammalian and human cells. Such positive examples also concern not only primary cultures, also on cell lines, first of all a good example are the relatively numerous publications on the use of various groups of cells in animals and in humans (cells of own or foreign origin) in repairing damage to the central nervous system.

Stąd w zakresie komórek dla których możliwe jest zastosowanie opisywanego zestawu do sposobu oznaczania in vitro aktywności neuroprotekcyjnej i/lub przeciwuszkodzeniowej są również komórki nie będące neuronami. W zakresie niniejszego wynalazku dla komórek pubudliwych, (w tym neuronów) zakładamy zastosowanie co najmniej 4 spośród 6 czynników uszkodzeniowych naśladujących na poziomie komórkowym kluczowe naturalne procesy zachodzące podczas nagłych uszkodzeń układu nerwowego. Dla komórek niepobudliwych w zakresie ochrony patentowej zakładamy zastosowanie 3 spośród 6 opisanych czynników uszkodzeniowych (np. badanie zjawi sk ekscytotoksyczności wywołanych kaninianem, glutaminianem lub NMDA dla komórek niepobudliwych nie musi być słuszne).Hence, in the range of cells for which it is possible to use the described kit for the in vitro method of determining neuroprotective and / or anti-damage activity, also non-neuronal cells. Within the scope of the present invention, for non-affected cells (including neurons) we assume the use of at least 4 out of 6 damage factors that mimic at the cellular level key natural processes occurring during sudden damage to the nervous system. For non-excitable cells, within the scope of patent protection, we assume the use of 3 out of the 6 damage factors described (e.g. testing for caninate, glutamate or NMDA excitotoxicity phenomena for non-excitable cells does not have to be correct).

W zestawie powinien być używany związek referencyjny (inaczej traktowany też jako związek porównawczy lub kalibrujący) dający pozytywne odpowiedzi wobec stosowanych czynników uszkodzeniowych. W szczególności związek referencyjny powinien umożliwiać uzyskanie względem kontroli (komórek nie poddanych działaniu pojedynczych czynników uszkodzeniowych) co najmniej 4 pozytywnych istotnie statystycznie pomiarów spośród kompletu 6 czynników uszkodzeniowych in vitro dla komórek pobudliwych (np. neuronów). Przykładem takiego związku mogą być niektóre peptydy, w tym doskonałym przykładem jest peptyd RGD1 w stężeniu 100 μM będący również w zakresie niniejszego zastrzeżenia patentowego (Fig. 55), który daje istotne statystycznie zmiany w przeciwuszkodzeniowym działaniu dla wszystkich 6 czynników uszkodzeniowych in vitro. Dla związku referencyjnego używanego do komórek niepobudliwych można zakładać istotne statystycznie zmiany dla co najmniej 3 spośród kompletu 6 czynników, tym bardziej, że końcowy powszechny test CTB (modyfikowany test biochemiczny MTT) opisywany jest przede wszystkim dla określania żywotności komórek niepobudliwych.A reference compound should be used in the kit (otherwise also regarded as a reference or calibration compound) that gives positive responses to the damaging factors used. In particular, the reference compound should allow obtaining at least 4 statistically significant positive measurements from the set of 6 in vitro damage factors for excitable cells (e.g. neurons) against the control (cells not exposed to single damage factors). An example of such a compound may be some peptides, an excellent example of which is the RGD1 peptide at a concentration of 100 µM also within the scope of the present claim (Fig. 55), which gives statistically significant changes in anti-damage performance for all 6 in vitro damage factors. For the reference compound used for non-excitable cells, statistically significant changes can be assumed for at least 3 out of a set of 6 factors, all the more that the final common CTB test (modified MTT biochemical test) is described primarily for determining the viability of non-excitable cells.

Zastosowanie zestawu do sposobu oznaczania in vitro aktywności przeciwuszkodzeniowej i/lub neuroprotekcyjnej związków chemicznych w komórkach hodowli neuralnej, ale możliwe jest także dla komórek w hodowli nieneuralnej, obejmuje hodowle jednorodne lub mieszane różnych typów i źródła pochodzenia komórek kręgowców w tym komórek człowieka.The use of the kit for a method of determining the in vitro anti-damage and / or neuroprotective activity of chemical compounds in neural culture cells, but is also possible for cells in non-natural culture, includes homogeneous or mixed cultures of various types and sources of vertebrate cells, including human cells.

