RU2263146C2 - Method for preparing bacteriophages binding specifically with target-cells and designated for therapeutic aims - Google Patents

Method for preparing bacteriophages binding specifically with target-cells and designated for therapeutic aims Download PDF

Info

Publication number
RU2263146C2
RU2263146C2 RU2003120722/13A RU2003120722A RU2263146C2 RU 2263146 C2 RU2263146 C2 RU 2263146C2 RU 2003120722/13 A RU2003120722/13 A RU 2003120722/13A RU 2003120722 A RU2003120722 A RU 2003120722A RU 2263146 C2 RU2263146 C2 RU 2263146C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cells
bacteriophages
target cells
target
minutes
Prior art date
Application number
RU2003120722/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003120722A (en
Inventor
Михаил Викторович Разуменко (UA)
Михаил Викторович Разуменко
Original Assignee
Михаил Викторович Разуменко
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 Михаил Викторович Разуменко filed Critical Михаил Викторович Разуменко
Priority to RU2003120722/13A priority Critical patent/RU2263146C2/en
Publication of RU2003120722A publication Critical patent/RU2003120722A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2263146C2 publication Critical patent/RU2263146C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: medicine, genetic engineering.
SUBSTANCE: invention proposes a method that involves construction of bacteriophage library of random peptides based on oligonuleotide fragments encoding their, selection of bacteriophages binding with target-cells but not binding with cells of other types that can be involves in pathological process or able to show effect on its diagnosis and therapy, and confirmation of specificity of selected bacteriophages by using combination of different tests. Oligonucleotide fragments encoding random peptides are prepared by reaction of reverse transcription by using random primers and total RNAs isolated from indicated target-cells and cells of other types. Applying this invention provides preparing bacteriophages binding with target-cells with high degree of selectivity. Invention can be used in diagnosis, therapy and pharmaceutical industry.
EFFECT: improved preparing method.
3 cl, 2 dwg, 8 ex

Description

Изобретение относится к генной инженерии, в частности к способам получения бактериофагов, которые способны специфически связываться с клетками-мишенями и могут быть использованы в диагностике, терапии и фармацевтических приложениях.The invention relates to genetic engineering, in particular to methods for producing bacteriophages that are able to specifically bind to target cells and can be used in diagnostics, therapy, and pharmaceutical applications.

В настоящее время одной из главных проблем является повышение уровня сердечно-сосудистых, раковых и иммунных заболеваний. В большинстве случаях, первоисточниками таких нарушений является быстротечная неконтролируемая пролиферация тканево-клеточных структур, что затрудняет и осложняет их диагностику и терапию. Поэтому первоочередным условием является своевременное выявление патологического состояния, разработка и доставка лекарственных препаратов, блокирующих клеточную активность в очагах заболеваний.Currently, one of the main problems is to increase the level of cardiovascular, cancer and immune diseases. In most cases, the primary sources of such disorders are transient uncontrolled proliferation of tissue-cell structures, which complicates and complicates their diagnosis and therapy. Therefore, the primary condition is the timely identification of the pathological condition, the development and delivery of drugs that block cellular activity in the foci of diseases.

Известны терапевтические ингибиторы для сосудистых гладкомышечных клеток, которые используют для подавления клеточной активности и/или уничтожения клетки путем целевой доставки терапевтических агентов в очаги активной пролиферации (см. пат. США №6515009 от 04.02.2003 г., МПК А 61 К 31/40). Для ингибирования сосудистых гладкомышечных клеток, согласно данному патенту, используются терапевтические конъюгаты, которые содержат лекарственный препарат, ассоциированный с пептидом или белком, специфическим образом связывающийся с клеточной мембраной сосудистых гладкомышечных клеток (например, моноклональные и поликлональные антитела, факторы роста, полипептидные гормоны, цитокины и им подобные) или с элементом внутри- или внеклеточного матрикса (например, макромолекулы, распознающие рецепторы интегринов и фибронектинов, а также эпитопы коллагена и внеклеточных гликопротеинов) этих же клеток. Один из таких пептидов, например, содержит последовательность аминокислот, специфически узнающую хондроитин - сульфат протеогликан, с предположительным молекулярным весом около 250 килодальтон, экспрессируемым на мембранах сосудистых гладкомышечных клетках. Такая же последовательность аминокислот находится в Fab и Fv фрагментах или CDR (регионы, обуславливающие комплементарность) моноклонального антитела NR-AN-01 и/или его функциональных эквивалентов.Known therapeutic inhibitors for vascular smooth muscle cells, which are used to suppress cell activity and / or cell destruction by targeted delivery of therapeutic agents to foci of active proliferation (see US Pat. No. 6515009 of 02.02.2003, IPC A 61 K 31/40 ) For the inhibition of vascular smooth muscle cells, according to this patent, therapeutic conjugates are used that contain a drug associated with a peptide or protein that specifically binds to the cell membrane of vascular smooth muscle cells (e.g., monoclonal and polyclonal antibodies, growth factors, polypeptide hormones, cytokines and similar) or with an element of the intracellular or extracellular matrix (for example, macromolecules that recognize integrin and fibronectin receptors, and the epitopes of collagen and extracellular glycoproteins) of the same cells. One of these peptides, for example, contains an amino acid sequence that specifically recognizes chondroitin - proteoglycan sulfate, with an estimated molecular weight of about 250 kilodaltons, expressed on the membranes of vascular smooth muscle cells. The same amino acid sequence is found in Fab and Fv fragments or CDRs (regions for complementarity) of the monoclonal antibody NR-AN-01 and / or its functional equivalents.

Недостатками данного изобретения является использование пептидов, которые распознают белки с выраженной экспрессией в ряде других функционально важных клеток и тканей, это ведет к тому, что данный терапевтический конъюгат может связываться и с другими типами клеток не гладкомышечного происхождения, как, например, клетки нейроглии, костной ткани и другие, что приводит к нежелательной аккумуляции лекарственного препарата в данных клетках и побочному цитотоксическому эффекту (клеточной гибели). Кроме того, при использовании антител в качестве ведущих составляющих конъюгатов их размер, ввиду плотного внеклеточного матрикса, может стать препятствием при проникновении конъюгата в очаг пролиферации, причем кросс-реактивность антител к другим молекулярным структурам снижает их специфичность.The disadvantages of this invention is the use of peptides that recognize proteins with pronounced expression in a number of other functionally important cells and tissues, this leads to the fact that this therapeutic conjugate can bind to other types of cells of non-smooth muscle origin, such as neuroglia, bone cells tissues and others, which leads to undesirable accumulation of the drug in these cells and a side cytotoxic effect (cell death). In addition, when antibodies are used as the leading constituents of the conjugates, their size, due to the dense extracellular matrix, can become an obstacle to the penetration of the conjugate into the proliferation site, and the cross-reactivity of antibodies to other molecular structures reduces their specificity.

Известен также способ целенаправленной доставки пептидов к рестенозным сосудистым гладкомышечным клеткам in vitro и in vivo с целью доставки лекарственных препаратов к рестенозной бляшке посредством пептидов, встроенных в фаговые частицы, которые связываются с пролиферирующими сосудистыми гладкомышечными клетками из библиотеки синтетических 15-ти членных пептидов, сконструированной случайным образом (см. статью Ingrid N. Michon et al. "Targeting of peptides to restenotic vascular smooth muscle cells using phage display in vitro and in vivo" в журнале "Biochimica et Biophysica Acta" вып. №1591, 2002 г., стр.87-97). Отобранные пептиды посредством многократного повторения одноэтапного скрининга в дальнейшем проходят подтверждение специфичности исключительно методом иммуноферментного анализа и визуализируются с помощью иммунофлюоресценции, при которых обнаруживают два пептида с консервативной аминокислотной последовательностью, такие как 5G6 (CNIWGVVLSWIGVFPEC) и 5Е5 (CESLWGGLMWTIGLSDC).There is also known a method for targeted delivery of peptides to restenous vascular smooth muscle cells in vitro and in vivo with the aim of delivering drugs to restenous plaque via peptides built into phage particles that bind to proliferating vascular smooth muscle cells from a library of synthetic 15 membered peptides constructed by random way (see Ingrid N. Michon et al., “Targeting of peptides to restenotic vascular smooth muscle cells using phage display in vitro and in vivo” in Biochimica et Biophysica Acta, issue No. 1591, 2002, p. 87-97). The selected peptides by repeated repetition of one-step screening subsequently pass the confirmation of specificity exclusively by enzyme-linked immunosorbent assay and visualized using immunofluorescence, in which two peptides with a conservative amino acid sequence, such as 5G6 (CNIWGVVLSWIGVFPEC) and 5Е5 (CESLWGDCL) are detected.