Zawiesina komórek stosowanych w zestawie może zawierać 1a) świeżo izolowane komórki ze struktur biologicznych od zwierząt (zwłaszcza ssaków) lub w ścisłym reżimie czasu z tkanki pochodzącej z materiału ludzkiego z biopsji lub post mortem umożliwiające założenie hodowli pierwotnej mieszanej lub 1b) po hodowli modyfikującej, czyli po zastosowaniu w dalszych etapach hodowli czynników selekcyjnych/różnicujących wzrost może zawierać tylko wybrane frakcje komórek (np. po dodaniu substancji cytostatycznej typu AraC według odpowiedniego schematu stosowania może być pozbawiona wszystkich komórek dzielących się) lub po dodaniu substancji suplementujących/wzbogacających pierwotne komórki mogą być różnicowane do innych typów nawet pierwotnie nieobecnych w mieszaninie komórkowej. Możliwe jest też zastosowanie 1c) świeżo izolowanych komórek selekcjonowanych na szybko ze struktur biologicznych na zasadzie własności fizycznych (np. w wirowaniu różnicującym według wielkości) lub własności biologicznych (zawierających selekcjonujące epitopy powierzchniowe lub wewnątrzkomórkowe umożliwiające selekcjonowanie technikami powinowactwaThe suspension of cells used in the kit may contain 1a) freshly isolated cells from biological structures from animals (especially mammals) or, in strict time regime, from tissue derived from human biopsy or postmortem material, enabling the establishment of a mixed primary culture, or 1b) after modification culture, i.e. after the use of selection / differentiating factors in the further stages of culture, the growth may contain only selected fractions of cells (e.g. after adding the cytostatic substance of the AraC type according to an appropriate application scheme, it may be deprived of all dividing cells) or after adding substances supplementing / enriching the primary cells, it may be differentiated to other types even originally absent in the cell mixture. It is also possible to use 1c) freshly isolated cells quickly selected from biological structures on the basis of physical properties (e.g. in size differentiation centrifugation) or biological properties (containing selective surface or intracellular epitopes enabling selection by affinity techniques)

PL 238 941 B1 biologicznego z użyciem selektywnych immunoglobulin sprzężonych z fluoroforami lub cząstkami magnetycznymi i rozdział w metodzie sortowania na podstawie sygnału fluorescencyjnego lub chromatografii kolumnowej powinowactwa biologicznego lub fizykochemicznego). Wreszcie mogą być stosowane 1d) zawiesiny komórkowe zmodyfikowane na podłożach stałych technikami biologii molekularnej np. indukowane komórki pluripotentne (iPS) uzyskanymi przez osobę/zespół dostarczający zestaw lub uzyskane z innego źródła. Zatem mogą byś stosowane 2a) pierwotne mieszaniny komórkowe lub 2b) mieszaniny ze wzbogaconą zawartością określonych subpopulacji lub 2c) hodowle jednorodne z jednym typem hodowanych komórek. Odrębnym rodzajem komórek stosowanych w zestawie mogą być 3) linie komórkowe, najczęściej o unieśmiertelnionej charakterystyce podziałowej populacji. Mogą być zastosowane 4a) komórki pobudliwe, charakteryzujące się przewodnictwem elektrycznym, np. dorosłe neurony, neuroblasty (młodociane neurony o odmiennej charakterystyce przewodnictwa jak dojrzałe neurony) i inne dające odpowiedzi fizjologiczne na czynniki pobudzeniowe, w tym czynniki ekscytotoksyczne, oraz 4b) komórki niepobudliwe nie dające odpowiedzi na czynniki ekscytotoksyczne a reagujące na czynniki ogólnego rodzaju, np. jak czynniki wpływające na procesy energetyczne i metaboliczne (deprywacja glukozy, częściowa deprywacja tlenowa/stres oksydacyjny, acydoza i działanie mleczanu).Using selective immunoglobulins conjugated with fluorophores or magnetic particles and separation in the fluorescence signal sorting method or biological or physicochemical affinity column chromatography). Finally, 1d) cell suspensions modified on solid supports by molecular biology techniques, e.g., induced pluripotent cells (iPS) obtained by the person / team providing the kit or obtained from another source. Thus, 2a) primary cell mixtures or 2b) mixtures enriched with specific subpopulations or 2c) homogeneous cultures with one type of cultured cells may be used. A separate type of cells used in the kit can be 3) cell lines, most often with immortalized division characteristics of the population. 4a) excitable cells that are electrically conductive, e.g. adult neurons, neuroblasts (juvenile neurons with different conductivity characteristics such as mature neurons) and others that give physiological responses to stimulus factors, including excitotoxic agents, and 4b) non-excitable non-excitable cells which respond to excitotoxic factors and are responsive to factors of a general nature, such as factors influencing energy and metabolic processes (glucose deprivation, partial oxygen deprivation / oxidative stress, acidosis and lactate effects).