Недостатками данного способа являются использование одной исходной библиотеки на основе синтетических случайно ориентированных пептидов, не имеющих аналогов в природе, что определяет их первично низкую специфичность и селективность, а также высокую иммуногенность. Кроме того, многократное повторение одноэтапного скрининга приводит к ослаблению специфических взаимодействий и наращиванию неспецифических.The disadvantages of this method are the use of a single source library based on synthetic randomly oriented peptides that have no analogues in nature, which determines their initially low specificity and selectivity, as well as high immunogenicity. In addition, repeated repetition of one-stage screening leads to weakening of specific interactions and the growth of non-specific ones.

В основу заявленного изобретения поставлена задача создать способ получения бактериофагов, специфично связывающихся с клетками-мишенями с высокой степенью селективности, которые предназначены для терапевтических целей.The basis of the claimed invention is tasked with creating a method for producing bacteriophages that specifically bind to target cells with a high degree of selectivity, which are intended for therapeutic purposes.

Поставленная задача достигается путем осуществления нового способа получения бактериофагов, специфично связывающихся с клетками-мишенями, при котором предусматривают конструирование фаговой библиотеки случайных пептидов на основе кодирующих их олигонуклеотидных фрагментов, ее скрининг для получения бактериофагов, связывающихся с клетками-мишенями, и подтверждают специфичность отобранных бактериофагов, при этом, согласно изобретению,The problem is achieved by implementing a new method for producing bacteriophages that specifically bind to target cells, which involves the construction of a phage library of random peptides based on the oligonucleotide fragments encoding them, screening it to obtain bacteriophages that bind to target cells, and confirm the specificity of the selected bacteriophages, however, according to the invention,

- олигонуклеотидные фрагменты, кодирующие случайные пептиды, получают реакцией обратной транскрипции с использованием случайных праймеров и суммарных РНК клеток-мишеней и клеток других типов, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его диагностику и терапию;- oligonucleotide fragments encoding random peptides are obtained by the reverse transcription reaction using random primers and total RNA of target cells and other types of cells that may be involved in the pathological process or capable of influencing its diagnosis and therapy;

- указанные олигонуклеотидные фрагменты встраивают в бактериофаговые векторы в правильной ориентации и используют для создания фаговых библиотек случайных пептидов для всех типов клеток, использованных для выделения суммарных РНК;- these oligonucleotide fragments are inserted into the bacteriophage vectors in the correct orientation and used to create phage libraries of random peptides for all types of cells used to isolate total RNA;

- скрининг полученных фаговых библиотек случайных пептидов проводят в два этапа, на первом из которых отбирают бактериофаги, способные связываться с клетками-мишенями, а на втором - из отобранных на первом этапе бактериофагов отбирают не связывающиеся с клетками других использованных типов;- screening of the obtained phage libraries of random peptides is carried out in two stages, in the first of which bacteriophages capable of binding to target cells are selected, and in the second, non-binding to cells of other types used are selected from the bacteriophages selected in the first stage;

- для подтверждения специфичности бактериофагов к клеткам-мишеням используют комбинацию различных тестов.- to confirm the specificity of bacteriophages to target cells, a combination of various tests is used.

Причем в качестве клеток-мишеней выбирают сосудистые гладкомышечные клетки (СГМК), а критерием отбора (скрининга) специфических бактериофагов является их способность связываться с такими клетками и не связываться с остальными типами клеток. Кроме того, в качестве бактериофаговых векторов используют векторs на основе ДНК бактериофага Т7.Moreover, vascular smooth muscle cells (HCMCs) are chosen as target cells, and the criterion for the selection (screening) of specific bacteriophages is their ability to bind to such cells and not bind to other cell types. In addition, vectors based on T7 bacteriophage DNA are used as bacteriophage vectors.

При осуществлении данного способа получают бактериофаги с высокой степенью селективности, которые могут использоваться для доставки лекарственных препаратов в место непосредственного их действия с целью профилактики и/или терапии, связанные с нарушением функционирования сосудистых гладкомышечных клеток, для непосредственного использования полученных пептидов как лекарственной формы в терапевтических приложениях. Кроме того, использование таких бактериофагов или их фрагментов, или модифицированного вектора позволит диагностировать нарушение функционирования сосудистых гладкомышечных клеток и прогнозировать их лечение.When implementing this method, bacteriophages with a high degree of selectivity are obtained, which can be used to deliver drugs to their place of direct action for the prevention and / or therapy associated with impaired functioning of vascular smooth muscle cells, for the direct use of the obtained peptides as a dosage form in therapeutic applications . In addition, the use of such bacteriophages or their fragments, or a modified vector will allow to diagnose a malfunction of vascular smooth muscle cells and predict their treatment.

Заявленный способ позволяет получать высокоселективные бактериофаги к определенному типу клеток-мишеней, а именно к сосудистым гладкомышечным клеткам.The claimed method allows to obtain highly selective bacteriophages to a specific type of target cells, namely to vascular smooth muscle cells.

Способ получения бактериофагов поясняется схемами и иллюстрациями, где наThe method of obtaining bacteriophages is illustrated by diagrams and illustrations, where

фиг.1 показаны синтез кДНК и конструирование библиотек;figure 1 shows the synthesis of cDNA and construction of libraries;

фиг.2 изображена схема одно- и многошагового скрининга.figure 2 shows a diagram of single and multi-step screening.

Способ получения бактериофагов осуществляют таким образом.A method of producing bacteriophages is carried out in this way.

Вначале проводят отбор и разделение клеточных популяций на типы: клетки-мишени и клетки, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию. Затем конструируют серии библиотек случайных пептидов с использованием суммарной клеточной РНК в векторе вирусного типа на основе ДНК бактериофагов.First, the selection and separation of cell populations into types is carried out: target cells and cells that may be involved in the pathological process or capable of influencing its course, diagnosis and therapy. Then construct a series of libraries of random peptides using total cellular RNA in a viral type vector based on bacteriophage DNA.

Сначала изолируют суммарную РНК общеизвестными методами с адаптационными модификациями с последующей, в случае необходимости, очисткой ее и выделением фракции матричной РНК. Качество такой РНК анализируют и в дальнейшем, используют РНК в реакциях обратной транскрипции, направляемых праймерами, как случайного происхождения, так и комплементарными к поли А+ участку матричных РНК.First, total RNA is isolated by well-known methods with adaptive modifications, followed by, if necessary, purification of it and isolation of a fraction of messenger RNA. The quality of such RNA is further analyzed, RNA is used in reverse transcription reactions directed by primers, both of random origin and complementary to the poly A + region of messenger RNAs.

На этом этапе осуществляют первичное разделение суммарной клеточной РНК посредством контролируемого синтеза фрагментов кДНК, ограниченных в размере и гетерогенности, что достигается использованием различных концентраций ионов в реакционной смеси, комбинацией праймеров, количеством исходного материала и режимов температур.At this stage, the primary separation of total cellular RNA is carried out by controlled synthesis of cDNA fragments, limited in size and heterogeneity, which is achieved by using different concentrations of ions in the reaction mixture, a combination of primers, the amount of starting material and temperature conditions.

Вторичное разделение клеточной РНК осуществляют на этапе фракционирования и очистки полученных молекул кДНК, для чего используют гельфильтрационную хроматографию так, что после элюции пул кДНК молекул состоит из 2-х частей: фракции с количеством нуклеотидных звеньев менее 500 и фракции, состоящей из молекул размером более 500 пар оснований.Secondary separation of cellular RNA is carried out at the stage of fractionation and purification of the obtained cDNA molecules, for which gel filtration chromatography is used so that after elution the pool of cDNA molecules consists of 2 parts: a fraction with the number of nucleotide units less than 500 and a fraction consisting of molecules larger than 500 base pairs.

Такое разделение позволяет в первом случае создание библиотек, направленных на определение точных мест взаимодействия молекулы пептида, в составе фаговой частицы, с молекулами на клетках-мишенях, а во втором случае идентифицировать фрагмент нуклеиновой кислоты, ответственный за синтез данного пептида или белкового фрагмента.This separation allows, in the first case, the creation of libraries aimed at determining the exact places of interaction of the peptide molecule, as part of the phage particle, with the molecules on the target cells, and in the second case, the nucleic acid fragment responsible for the synthesis of this peptide or protein fragment can be identified.

Далее, на стадии встраивания фрагментов кДНК в бактериофаговый вектор в правильной ориентации полученные в результате деления и синтеза молекулы кДНК лигируют с олигонуклеотидными линкерами, синтетически синтезированными и содержащими места узнавания для рестрикционных эндонуклеаз (рестриктаз), используемых для обработки и подготовки вектора для клонирования. Для этого концы кДНК вначале обрабатывают с помощью полимеразы и только потом такие фрагменты лигируют с линкерами и инкубируют с рестриктазами. Используя данные линкеры, становится возможным получить фрагменты кДНК, которые содержат на разных концах места узнавания для используемых рестриктаз в таком расположении, что могут быть беспрепятственно клонированы в вектор в определенной ориентации (смысловое клонирование).Further, at the stage of embedding cDNA fragments into the bacteriophage vector in the correct orientation, the cDNA molecules obtained by division and synthesis are ligated with oligonucleotide linkers synthetically synthesized and containing recognition sites for restriction endonucleases (restrictase enzymes) used to process and prepare the vector for cloning. For this, the ends of the cDNA are first processed using polymerase and only then such fragments are ligated with linkers and incubated with restrictase enzymes. Using these linkers, it becomes possible to obtain cDNA fragments that contain recognition sites for the used restriction enzymes at different ends in such an arrangement that they can be freely cloned into a vector in a specific orientation (semantic cloning).

Одновременно с этим бактериофаговый вектор обрабатывают рестрикционными эндонуклеазами с целью получения фрагментов, пригодных для лигирования с синтезированными фрагментами кДНК. Полученные в результате лигирования фрагментов кДНК и молекул вектора, рекомбинантные молекулы, упаковывают in vitro и инициируют экспрессию данного фрагмента посредством одного цикла репликации. Затем определяют количество рекомбинантов в библиотеке и абсолютное число частиц.At the same time, the bacteriophage vector is treated with restriction endonucleases in order to obtain fragments suitable for ligation with the synthesized cDNA fragments. The recombinant molecules resulting from ligation of cDNA fragments and vector molecules are packaged in vitro and the expression of this fragment is initiated through a single replication cycle. Then determine the number of recombinants in the library and the absolute number of particles.

После этого проводят отбор (скрининг) таких библиотек, используя комбинации клеток-мишеней и клеток, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию. При этом скрининг осуществляют многократным повторением раундов инкубации с клетками, отмывок, растворами различной ионной силы и растворами различной способности нарушать белок - белковые взаимодействия, фаговых частиц, которые не связались с клетками, с последующей элюцией и амплификацией искомых фаговых частиц. Причем в случае прямого скрининга определенно - рассчитанное количество фаговых частиц в буфере сначала инкубируют с материалом, который используют для культивирования клеток, а потом остаточную фракцию (супернатант), содержащую свободные фаги, переносят на клетки-мишени. В случае многошагового скрининга, а именно использования комбинаций нескольких типов клеток, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию, супернатант после инкубации с материалом направляют на эти клетки, после которых супернатант направляют либо на клетки-мишени, либо на следующий тип клеток, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию, с последующей инкубацией на клетках-мишенях. Аналогично следуют при использовании клеток-мишеней и клеток, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию, в различных структурно-функциональных состояниях.After that, selection (screening) of such libraries is carried out using combinations of target cells and cells that may be involved in the pathological process or capable of influencing its course, diagnosis, and therapy. In this case, the screening is carried out by repeated repetition of incubation rounds with cells, washing, solutions of different ionic strength and solutions of different ability to disrupt protein - protein interactions, phage particles that did not bind to cells, followed by elution and amplification of the desired phage particles. Moreover, in the case of direct screening, it is certain that the calculated amount of phage particles in the buffer is first incubated with the material used for cell cultivation, and then the residual fraction (supernatant) containing free phages is transferred to the target cells. In the case of multi-step screening, namely the use of combinations of several types of cells that may be involved in the pathological process or may affect its course, diagnosis and therapy, the supernatant after incubation with the material is sent to these cells, after which the supernatant is sent either to the cells- target, or on the next type of cells that may be involved in the pathological process or capable of influencing its course, diagnosis and therapy, followed by incubation on target cells . Similarly, when using target cells and cells that can be involved in the pathological process or are able to influence its course, diagnosis and therapy, in various structural and functional states.

Таким образом, результатом многошагового скрининга является группа пептидов в составе фаговых частиц, обладающая выраженной специфичностью в отношении клеток-мишеней.Thus, the result of multistep screening is a group of peptides composed of phage particles, which has a pronounced specificity for target cells.

Для получения конечных бактериофагов из вышеуказанных групп выделяют индивидуальные фаговые частицы и их тестируют.To obtain the final bacteriophages from the above groups, individual phage particles are isolated and tested.

В одном случае тестируемый фаг нарабатывают (наращивают) в необходимом количестве, очищают и испытывают как первичное антитело в прямом иммуноферментном анализе (ИФА), где антигеном выступают культивируемые клетки выбранного функционального состояния.In one case, the test phage is produced (increased) in the required amount, purified and tested as a primary antibody in a direct enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), where the cultured cells of the selected functional state act as an antigen.

При исследовании большого количества фаговых частиц проводят микроселекцию. Для этого исходную группу рассеивают до получения индивидуальных бляшек, которые затем элюируют буфером для инкубации в ИФА и используют непосредственно как источник первичных антител в ИФА, без предварительного наращивания и очистки.In the study of a large number of phage particles, microselection is performed. To do this, the initial group is scattered to obtain individual plaques, which are then eluted with the buffer for incubation in ELISA and used directly as a source of primary antibodies in ELISA, without preliminary growth and purification.

В другом случае индивидуальный клон аналогично первому случаю амплифицируют, очищают и инкубируют с клетками-мишенями и клетками, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию, одновременно. После чего отмывают клетки, элюируют связанные частицы и определяют их титр, затем сравнивают его с аналогичным для другого типа клеток.In another case, an individual clone is amplified, purified and incubated with target cells and cells that can be involved in the pathological process or capable of influencing its course, diagnosis, and therapy, at the same time as the first case. Then the cells are washed, bound particles elute and their titer is determined, then they are compared with the same for another type of cells.

В третьем случае используют полимеразную цепную реакцию (ПЦР) в анализе специфичности пептидов, при этом несколько фагов очищают и смешивают в одинаковых количествах, потом инкубируют с клетками-мишенями и клетками, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию, элюируют, рассеивают до отдельных бляшек, которые отбирают парами, выделяют ДНК и используют ее в качестве матрицы для ПЦР. Так определяют количественное распределение и степень специфичности фагов.In the third case, polymerase chain reaction (PCR) is used to analyze the specificity of peptides, while several phages are purified and mixed in equal amounts, then incubated with target cells and cells that may be involved in the pathological process or can affect its course, diagnostics and therapy, elute, scatter to individual plaques that are selected in pairs, DNA is isolated and used as a matrix for PCR. This determines the quantitative distribution and degree of specificity of phages.

Также определяют стабильность и способность интернализироваться, которые проверяют, инкубируя фаг с клетками-мишенями при различных режимах температуры и времени, с последующим элюированием оставшихся фагов.Also determine the stability and ability to internalize, which is checked by incubating the phage with target cells at various temperature and time modes, followed by elution of the remaining phages.

Примеры конкретного выполнения заявленного способа.Examples of specific performance of the claimed method.

Пример 1. Выбор клеточных популяций.Example 1. The choice of cell populations.