Jednym z przykładów, nieorganiczającym zastosowania zestawu do sposobu oznaczania in vitro aktywności przeciwuszkodzeniowej i/lub neuroprotekcyjnej związków chemicznych, jest izolacja mieszaniny typów komórek z wybranych struktur rozwijającego się mózgowia lub rdzenia kręgowego szczurów, myszy lub innych ssaków, izolowanych w okresie przedurodzeniowym (prenatalnym), wczesnopourodzeniowym (neonatalnym) lub od osobników dorosłych. Tak też zastosowano w niniejszym zgłoszeniu patentowym, gdzie zastosowano: komórki świeżo izolowane bez modyfikacji z wybranych struktur mózgu szczura (1a) lub z modyfikacjami różnicującymi (1b), były to mieszaniny komórkowe (2a) lub populacje ze wzbogaconą zawartością określonych subpopulacji (neuronów po wyeliminowaniu na podłożach komórek dzielących się) (2b), były stosowane komórki pobudliwe jak neurony i neuroblasty (4a) w mieszaninie z komórkami niepobudliwymi jak astrocytami i innymi rodzajami komórek glejowych (4b).One example of a non-limiting application of the kit for the in vitro determination of the anti-damage and / or neuroprotective activity of chemical compounds is the isolation of a mixture of cell types from selected structures of the developing brain or spinal cord of rats, mice or other mammals isolated in the prenatal period, pre-natal (neonatal) or adults. This was also used in this patent application, where the following were used: cells freshly isolated without modification from selected rat brain structures (1a) or with differentiating modifications (1b), these were cell mixtures (2a) or populations with an enriched content of specific subpopulations (neurons after eliminating on dividing cell media) (2b), excitable cells such as neurons and neuroblasts (4a) were used in a mixture with non-excitable cells such as astrocytes and other types of glial cells (4b).

Komórki w ramach zestawu są zastosowane w formie pierwotnej zawiesiny żywych komórek lub w głębokim zamrożeniu i po rozmrożeniu są w odpowiedniej gęstości hodowane w szalkach wielodołkowych na podłożach pokrytych lamininą lub poli-D-lizyną jak w opisanych wcześniejszych przykładach lub bez takiego pokrycia w „Pożywce N” (skład podany poniżej) lub w innych pożywkach. Możliwa jest opcjonalnie samodzielna izolacja komórek neuralnych ze struktur biologicznych, która odbywa się w „Pożywce D” zawierającej w sterylnej wodzie 10% Hank’s Balanced Salt Solution suplementowanej penicyliną i streptomycyną do końcowego stężenia 1% oraz 1% HEPES. Fragmenty tkankowe poddawane są działaniu „Pożywki E” o składzie pożywki D z dodatkiem 0,08% trypsyny i inkubowane od kilku do kilkunastu minut w 37°C w zależności od rodzaju tkanki. Po oddzielaniu komórek przez wirowanie i kilkukrotne przepłukanie „Pożywką D” komórki są hodowane zazwyczaj od 7 do 14 dni lub przez inny okres w odpowiedniej gęstości określonej na podstawie pomiarów mikroskopowych. Pożywki dla komórek neuralnych („Pożywka N”), w której na bazie Neurobasal znajduje się 2% B27, L-glutamina w stężeniu 200 mM, kwas glutaminowy w stężeniu do 10 mM i penicylina i streptomycyna 1%, z dodatkiem glukozy w stężeniu zależnym od rodzaju tkanki, z której izolowano komórki, zazwyczaj w stężeniu końcowym 12,5 mM i z dodatkiem lub bez dodatku pirogronianu sodu (zazwyczaj do końcowego stężenia 1 mM). Komórki wysiewa się na płytkach hodowlanych 24-dołkowych pokrytych poli-D-lizyną w liczbie 200 000 komórek/dołek lub na płytkach 96-dołkowych pokrytych poli-D-lizyną w liczbie 30 000 komórek/dołek. Hodowle neuralne (hodowle komórek nerwowych lub komórek glejowych lub mieszanina obu typów) lub komórki nieneuralne inkubuje się przez 14-15 dni zazwyczaj w atmosferze 5% CO2 (95% powietrze, wilgotność 98%, 37°C) lub innej.The cells in the kit are used in the form of a primary live cell suspension or in deep freeze and, after thawing at the appropriate density, are grown in multi-well plates on media coated with laminin or poly-D-lysine as in the previous examples described, or without such coating in "N-Medium "(Composition below) or in other media. Optionally, the independent isolation of neuronal cells from biological structures is possible, which takes place in "Medium D" containing 10% Hank's Balanced Salt Solution in sterile water supplemented with penicillin and streptomycin to a final concentration of 1% and 1% HEPES. Tissue fragments are treated with "E medium" containing D medium with 0.08% trypsin and incubated for several to several minutes at 37 ° C depending on the type of tissue. After the cells are separated by centrifugation and rinsing several times with "Medium D", the cells are cultured typically for 7 to 14 days or for another period at an appropriate density determined by microscopic measurements. Nutrients for neuronal cells ("N medium") with 2% B27 based on Neurobasal, 200 mM L-glutamine, up to 10 mM glutamic acid and 1% penicillin and streptomycin, with a dependent glucose addition on the type of tissue from which the cells were isolated, usually at a final concentration of 12.5 mM with or without sodium pyruvate (usually up to a final concentration of 1 mM). Cells are seeded in 24-well culture plates coated with 200,000 cells / well poly-D-lysine or in 96-well plates coated with 30,000 cells / well with poly-D-lysine. Neural cultures (cultures of nerve cells or glial cells, or a mixture of both) or non-neural cells are incubated for 14-15 days typically in an atmosphere of 5% CO2 (95% air, 98% humidity, 37 ° C) or another.