Для получения высокоспецифичных бактериофагов к сосудистым гладкомышечным клеткам (СГМК), которые используют в качестве клеток-мишеней, а клетки, взаимодействующие с ними, как в составе стенки кровеносного сосуда (эндотелиальные), так и переносимые потоком крови (фибробласты), используют в качестве клеток, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию. Клетки карциномы цервикального канала - HeLa и клетки карциномы печени - Нер-G2 также используют как клетки, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию.To obtain highly specific bacteriophages to vascular smooth muscle cells (VHCM), which are used as target cells, and the cells interacting with them, both as part of the blood vessel wall (endothelial) and transported by the blood stream (fibroblasts), are used as cells that may be involved in the pathological process or capable of influencing its course, diagnosis and therapy. Cervical canal carcinoma cells - HeLa and liver carcinoma cells - Hep-G2 are also used as cells that can be involved in the pathological process or can influence its course, diagnosis and therapy.

Культуру СГМК инициируют из магистральных кровеносных сосудов пациентов с патологиями сердечно-сосудистой системы. Целый ряд клеточных линий доступен в виде коммерческих препаратов. Например, параллельно культурам клеток, полученным при обработке артерий и вен пациентов, использовали гладкомышечные клетки коронарной артерии (Cell Systems GmbH, Lot# 17151, Catalog # CC-2583). Препараты исходной культуры СГМК являются первичными в своем происхождении и имеют ограниченное количество дупликаций, что лимитирует количество последующих пересевов. Поэтому во всех случаях инициируют культуры для последующего исследования, используя образцы клеток, имеющих не более чем 6 делений. Для культивирования используют пластиковые флаконы, произведенные исключительно для работы с культурами тканей, общей площадью поверхности для роста от 25 до 182 квадратных сантиметров (например, флаконы типов Т25, Т75, Т182).The culture of HCMC is initiated from the main blood vessels of patients with pathologies of the cardiovascular system. A number of cell lines are available as commercial preparations. For example, coronary artery smooth muscle cells (Cell Systems GmbH, Lot # 17151, Catalog # CC-2583) were used in parallel with cell cultures obtained by treating the arteries and veins of patients. Preparations of the initial culture of SGMK are primary in their origin and have a limited number of duplications, which limits the number of subsequent transfers. Therefore, in all cases, cultures are initiated for subsequent research using cell samples having no more than 6 divisions. For cultivation, plastic bottles are used, made exclusively for working with tissue cultures, with a total surface area for growth of 25 to 182 square centimeters (for example, bottles of types T25, T75, T182).

Сосудистые гладкомышечные клетки культивируют, используя питательную среду, которая состоит на 1/3 из каждого следующего компонента - Waymouth (GIBCO BRL Cat. # 31220-023), F12 (GIBCO BRL Cat. # 31220-023), SMCBM (Promocell Cat. # C-22260). Такую среду дополняют предварительно инактивированной инкубацией 30 минут при температуре 56°С на водяной бане, сывороткой плода коровы (GIBCO BRL Cat. # СС-4102) до конечной концентрации - 15%, а также раствором пенициллина и стрептомицина (GIBCO BRL Cat. # 15140-114) до конечной концентрации - 1,5%. Среду, содержащую в своем составе сыворотку плода коровы, называют обогащенной. Сосудистые гладкомышечные клетки, блокированные на стадии роста, культивируют, используя обедненную питательную среду, т.е. без добавления сыворотки плода коровы, но с добавлением раствора пенициллина/стрептомицина в вышеуказанной концентрации. Для блокирования сосудистых гладкомышечных клеток на стадии роста их сначала культивируют, пока размер монослоя не достигнет 90% от всей площади роста, используя обогащенную питательную среду, и лишь затем проводят замену обогащенной питательной среды на обедненную и продолжают инкубацию в течение 72 часов, проводя замену старой питательной среды на новую каждые 24 часа.Vascular smooth muscle cells are cultured using a growth medium that consists of 1/3 of each of the following components - Waymouth (GIBCO BRL Cat. # 31220-023), F12 (GIBCO BRL Cat. # 31220-023), SMCBM (Promocell Cat. # C-22260). This medium is supplemented with a pre-inactivated incubation for 30 minutes at a temperature of 56 ° C in a water bath, cow fetal serum (GIBCO BRL Cat. # CC-4102) to a final concentration of 15%, as well as a solution of penicillin and streptomycin (GIBCO BRL Cat. # 15140 -114) to a final concentration of 1.5%. A medium containing cow fetal serum is called enriched. Vascular smooth muscle cells blocked at the growth stage are cultured using a depleted growth medium, i.e. without the addition of serum to the fetal cow, but with the addition of a solution of penicillin / streptomycin in the above concentration. To block vascular smooth muscle cells at the growth stage, they are first cultivated until the monolayer reaches 90% of the entire growth area using an enriched nutrient medium, and only then the enriched nutrient medium is replaced with a depleted one and incubation is continued for 72 hours, replacing the old one culture medium for a new one every 24 hours.

Эндотелиальные клетки культивируют, используя питательную среду - EGM-2 (Clonetics Company, Cat. # CC-3202), дополненную прилагающимся к ней пакетом комплементации - EGM-2 MV (Clonetics Company, Cat # CC-4147), который содержит факторы роста, гормоны и инактивированную сыворотку плода коровы, конечная концентрация которой в среде после комплементации составляет 10%. Эндотелиальные клетки инициируют из препарата (Promocell Cat. # СС-2519). Блокируют эндотелиальные клетки на стадии роста аналогично тому, как в случае сосудистых гладкомышечных клеток.Endothelial cells are cultured using nutrient medium — EGM-2 (Clonetics Company, Cat. # CC-3202), supplemented with the complementation package EGM-2 MV (Clonetics Company, Cat # CC-4147) that contains growth factors, hormones and inactivated serum of a cow fetus, the final concentration of which in the medium after complementation is 10%. Endothelial cells are initiated from the drug (Promocell Cat. # CC-2519). Block endothelial cells at the growth stage in the same way as in the case of vascular smooth muscle cells.

Фибробласты культивируют, используя питательную среду, основой которой является стандартная среда DMEM (GIBCO BRL) дополненная инактивированной сывороткой плода коровы до конечной концентрации 10%, и раствором пенициллина/стрептомицина до конечной концентрации 1,5%. Инициируют культуру клеток фибробластов из препарата пациентов с патологиями сердечно-сосудистой системы и блокируют так же, как это описано для сосудистых гладкомышечных клеток.Fibroblasts are cultured using a nutrient medium based on standard DMEM medium (GIBCO BRL) supplemented with inactivated bovine fetal serum to a final concentration of 10% and penicillin / streptomycin solution to a final concentration of 1.5%. Initiate a fibroblast cell culture from a preparation of patients with pathologies of the cardiovascular system and block in the same way as described for vascular smooth muscle cells.

Клетки HeLa 3T3 и клетки Нер-G2 представляют собой иммортализованные линии, поэтому практически любой доступный образец клеток используют для инициирования культуры, однако стараются использовать клетки, прошедшие не более 100 делений. Для культивирования этих клеток используют питательную среду на основе какой-либо из MEM-композиций (GIBCO BRL), дополненную сывороткой плода коровы в конечной концентрации 15-20% (что определяется желаемыми скоростями роста) и раствором пенициллина/стрептомицина в конечной концентрации 1,5%. Для получения достоверных результатов скрининга данные типы клеток также подвергают культивированию с использованием обедненной питательной среды, имитируя блокирование роста, сходное с таковым наблюдаемым для первичных типов клеток (СГМК, эндотелиальные и фибробласты).HeLa 3T3 cells and Hep-G2 cells are immortalized lines; therefore, almost any available cell sample is used to initiate culture, however, they try to use cells that have passed no more than 100 divisions. For the cultivation of these cells using a nutrient medium based on any of the MEM compositions (GIBCO BRL), supplemented with fetal serum of a cow at a final concentration of 15-20% (which is determined by the desired growth rates) and a solution of penicillin / streptomycin at a final concentration of 1.5 % To obtain reliable screening results, these cell types are also cultured using a depleted nutrient medium, simulating growth blocking, similar to that observed for primary cell types (SGMK, endothelial and fibroblasts).

Пример 2. Выделение РНК и реакции обратной транскрипции (см. фиг.1).Example 2. Isolation of RNA and reverse transcription reaction (see figure 1).

На основе первичного отбора клеточных популяций выделяют РНК как из клеток-мишеней, так и из клеток, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию.Based on the initial selection of cell populations, RNA is isolated from both target cells and cells that may be involved in the pathological process or capable of influencing its course, diagnosis, and therapy.

Клетки всех типов наращивают в течение 5-7 суток, используя флаконы типа Т75 и 18 мл питательной среды, замену которой производят каждые сутки. Сосудистые гладкомышечные клетки культивируют в 40 флаконах, из расчета 3,5·105 клеток на флакон. Эндотелиальные клетки культивируют в 20 флаконах, из расчета 3·105 клеток на флакон. Клетки HeLa и Hep-G2 культивируют в 20 флаконах, из расчета 1,6·105 клеток на флакон. Клетки интенсивно промывают 2 раза, используя 12 мл буфера HBSS (GIBCO BRL) каждый раз, далее обрабатывают в течение 3 минут, используя 6 мл раствора, содержащего 0,05% трипсина и 0,53 мМ ЭДТА (этилендиаминтетраацетата), и нейтрализуют добавлением 9 мл буфера HBSS. Собирают клетки центрифугированием в течение 10 минут на 3000*g и промывают 3 раза, используя 20 мл буфера HBSS. Число клеток определяют с помощью камеры для счета клеток, для этого смешивают 50 мкл суспензии клеток с равным объемом 15%-ого раствора трипанового голубого, являющегося витальным красителем. Число живых клеток фиксируют и рассчитывают общее число клеток в суспензии.Cells of all types are grown within 5-7 days, using T75 bottles and 18 ml of culture medium, which are replaced every day. Vascular smooth muscle cells are cultured in 40 vials, at the rate of 3.5 · 10 5 cells per vial. Endothelial cells are cultured in 20 vials, at the rate of 3 · 10 5 cells per vial. HeLa and Hep-G2 cells are cultured in 20 vials, at a rate of 1.6 · 10 5 cells per vial. Cells are washed extensively 2 times using 12 ml of HBSS buffer (GIBCO BRL) each time, then treated for 3 minutes using 6 ml of a solution containing 0.05% trypsin and 0.53 mm EDTA (ethylenediaminetetraacetate) and neutralized by the addition of 9 ml HBSS buffer. Cells are harvested by centrifugation for 10 minutes at 3000 * g and washed 3 times using 20 ml of HBSS buffer. The number of cells is determined using a cell counting chamber; for this, 50 μl of a cell suspension are mixed with an equal volume of a 15% trypan blue solution, which is a vital dye. The number of living cells is fixed and the total number of cells in suspension is calculated.

В случае использования методов грубой экстракции гуанидинизотиоцианатом как с последующим осаждением солями лития, так и без осаждения, клетки концентрируют центрифугированием, супернатант удаляют, а осадок ресуспендируют интенсивно в буфере для лизиса (5,25 М гуанидинизотиоцианата; 50 мМ Трис-Cl, рН 6,4; 20 мМ ЭДТА; 1% Тритон Х-100; 0,1 М 2-меркаптоэтанола) из расчета 1 мл на 107 клеток. К данному раствору добавляют 0,1 объема 2 М р-ра ацетата натрия, 1 объем р-ра водного фенола, 0,3 объема смеси хлороформ - изоамиловый спирт (в соотношении 24:1) и интенсивно перемешивают в течение 30-60 секунд. Инкубируют полученную смесь 15 минут при температуре 0°С, после чего центрифугируют в течение 30 минут на 8000*g при температуре 4°С с целью разделения водной и органической фаз. Водную фазу после осаждения переносят в новую пробирку и добавляют к ней 0,6 объема изопропилового спирта, предварительно охлажденного до температуры -20°С, перемешивают и помещают на не менее 60 минут в охладитель с температурой -70°С. После инкубации раствор центрифугируют 30 минут на 12000*g при температуре 4°С, супернатант тщательно удаляют, а осадок промывают несколько раз центрифугированием по 5 минут в присутствии 1 мл 70%-го р-ра этилового спирта. Полученный осадок растворяют в 0,4 мл воды обработанной диэтилпирокарбонатом (ДЭПК).In the case of coarse extraction methods with guanidine isothiocyanate, both followed by precipitation with lithium salts and without precipitation, the cells are concentrated by centrifugation, the supernatant is removed, and the pellet is resuspended intensively in lysis buffer (5.25 M guanidine isothiocyanate; 50 mM Tris-Cl, pH 6, 4; 20 mM EDTA; 1% Triton X-100; 0.1 M 2-mercaptoethanol) at a rate of 1 ml per 10 7 cells. To this solution add 0.1 volume of 2 M solution of sodium acetate, 1 volume of solution of aqueous phenol, 0.3 volume of a mixture of chloroform - isoamyl alcohol (in a ratio of 24: 1) and mix intensively for 30-60 seconds. Incubate the resulting mixture for 15 minutes at a temperature of 0 ° C, and then centrifuged for 30 minutes at 8000 * g at a temperature of 4 ° C in order to separate the aqueous and organic phases. After precipitation, the aqueous phase is transferred to a new test tube and 0.6 volumes of isopropyl alcohol pre-cooled to -20 ° C are added to it, mixed and placed for at least 60 minutes in a cooler with a temperature of -70 ° C. After incubation, the solution is centrifuged for 30 minutes at 12000 * g at 4 ° C, the supernatant is thoroughly removed, and the precipitate is washed several times by centrifugation for 5 minutes in the presence of 1 ml of 70% ethanol. The resulting precipitate was dissolved in 0.4 ml of water treated with diethyl pyrocarbonate (DEPC).

В случае применения методов мягкой экстракции с использованием протеиназы К, клетки концентрируют центрифугированием, супернатант удаляют, а осадок ресуспендируют интенсивно в предварительно охлажденном буфере для лизиса (0,15 М хлорида натрия; 10 мМ Трис-Cl, рН 8,5; 0,05% NP-40; 0,01% 3-карбоксиауриновой кислоты; 0,1 М 2-меркаптоэтанола) из расчета 1 мл на 5·107 клеток. Затем смесь центрифугируют 2 минуты на 12000*g и температуре 4°С, супернатант переносят в новую пробирку и добавляют равный объем буфера для протеиназы К (0,2 М Трис-Ацетат; 0,3 М натрия ацетат; 0,05 М ЭДТА, рН 7,5; 2% (в/о) натрия додецилсульфат), содержащего 400 мг/мл протеиназы К, и инкубируют 60 минут при температуре 37°С. Далее добавляют 1 объем смеси фенол-хлороформ-изоамиловый спирт (в соотношении 25:24:1) и интенсивно перемешивают 5 минут при комнатной температуре. После чего смесь центрифугируют 2 минуты на 12000*g при комнатной температуре, полученную водную фазу переносят в новую пробирку и повторяют экстракцию смесью фенол-хлороформ-изоамиловый спирт (в соотношении 25:24:1) несколько раз. К водной фазе, полученной в результате экстракции, добавляют 2,5 объема абсолютного этилового спирта, интенсивно перемешивают и осаждают РНК, помещая образец на 30 минут в охладитель с температурой -70°С. Далее раствор, содержащий РНК, центрифугируют 10 минут на 12000*g при температуре 4°С, и полученный осадок промывают 3 раза центрифугированием 5 минут на 12000*g в присутствии 700 мкл 70%-го раствора этилового спирта. Осадок осушают 2,5 минуты под вакуумом и растворяют в 0,4 мл воды, обработанной ДЭПК.In the case of applying soft extraction methods using proteinase K, the cells are concentrated by centrifugation, the supernatant is removed, and the pellet is resuspended intensively in pre-chilled lysis buffer (0.15 M sodium chloride; 10 mm Tris-Cl, pH 8.5; 0.05 % NP-40; 0.01% 3-carboxyauric acid; 0.1 M 2-mercaptoethanol) at the rate of 1 ml per 5 · 10 7 cells. Then the mixture is centrifuged for 2 minutes at 12000 * g and a temperature of 4 ° C, the supernatant is transferred to a new tube and an equal volume of proteinase K buffer is added (0.2 M Tris-Acetate; 0.3 M sodium acetate; 0.05 M EDTA, pH 7.5; 2% (w / v) sodium dodecyl sulfate) containing 400 mg / ml proteinase K and incubated for 60 minutes at 37 ° C. Then add 1 volume of a mixture of phenol-chloroform-isoamyl alcohol (in a ratio of 25: 24: 1) and mix vigorously for 5 minutes at room temperature. After which the mixture is centrifuged for 2 minutes at 12000 * g at room temperature, the resulting aqueous phase is transferred to a new tube and the extraction is repeated with a mixture of phenol-chloroform-isoamyl alcohol (in a ratio of 25: 24: 1) several times. 2.5 volumes of absolute ethanol are added to the aqueous phase obtained as a result of extraction, RNA is intensively mixed and precipitated by placing the sample for 30 minutes in a cooler with a temperature of -70 ° C. Next, the solution containing RNA is centrifuged for 10 minutes at 12000 * g at 4 ° C, and the resulting precipitate is washed 3 times by centrifugation for 5 minutes at 12000 * g in the presence of 700 μl of a 70% solution of ethyl alcohol. The precipitate was dried for 2.5 minutes under vacuum and dissolved in 0.4 ml of water treated with DEPC.