Zestaw obejmuje wykonanie pomiarów testów przeżywalności hodowli komórkowej na różne stężenia badanego peptydu oraz pomiary żywotności po działaniu 6 czynników uszkodzeniowych i/lub neurotoksycznych.The kit includes measurements of cell culture survival tests for various concentrations of the tested peptide and measurements of viability after the action of 6 damaging and / or neurotoxic factors.

Model zawiera równoległe użycie w oddzielnych dołkach z komórkami pochodzącymi z jednej izolacji silnych czynników uszkodzeniowych takich jak zakwaszenie, czyli acydozę (pH 6,45 i działanie mleczanu sodu w stężeniu 200 mM lub innym zoptymalizowanym dla danego typu komórek), deprywację energetyczno-oddechową (deprywację glukozy i stres oksydacyjny indukowany azydkiem sodu w stężeniu 10 mM lub innym zoptymalizowanym dla danego typu komórek) i ekscytotoksyczność (400 μM kwas glutaminowy, 800 μM NMDA i 800 μM kwas kainowy lub innych stężeniach zoptymaliPL 238 941 B1 zowanych dla danego typu komórek). Warunki uszkodzeniowe prowadzi się w taki sposób, aby siła działania czynnika uszkodzeniowego powodowała w każdym przypadku spadek o 30-40% odpowiedzi diagnozowanych testem CellTiterBlue (fluorofor CTB w modyfikowanym teście biochemicznym typu MTT) lub innym testem oceny żywotności komórek na podstawie mierzalnej oceny funkcji metabolicznych mitochondriów. W przypadku testu CTB komórki inkubuje się z czynnikiem fluorescencyjnym CTB przez 1-4 godziny w 37°C (5% CO2). Intensywność fluorescencji czynnika CTB mierzona jest spektrofluorymetrycznie (560ex/590em) i jest proporcjonalna do liczby żywych komórek. Próbki komórek kontrolnych (niczym nietraktowanych) stanowią 100% żywotności a sygnały z pozostałych dołków są odnoszone względem kontroli i prezentowane jako średnia ± SD.The model includes parallel use in separate wells with cells derived from one isolation of strong damage factors such as acidification, i.e. acidosis (pH 6.45 and the action of sodium lactate at a concentration of 200 mM or another optimized for a given cell type), energy and respiratory deprivation (deprivation glucose and oxidative stress induced by sodium azide at a concentration of 10 mM or other optimized for the given cell type) and excitotoxicity (400 μM glutamic acid, 800 μM NMDA and 800 μM kainic acid or other concentrations optimized for the given cell type). The damage conditions are conducted in such a way that the potency of the damage factor causes a decrease of 30-40% of responses diagnosed with the CellTiterBlue test (CTB fluorophore in a modified MTT-type biochemical test) or another test for assessing cell viability based on a measurable assessment of metabolic functions of the mitochondria. . For the CTB assay, cells are incubated with the fluorescent agent CTB for 1-4 hours at 37 ° C (5% CO2). The fluorescence intensity of the CTB agent is measured spectrofluorimetrically (560ex / 590em) and is proportional to the number of viable cells. Control (untreated) cell samples account for 100% viability and signals from the remaining wells are referenced to control and presented as mean ± SD.