Полученный в результате первичной экстракции раствор суммарной клеточной РНК подвергают обработке дезоксирибонуклеазой первого типа с целью удаления фрагментов ДНК, способных попасть в раствор РНК в процессе ее экстракции и способных затруднять дальнейшее фракционирование такой РНК и использование ее в реакциях обратной транскрипции. Для этого к 0,4 мл раствора, содержащего 4 мг/мл РНК, добавляют 12 мкл (480 единиц) ингибитора рибонуклеаз (Invitrogen, Cat # 10777-019), 50 мкл 10-кратного стандартного буфера для дезоксирибонуклеазы и 50 мкл (500 единиц) дезоксирибонуклеазы первого типа (GIBCO BRL). Затем полученную смесь инкубируют 2 часа при температуре 37°С, и реакцию останавливают одновременным добавлением 0,1 объема 3 М р-ра ацетата натрия (рН 5,2), 1,1 объема раствора водного фенола, 0,3 объема смеси хлороформ-изоамиловый спирт (в соотношении 24:1). Раствор интенсивно перемешивают в течение 1 минуты, инкубируют 15 минут при температуре 0°С и центрифугируют 10 минут на 12000*g при температуре 4°С. Водную фазу переносят в новую пробирку и осаждают РНК с помощью абсолютного этилового спирта, как описано выше.The solution of total cellular RNA obtained as a result of primary extraction is subjected to treatment with a deoxyribonuclease of the first type in order to remove DNA fragments that can get into the RNA solution during its extraction and can impede further fractionation of such RNA and its use in reverse transcription reactions. For this, 12 μl (480 units) of ribonuclease inhibitor (Invitrogen, Cat # 10777-019), 50 μl of a 10-fold standard deoxyribonuclease buffer and 50 μl (500 units) are added to 0.4 ml of a solution containing 4 mg / ml RNA. ) deoxyribonuclease of the first type (GIBCO BRL). Then the resulting mixture was incubated for 2 hours at a temperature of 37 ° C, and the reaction was stopped by the simultaneous addition of 0.1 volume of 3 M solution of sodium acetate (pH 5.2), 1.1 volume of a solution of aqueous phenol, 0.3 volume of a mixture of chloroform isoamyl alcohol (in a ratio of 24: 1). The solution was stirred vigorously for 1 minute, incubated for 15 minutes at 0 ° C and centrifuged for 10 minutes at 12,000 * g at 4 ° C. The aqueous phase is transferred to a new tube and RNA is precipitated with absolute ethanol, as described above.

Для выделения фракции матричной РНК (мРНК) 1-2 мг суммарной РНК растворяют в 5 мл буфера для нанесения (прилагается к колонке) и наносят на колонку, содержащую олиго-(дТ)-целлюлозу (Sigma, Cat # 03131), предварительно промытую 3 раза 1 мл буфера для нейтрализации (прилагается к колонке). После экстракции колонку промывают 5 раз, используя 1 мл буфера для нейтрализации, и связанную мРНК элюируют 1,5 мл буфера для элюции. В дальнейшем, мРНК, содержащуюся в полученном растворе, осаждают добавление 150 мкл р-ра 3 М ацетата натрия (рН 5,2) и 3,75 мл абсолютного этилового спирта.To isolate the fraction of messenger RNA (mRNA), 1-2 mg of total RNA is dissolved in 5 ml of application buffer (attached to the column) and applied to a column containing oligo- (dT) -cellulose (Sigma, Cat # 03131), previously washed 3 times 1 ml of neutralization buffer (attached to the column). After extraction, the column is washed 5 times using 1 ml of neutralization buffer, and the bound mRNA is eluted with 1.5 ml of elution buffer. Subsequently, the mRNA contained in the resulting solution was precipitated by the addition of 150 μl of a solution of 3 M sodium acetate (pH 5.2) and 3.75 ml of absolute ethanol.

Пример 3. Синтез кДНК и фрагментация суммарной РНК.Example 3. Synthesis of cDNA and fragmentation of total RNA.

С целью получения молекул кДНК для клонирования суммарную РНК и/или мРНК используют в реакциях обратной транскрипции направляемых РНК-зависимой - ДНК-полимеразой.In order to obtain cDNA molecules for cloning, total RNA and / or mRNA is used in reverse transcription reactions directed by an RNA-dependent DNA polymerase.

Для этого смешивают 0,001-5,000 мг суммарной РНК и 1 мкл праймера (500 мкг олиго-(дТ) или 0,050-0,250 мкг случайного связывающегося праймера, 5'-TTNNNNNN-3'), к которым добавляют 1 мкл 10 мМ р-ра дезоксирибонуклеотидов (10 мМ каждого в нейтральном растворе) и доводят объем смеси до 12 мкл, используя дважды дистиллированную воду, обработанную диэтилпирокарбонатом. Полученную смесь инкубируют 5 минут при температуре 65°С, быстро охлаждают и добавляют 4 мкл 5-кратного буфера для синтеза первичной цепи кДНК (250 мМ Трис-Cl, рН 8,3; 375 мМ калия хлорида; 15 мМ хлорида магния), 2 мкл 0,1 М р-ра дитиотриэтола (ДТТ), 1 мкл (40 единиц) ингибитора рибонуклеаз. Содержимое пробирки интенсивно перемешивают и инкубируют 2 минуты при температуре 42°С, после чего добавляют 1 мкл (200 единиц) Superscript II РНК-зависимой - ДНК-полимеразы (GIBCO BRL, Cat. # 18064-014), интенсивно перемешивают и инкубируют 60 минут при температуре 42°С. Реакцию обратной транскрипции останавливают посредством инактивации фермента, для чего смесь инкубируют 15 минут при температуре 70°С. С целью удаления фрагментов РНК, комплиментарных новосинтезированным молекулам кДНК и затрудняющих последующую амплификацию кДНК с помощью ПЦР, к раствору добавляют 1 мкл (2 единицы) рибонуклеазы Н и инкубируют 20 минут при температуре 37°С.To do this, mix 0.001-5,000 mg of total RNA and 1 μl of primer (500 μg of oligo- (dT) or 0.050-0.250 μg of random binding primer, 5'-TTNNNNNN-3 '), to which 1 μl of 10 mM deoxyribonucleotide solution is added (10 mm each in a neutral solution) and the volume of the mixture was adjusted to 12 μl using twice distilled water treated with diethyl pyrocarbonate. The resulting mixture was incubated for 5 minutes at 65 ° C, quickly cooled and 4 μl of 5-fold cDNA primary chain synthesis buffer (250 mM Tris-Cl, pH 8.3; 375 mM potassium chloride; 15 mM magnesium chloride) was added, 2 μl of 0.1 M solution of dithiotriethol (DTT), 1 μl (40 units) of ribonuclease inhibitor. The contents of the tube are vigorously mixed and incubated for 2 minutes at 42 ° C, after which 1 μl (200 units) of Superscript II RNA-dependent DNA polymerase (GIBCO BRL, Cat. # 18064-014) is added, vigorously stirred and incubated for 60 minutes at a temperature of 42 ° C. The reverse transcription reaction is stopped by inactivation of the enzyme, for which the mixture is incubated for 15 minutes at a temperature of 70 ° C. In order to remove RNA fragments complementary to newly synthesized cDNA molecules and hindering subsequent amplification of cDNA by PCR, 1 μl (2 units) of ribonuclease H was added to the solution and incubated for 20 minutes at 37 ° C.

На этом этапе осуществляют первичное разделение суммарной РНК посредством контролируемого синтеза фрагментов кДНК, ограниченных в размере и гетерогенности, что достигается использованием различных концентраций ионов в реакционной смеси, комбинацией праймеров, количеством исходного материала и режимов температур.At this stage, the primary separation of total RNA is carried out by controlled synthesis of cDNA fragments, limited in size and heterogeneity, which is achieved by using different concentrations of ions in the reaction mixture, a combination of primers, the amount of starting material and temperature conditions.

Синтез 2-ой цепи кДНК осуществляют с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), для чего используют не более 10% конечного раствора после обработки рибонуклеазой Н. Собирают смесь последовательным добавлением 5 мкл 10-ти кратного буфера для ПЦР (200 мМ Трис-Cl, рН 8,4; 500 мМ хлорида калия), 1,5 мкл 50 мМ р-ра хлорида магния, 1 мкл 10 мМ р-ра дезоксирибонуклеотидов, 0,5 мкл (2,5 единиц) Taq-ДНК-полимеразы, 2 мкл р-ра кДНК (конечный продукт реакции синтеза первичной цепи кДНК), 38,1 мкл воды, обработанной ДЭПК. Раствор интенсивно перемешивают и инкубируют в течение 2 минут при температуре 94°С. Затем проводят 15-40 стандартных циклов амплификации ПЦР.The synthesis of the 2nd cDNA chain is carried out using polymerase chain reaction (PCR), for which no more than 10% of the final solution is used after treatment with ribonuclease N. The mixture is collected by the sequential addition of 5 μl of 10-fold PCR buffer (200 mM Tris-Cl, pH 8.4; 500 mM potassium chloride), 1.5 μl of 50 mm solution of magnesium chloride, 1 μl of 10 mm solution of deoxyribonucleotides, 0.5 μl (2.5 units) of Taq DNA polymerase, 2 μl cDNA solution (the final product of the synthesis reaction of the primary cDNA chain), 38.1 μl of water treated with DEPC. The solution is intensively mixed and incubated for 2 minutes at a temperature of 94 ° C. Then spend 15-40 standard cycles of PCR amplification.

С целью получения фрагментов, пригодных для клонирования, концы молекул кДНК обрабатывают и лигируют с синтетическими олигонуклеотидными линкерами, которые содержат в своем составе место узнавания для рестрикционной эндонуклеазы - Eco R1 и частично место узнавания для рестрикционной эндонуклеазы - Hind III. Это позволяет получить после обработки таких линкеров соответствующими рестрикционными эндонуклеазами молекулы кДНК, способные эффективно лигироваться с 5' конца только с Eco R1 обработанной ДНК и с 3' конца только с Hind III обработанной ДНК. Для этого к 20 мкл (не более 10 мкг) раствора молекул кДНК добавляют 3 мкл 10-кратного буфера для Т4 ДНК-полимеразы (200 мМ Трис-Cl, рН 8,4; 500 мМ хлорида калия), 1,5 мкл 100 мМ р-ра ДТТ, 3 мкл 1 мМ р-ра дезоксирибонуклеотидов и 1,0 мкл (1,5 единиц) Т4 - ДНК-полимеразы и доводят конечный объем раствора до 30,0 мкл, используя дважды дистиллированную воду, обработанную ДЭПК. Раствор медленно перемешивают и инкубируют в течение 20 минут при температуре 11°С. Реакцию останавливают добавлением равного объема смеси фенол-хлороформ-изоамиловый спирт (в соотношении 25:24:1) и затем ДНК, которая содержится в водной фазе, осаждают добавлением растворов ацетата натрия и абсолютного этилового спирта, как описано выше. Полученный осадок, который содержит молекулы кДНК, растворяют в 10 мкл дважды дистиллированной воды, обработанной ДЭПК. Олигонуклеотидные линкеры фосфориллируют посредством инкубации с Т4 - полинуклеотидкиназой, непосредственно перед использованием в реакции лигирования. Для этого собирают смесь последовательным добавлением к 10 мкл р-ра молекул кДНК (с предыдущего этапа), 2 мкл 10-кратного буфера для лигирования (10x=200 мМ Трис-Cl, рН 7,6; 50 мМ хлорида калия), 2 мкл 1 мМ р-ра АТФ, 2 мкл (100 пикомоль) р-ра олигонуклеотидных линкеров (5'-GCTTGAATTCAAGC-3'/3'-CGAACTTAAGTTCG-5'), 2 мкл 100 мМ р-ра ДТТ, 2,0 мкл (5 единиц) Т4 - полинуклеотидкиназы. Раствор перемешивают и инкубируют в течение 5 минут при температуре 37°С. Затем добавляют 6-8 единиц Т4 - ДНК-лигазы и инкубируют в течение 6-20 часов при температуре 16°С.In order to obtain fragments suitable for cloning, the ends of the cDNA molecules are processed and ligated with synthetic oligonucleotide linkers, which contain the recognition site for the restriction endonuclease - Eco R1 and partially the recognition site for the restriction endonuclease - Hind III. This makes it possible to obtain, after treatment of such linkers with appropriate restriction endonucleases, cDNA molecules capable of efficiently ligating from the 5 ′ end only with Eco R1 treated DNA and from the 3 ′ end only with Hind III treated DNA. For this, 3 μl of a 10-fold buffer for T4 DNA polymerase (200 mM Tris-Cl, pH 8.4; 500 mM potassium chloride) is added to 20 μl (not more than 10 μg) of a solution of cDNA molecules, 1.5 μl 100 mM DTT solution, 3 μl of 1 mM deoxyribonucleotide solution and 1.0 μl (1.5 units) of T4 DNA polymerase and the final solution volume was adjusted to 30.0 μl using twice distilled water treated with DEPC. The solution is slowly mixed and incubated for 20 minutes at a temperature of 11 ° C. The reaction is stopped by the addition of an equal volume of a phenol-chloroform-isoamyl alcohol mixture (in a ratio of 25: 24: 1) and then the DNA which is contained in the aqueous phase is precipitated by the addition of sodium acetate and absolute ethyl alcohol solutions as described above. The resulting precipitate, which contains cDNA molecules, is dissolved in 10 μl of twice distilled water treated with DEPC. Oligonucleotide linkers phosphorylate by incubation with T4 polynucleotide kinase, immediately before use in the ligation reaction. To do this, collect the mixture by sequentially adding 10 μl of a solution of cDNA molecules (from the previous step), 2 μl of a 10-fold ligation buffer (10x = 200 mm Tris-Cl, pH 7.6; 50 mm potassium chloride), 2 μl 1 mM ATP solution, 2 μl (100 picomoles) of oligonucleotide linker solutions (5'-GCTTGAATTCAAGC-3 '/ 3'-CGAACTTAAGTTCG-5'), 2 μl 100 mM DTT solution, 2.0 μl ( 5 units) T4 - polynucleotide kinase. The solution is stirred and incubated for 5 minutes at a temperature of 37 ° C. Then add 6-8 units of T4 - DNA ligase and incubated for 6-20 hours at a temperature of 16 ° C.