W hodowlach kontrolnych prowadzi się hodowle bez dodatku badanej substancji, w hodowlach referencyjnych prowadzi się hodowlę z dodatkiem substancji referencyjnej, zazwyczaj jest nią peptyd RGD1 w stężeniu 100 μΜ lub innym ustalonym dla danego typu komórek.Control cultures are cultured without the addition of the test substance, and reference cultures are cultured with the addition of a reference substance, usually the RGD1 peptide at a concentration of 100 μΜ or other established for a given cell type.

Pozycje literaturowe do odczynników dla Przykładu 15Reagent literature entries for Example 15

1. Brewer GJ, Cotman CW., Survival and growth of hippocampal neurons in defined medium at low density: advantages of a sandwich culture technique or low oxygen. Brain Res. 1989,494(1):65-74.1. Brewer GJ, Cotman CW., Survival and growth of hippocampal neurons in defined medium at low density: advantages of a sandwich culture technique or low oxygen. Brain Res. 1989,494 (1): 65-74.

2. Brewer GJ, Torricelli JR, Evege EK, Price PJ., Optimized survival of hippocampal neurons in B27-supplemented Neurobasal, a new serum-free medium combination. J Neurosci Res. 1993;35(5):567-76.2. Brewer GJ, Torricelli JR, Evege EK, Price PJ., Optimized survival of hippocampal neurons in B27-supplemented Neurobasal, a new serum-free medium combination. J Neurosci Res. 1993; 35 (5): 567-76.

Wszystkie wykorzystywane w zestawie substancje chemiczne mają czystość chemiczną co najmniej klasy ‘czyste do analizy’.All chemicals used in the kit have at least the class 'clean for analysis' chemical purity.

PodsumowanieSummary

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wydajnego i wieloczynnikowego oznaczania i analizy aktywności przeciwuszkodzeniowych i/lub neuroprotekcyjnych związków o potencjalnej aktywności farmakologicznej, także synteza chemiczna i biotechnologiczna peptydów poliRGD oraz analogów peptydu RGD i wykazanie własności biologicznych (przeciwuszkodzeniowych i/lub neuroprotekcyjnych) tych związków po działaniu czynnikami uszkodzeniowymi.The subject of the present invention is a method of efficient and multifactorial determination and analysis of the anti-damage and / or neuroprotective activity of compounds with potential pharmacological activity, as well as chemical and biotechnological synthesis of polyRGD peptides and RGD peptide analogs and demonstration of biological properties (anti-damage and / or neuroprotective) of these compounds after exposure to the agents. damage.

Otrzymane peptydy wykazywały stabilność w warunkach fizjologicznych. Wprowadzenie modyfikacji n w postaci C-amidacji i N-acetylacji skutkuje zwiększoną odpornością związku na proteolizę, natomiast zwielokrotnienie sekwencji motywu RGD zazwyczaj zmniejsza jego aktywność, jednakże umożliwia wydłużone w czasie uwalnianie związku w organizmie. Zarówno synteza chemiczna na nośniku stałym, jak i produkcja biotechnologiczna zapewniły czystość, specyficzność i wydajność otrzymanych związków.The obtained peptides showed stability under physiological conditions. The introduction of n-modification in the form of C-amidation and N-acetylation results in increased resistance of the compound to proteolysis, while the multiplication of the sequence of the RGD motif usually reduces its activity, however, allows for a prolonged release of the compound in the body. Both chemical synthesis on a solid support and biotechnological production ensure the purity, specificity and yield of the compounds obtained.

Jak opisano powyżej, motyw RGD jest istotnym elementem białek macierzy zewnątrzkomórkowej rozpoznawanych przez integryny i odpowiedzialnych m.in. za plastyczność synaptyczną i poprawne funkcjonowanie OUN, i jako takie mogą być stosowane jako neuroprotektanty. Peptyd z pojedyczym motywem RGD oraz peptydy poliRGD i ich analogi mogą okazać się skutecznym narzędziem w terapii chorób neurouszkodzeniowych w obliczu kosztownej produkcji leków opartych na strukturze białek ECM. Uszkodzenie układu nerwowego, zapoczątkowane przez mechaniczne przerwanie ciągłości naczyń krwionośnych i bariery krew-mózg prowadzi do szeregu zaburzeń metabolicznych i neurochemicznych, których ostatecznym wynikiem jest nadmierna, samostymulująca się pobudliwość neuronów oraz długotrwały stan zapalny. W przedmiotowym wynalazku proponujemy zestaw sześciu takich czynników neurouszkodzeniowych, jako wydajny sposób do efektywnego przesiewowego poszukiwania związków neuroprotekcyjnych i także szczegółowej analizy biologicznej aktywności potencjalnych farmakologicznie czynnych w uszkodzeniach ośrodkowego układu nerwowego na poziomie komórkowym. W celu wykazania neuroprotekcyjnych właściwości peptydów RGD, pierwotne hodowle neuralne uzyskane z kory mózgowej szczurów Wistar eksponowano w pierwszej kolejności na uszkodzenia a następnie poddano działaniu peptydu. Żaden z testowanych peptydów nie wykazywał znaczących efektów cytotoksycznych w badanych zakresach stężeń, podobnie jak związek referencyjny, którym w tym przypadku był peptyd TAT. Ponadto poszczególne badane peptydy poliRGD wykazały właściwości przeciwuszkodzeniowe i/lub neuroprotekcyjne w stosunku do wszystkich lub wybranych czynników uszkodzeniowych.As described above, the RGD motif is an essential component of extracellular matrix proteins recognized by integrins and responsible, inter alia, for synaptic plasticity and the proper functioning of the CNS, and as such can be used as neuroprotectants. A peptide with a single RGD motif as well as polyRGD peptides and their analogs may prove to be an effective tool in the treatment of neurodamageous diseases in the face of the costly production of drugs based on the structure of ECM proteins. Damage to the nervous system, initiated by the mechanical disruption of blood vessels and the blood-brain barrier, leads to a number of metabolic and neurochemical disorders, the final result of which is excessive, self-stimulating excitability of neurons and prolonged inflammation. In the present invention, we propose a set of six such neurodamaging factors as an efficient method for effective screening for neuroprotective compounds and also for detailed analysis of biological activities of potential pharmacologically active injuries in the central nervous system at the cellular level. To demonstrate the neuroprotective properties of RGD peptides, primary neural cultures obtained from the cortex of Wistar rats were first exposed to lesions and then treated with the peptide. None of the tested peptides showed significant cytotoxic effects in the concentration ranges tested, as did the reference compound, which in this case was the TAT peptide. Moreover, the individual tested polyRGD peptides showed anti-damage and / or neuroprotective properties in relation to all or selected damage factors.

Peptyd RGD1 wykazał najszersze spektrum działania, co może być związane ze zwiększoną dostępnością sekwencji aktywnej, która w przypadku zwielokrotnionych analogów uwalnia się dopiero po skutecznej hydrolizie enzymatycznej. Z drugiej strony zastosowanie peptydów z powtórzonymi sekwencjami może zapewniać stabilność i kontrolowane uwalnianie w dłuższym czasie.The RGD1 peptide showed the broadest spectrum of activity, which may be related to the increased availability of the active sequence, which in the case of multiplied analogs is released only after effective enzymatic hydrolysis. On the other hand, the use of peptides with repeated sequences can provide stability and controlled release over an extended period of time.

PL 238 941 B1PL 238 941 B1

Jak dowiedziono w toku eksperymentów, większość peptydów poliRGD działa przeciwuszkodzeniowo i/lub neuroprotekcyjnie przeciw skutkom uszkodzenia spowodowanego ekscytotoksycznością. Jak wspomniano, ekscytotoksyczność pojawia się w następstwie deprywacji oddechowo-energetycznej i dysregulacji ekspresji receptorów integrynowych w błonie komórkowej. Te obserwacje zostały potwierdzone w zwierzęcym modelu udaru niedokrwiennego. Właściwości przeciwuszkodzeniowe analogów poliRGD są również widoczne w przypadku acydozy oraz stresu oksydacyjnego. Komórki nerwowe, a w szczególności neurony, są podatne na nadmierne zakwaszenie środowiska spowodowane obecnością kwasu mlekowego, czyli metabolitu oddychania beztlenowego, pojawiającego się jako skutek udaru. Patologiczne następstwa zarówno dysregulacji oddychania komórkowego, jak i stresu oksydacyjnego, będącego konsekwencją zaburzeń energetycznych w mitochondriach, mogą być złagodzone przez działanie peptydów poliRGD, ponieważ wyżej wspomniane procesy podlegają kontroli m.in. integryn modulowanych przez inne białka zawierające w swojej sekwencji motyw RGD znajdujących się w błonie komórkowej, co zostało z kolei potwierdzone w szczurzym modelu choroby Parkinsona. W celu zweryfikowania aktywności RGD1 w modelu ekscytotoksyczności ex vivo, peptyd ten podano do skrawków hipokampalnych szczura, traktowanych NMDA. Eksperyment ten dodatkowo dowiódł przeciwuszkodzeniowych i/lub neuroprotekcyjnych właściwości peptydu RGD1.As proved in the course of experiments, most polyRGD peptides have anti-damage and / or neuroprotective properties against the effects of damage caused by excitotoxicity. As mentioned, excitotoxicity occurs as a result of respiratory-energetic deprivation and dysregulation of the expression of integrin receptors in the plasma membrane. These observations were confirmed in an animal model of ischemic stroke. The anti-damage properties of polyRGD analogs are also evident in acidosis and oxidative stress. Nerve cells, and in particular neurons, are susceptible to excessive acidification of the environment caused by the presence of lactic acid, a metabolite of anaerobic respiration resulting from stroke. The pathological consequences of both dysregulation of cellular respiration and oxidative stress, which is a consequence of energy disturbances in the mitochondria, can be alleviated by the action of polyRGD peptides, because the above-mentioned processes are controlled, inter alia, by integrins modulated by other proteins containing in their sequence the RGD motif located in the plasma membrane, which in turn was confirmed in the rat model of Parkinson's disease. To verify RGD1 activity in an ex vivo excitotoxicity model, this peptide was applied to NMDA treated rat hippocampal sections. This experiment further demonstrated the anti-damage and / or neuroprotective properties of the RGD1 peptide.

Przesłanki literaturowe sugerują, że duże białka zawierające natywne motywy RGD (inaczej jak w niniejszym zgłoszeniu, w którym badamy same peptydy RGD i ich powtórzenia i modyfikacje) prawdopodobnie działają poprzez integryny (aktywowane właśnie poprzez sekwencje RGD) obecne w kolcach dendrytycznych podczas reorganizacji cytoszkieletu w neuronach hipokampa zależnej od aktywacji receptorów NMDA i kinazy typu II zależnej od jonów wapnia i kalmoduliny (CaMKII).Literature premises suggest that large proteins containing native RGD motifs (unlike in this application, in which we examine the RGD peptides themselves and their repeats and modifications) probably act through integrins (just activated via RGD sequences) present in dendritic spines during cytoskeleton reorganization in neurons hippocampus dependent on activation of NMDA receptors and calcium and calmodulin dependent kinase type II (CaMKII).

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Związek chemiczny o działaniu przeciwuszkodzeniowym i/lub neuroprotekcyjnym, w którym rdzeń stanowi sekwencja RGD będąca sekwencją aminokwasową: Arg-Gly-Asp, przy czym związek stanowi następującą sekwencję: H2N-RGD-amid1. A chemical compound with an anti-damage and / or neuroprotective effect, the core of which is the RGD sequence being the amino acid sequence: Arg-Gly-Asp, the compound having the following sequence: H2N-RGD-amide H2N-RGD-RGD-amidH2N-RGD-RGD-amide H2N-RGD-RGD-RGD-amid acetyl-RGD-RGD-RGD-amid H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-amid H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amid H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amid H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amid H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amid H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amid H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amid lub IMSRSSP-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-PRRA.H2N-RGD-RGD-RGD-acetyl amide-RGD-RGD-RGD-amide H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-amide H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amide H2N-RGD-RGD-RGD- RGD-RGD-RGD-amide H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amide H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amide H2N-RGD-RGD-RGD -RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amide H2N-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-amide or IMSRSSP-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-RGD RGD-RGD-RGD-RGD-RGD-PRRA. 2. Związek chemiczny określony w zastrz. 1 do zastosowania jako środek leczniczy o działaniu przeciwuszkodzeniowym i/lub neuroprotekcyjnym.2. A chemical compound as defined in claim 1 1 for use as an anti-damage and / or neuroprotective medicament.
PL425131A 2018-04-04 2018-04-04 polyRGD peptides obtained by chemical and biotechnological method with antidemarcation and/or neuroprotective effect and a set for determination of their activity PL238941B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL425131A PL238941B1 (en) 2018-04-04 2018-04-04 polyRGD peptides obtained by chemical and biotechnological method with antidemarcation and/or neuroprotective effect and a set for determination of their activity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL425131A PL238941B1 (en) 2018-04-04 2018-04-04 polyRGD peptides obtained by chemical and biotechnological method with antidemarcation and/or neuroprotective effect and a set for determination of their activity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL425131A1 PL425131A1 (en) 2019-10-07
PL238941B1 true PL238941B1 (en) 2021-10-25

Family

ID=68099342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL425131A PL238941B1 (en) 2018-04-04 2018-04-04 polyRGD peptides obtained by chemical and biotechnological method with antidemarcation and/or neuroprotective effect and a set for determination of their activity

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL238941B1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1452543A3 (en) * 2000-04-26 2005-08-03 BioSynthema, Inc RGD (ARG-GLY-ASP) coupled to (neuro)peptides
WO2006078914A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Washington University In St. Louis Compounds having rd targeting motifs
US9555071B2 (en) * 2012-06-13 2017-01-31 Thien Nguyen Methods and compositions for the treatment of axonal and neuronal degeneration
CN106146614A (en) * 2015-05-14 2016-11-23 沈阳科海医药科技有限公司 A kind of preparation method of RGD tripeptides

Also Published As

Publication number Publication date
PL425131A1 (en) 2019-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Effects of an injectable functionalized self-assembling nanopeptide hydrogel on angiogenesis and neurogenesis for regeneration of the central nervous system
Alexander et al. Electric field-induced astrocyte alignment directs neurite outgrowth
Gordon Boyd et al. Defining the role of olfactory ensheathing cells in facilitating axon remyelination following damage to the spinal cord
Francis et al. Self-assembling peptide nanofiber scaffolds for 3-D reprogramming and transplantation of human pluripotent stem cell-derived neurons
Romano et al. Matrix RGD ligand density and L1CAM-mediated Schwann cell interactions synergistically enhance neurite outgrowth
Luo et al. Promoting survival, migration, and integration of transplanted Schwann cells by over‐expressing polysialic acid
Wiedemann et al. The neurotrophin receptor TrkB is colocalized to mitochondrial membranes
Takeuchi Roles of glial cells in neuroinflammation and neurodegeneration
Almenar-Queralt et al. Linkers, packages and pathways: new concepts in axonal transport
Toral-Ojeda et al. A novel functional in vitro model that recapitulates human muscle disorders
Hayashi et al. Biological activities of laminin-111-derived peptide-chitosan matrices in a primary culture of rat cortical neurons
Su et al. A modified flavonoid accelerates oligodendrocyte maturation and functional remyelination
Zhang et al. Functional and histological improvement of the injured spinal cord following transplantation of Schwann cells transfected with NRG1 gene
Hayashi et al. Effects of laminin-111 peptide coatings on rat neural stem/progenitor cell culture
PL238941B1 (en) polyRGD peptides obtained by chemical and biotechnological method with antidemarcation and/or neuroprotective effect and a set for determination of their activity
WO2007113366A1 (en) Use of compounds inducing the axonal development of neurones, therapeutic compositions containing them and applications thereof
EP3549947B1 (en) Polyrgd peptides obtained by chemical and biotechnology methods with injury reducing and/or neuroprotective effects and a kit for their activity evaluation
US20110312893A1 (en) Method for isolating neural cells with tenascin-r compounds
Bakooshli et al. A 3D model of human skeletal muscle innervated with stem cell-derived motor neurons enables epsilon-subunit targeted myasthenic syndrome studies
Neuhuber et al. Targeting of recombinant agrin to axonal growth cones
KR101721920B1 (en) Tau aggregation cell line in response to traumatic stimuli
Colquhoun Manipulating the Properties of Hydrogels to Promote Ependymal Cell Behaviour for Spinal Cord Repair
Meyer Investigating the role of nidogens, a family of basement membrane proteins, at the neuromuscular junction in health and disease
Imanaka-Yoshida et al. Different Functions of Recombinantly Expressed Domains of Tenascin-C in Glial Scar Formation
Zahavi et al. Spatial aspects of GDNF functions revealed in a compartmentalized microfluidic neuromuscular co-culture system