Далее молекулы кДНК расщепляют с помощью 2-х рестриктаз - Hind III и EcoR1. Для этого к раствору кДНК добавляют 10 мкл 10-кратного буфера для рестрикционной эндонуклеазы Hind III и 10 мкл (100 единиц) рестрикционной эндонуклеазы Hind III (Invitrogen), объем такой смеси доводят до 100 мкл с помощью дважды дистиллированной воды. Полученную смесь инкубируют в течение 2-х часов при температуре 37°С. Затем добавляют 10 мкл 10-кратного буфера для рестрикционной эндонуклеазы Eco R1 и 10 мкл (100 единиц) рестрикционной эндонуклеазы Eco R1 (Invitrogen) и снова инкубируют в течение 4 часов при температуре 37°С. Реакцию останавливают добавлением равного объема смеси фенол-хлороформ-изоамиловый спирт (в соотношении 25:24:1) и затем ДНК, которая содержится в водной фазе, осаждают добавлением растворов ацетата натрия и абсолютного этилового спирта, как описано выше.Next, cDNA molecules are cleaved using 2 restriction enzymes - Hind III and EcoR1. For this, 10 μl of a 10-fold Hind III restriction endonuclease buffer and 10 μl (100 units) of Hind III restriction endonuclease (Invitrogen) are added to the cDNA solution, the volume of such a mixture is adjusted to 100 μl with twice distilled water. The resulting mixture was incubated for 2 hours at a temperature of 37 ° C. Then add 10 μl of a 10-fold buffer for restriction endonuclease Eco R1 and 10 μl (100 units) of restriction endonuclease Eco R1 (Invitrogen) and again incubated for 4 hours at 37 ° C. The reaction is stopped by the addition of an equal volume of a phenol-chloroform-isoamyl alcohol mixture (in a ratio of 25: 24: 1) and then the DNA which is contained in the aqueous phase is precipitated by the addition of sodium acetate and absolute ethyl alcohol solutions as described above.

Вторичное разделение суммарной РНК осуществляют на этапе фракционирования и очистки полученных молекул кДНК, для чего используют гельфильтрационную хроматографию. Хроматографическую колонку, содержащую частицы сефарозы определенного размера (Novagen) промывают 5 раз, используя 1 мл буфера для нейтрализации каждый раз. Наносят разделяемый материал, популяцию кДНК в объеме 1 мл и собирают фракции по 25 мкл в конических пробирках.Secondary separation of total RNA is carried out at the stage of fractionation and purification of the obtained cDNA molecules, for which gel filtration chromatography is used. A chromatographic column containing a specific size Sepharose particle (Novagen) was washed 5 times using 1 ml of neutralization buffer each time. A shared material, a cDNA population in a volume of 1 ml was applied and 25 μl fractions were collected in conical tubes.

Пример 4. Клонирование и создание множества библиотек.Example 4. Cloning and creating multiple libraries.

Создание библиотек всех органов проводят по одной модели как для клеток мишеней, так и для клеток, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию.The creation of libraries of all organs is carried out according to one model both for target cells and for cells that may be involved in the pathological process or capable of influencing its course, diagnosis and therapy.

Для этого используют ДНК бактериофага Т7 (Novagen, T7 Select 10-3 вектор), обработанную с использованием 2-х рестрикционных эндонуклеаз - Eco R1 и Hind III, т.е. того же типа, которые использовались для обработки концов кДНК. Раствор молекул ДНК вектора и раствор молекул кДНК смешивают в отношении 1:3, в пересчете на моль вещества, добавляют эквивалентное количество Т4 - ДНК-лигазы (GIBCO BRL) и инкубируют не более 28 часов при температуре 16°С. Реакцию останавливают добавлением равного объема смеси фенол-хлороформ-изоамиловый спирт (в соотношении 25:24:1), и затем ДНК, которая содержится в водной фазе, осаждают добавлением растворов ацетата натрия и абсолютного этилового спирта, как описано выше.To do this, use the DNA of the bacteriophage T7 (Novagen, T7 Select 10-3 vector), processed using 2 restriction endonucleases - Eco R1 and Hind III, i.e. the same type that was used to process the ends of the cDNA. The solution of the vector DNA molecules and the solution of cDNA molecules are mixed in a ratio of 1: 3, calculated on the mole of the substance, an equivalent amount of T4 - DNA ligase (GIBCO BRL) is added and incubated for no more than 28 hours at a temperature of 16 ° C. The reaction is stopped by the addition of an equal volume of a phenol-chloroform-isoamyl alcohol mixture (in a ratio of 25: 24: 1), and then the DNA which is contained in the aqueous phase is precipitated by the addition of sodium acetate and absolute ethyl alcohol solutions as described above.

Полученные рекомбинантные молекулы кДНК в количестве не более 1 мкг смешивают с 250 мкл р-ра упаковочных белков бактериофага и инкубируют в течение 5 минут при температуре 0°С. Затем добавляют питательную среду и продолжают инкубацию еще 60 минут при температуре 37°С.The resulting recombinant cDNA molecules in an amount of not more than 1 μg are mixed with 250 μl of a solution of bacteriophage packaging proteins and incubated for 5 minutes at 0 ° C. A nutrient medium is then added and incubation is continued for another 60 minutes at a temperature of 37 ° C.

Пример 5. Амплификация бактериофагов.Example 5. Amplification of bacteriophages.

Бактериофаг T7 культивируют, используя штамм E.coli BLT5403 в качестве хозяина. При этом амплификацию проводят несколькими путями.The bacteriophage T7 is cultured using E. coli strain BLT5403 as a host. In this case, amplification is carried out in several ways.

В одном случае (микроамплификация) единичную бляшку или элюат после скрининга, или какое-либо другое малое количество бактериофагов растворяют в 1 мл питательной среды, приготовленной по методу Луриа-Бертани. Затем добавляют 1 мл свежеприготовленной дневной культуры штамма-хозяина с оптической плотностью 0,4-0,6 при длине волны 600 нм (ОП600=0,4-0,6), которую готовят наращиванием 0,5 мл ночной культуры в 50 мл питательной среды ЛБ в течение 2-3 часов. Смесь фагов и бактерий общим объемом 2 мл инкубируют при температуре 37°С и 200 оборотах в минуту на шейкере в течение 3-4 часов, наблюдая полный лизис, выражающийся просветлением содержимого пробирки.In one case (microamplification), a single plaque or eluate after screening, or some other small number of bacteriophages, is dissolved in 1 ml of culture medium prepared according to the Luria-Bertani method. Then add 1 ml of freshly prepared daily culture of the host strain with an optical density of 0.4-0.6 at a wavelength of 600 nm (OD 600 = 0.4-0.6), which is prepared by building up 0.5 ml of night culture in 50 ml nutrient medium LB for 2-3 hours. A mixture of phages and bacteria with a total volume of 2 ml is incubated at a temperature of 37 ° C and 200 rpm on a shaker for 3-4 hours, observing complete lysis, which is expressed by the clarification of the contents of the tube.

В другом случае, макроамплификацию проводят, используя колбы посредством инокуляции необходимого числа фагов в 135 мл свежеприготовленной дневной культуры штамма-хозяина (Оп600=0,4-0,6) и последующим ростом в течение 4-5 часов до момента полного лизиса.In another case, macroamplification is carried out using flasks by inoculation of the required number of phages in 135 ml of freshly prepared daily culture of the host strain (Op 600 = 0.4-0.6) and subsequent growth for 4-5 hours until complete lysis.

К лизированным культурам добавляют 0,1 объема 5 М р-ра хлорида натрия, интенсивно перемешивают 30 секунд и центрифугируют в течение 3 минут на 7000*g и при температуре 4°С. Супернатант переносят в новую пробирку и добавляют 1/6 объема раствора, содержащего 20% полиэтиленгликоля и 2,5 М хлорида натрия, интенсивно перемешивают, и инкубируют не менее 3 часов при температуре 0°С. Далее, раствор центрифугируют 10 минут на 8000*g, а осадок, содержащий фаги, растворяют в 1 мл стандартного буфера TBS (Трис - Боратный Буфер) и снова осаждают фаговые частицы добавлением раствора полиэтиденгликоля - хлористого натрия с последующей инкубацией и центрифугированием в течение 10 минут на 12000*g и при температуре 4°С. Полученный осадок растворяют в 0,2 мл буфера TBS.To the lysed cultures add 0.1 volume of 5 M solution of sodium chloride, intensively mix for 30 seconds and centrifuged for 3 minutes at 7000 * g and at a temperature of 4 ° C. The supernatant is transferred to a new tube and 1/6 of the volume of the solution containing 20% polyethylene glycol and 2.5 M sodium chloride is added, stirred vigorously, and incubated for at least 3 hours at 0 ° C. Next, the solution is centrifuged for 10 minutes at 8000 * g, and the residue containing phages is dissolved in 1 ml of standard TBS buffer (Tris - Borate Buffer) and the phage particles are again precipitated by adding a solution of polyethylene glycol - sodium chloride, followed by incubation and centrifugation for 10 minutes at 12000 * g and at a temperature of 4 ° C. The resulting precipitate was dissolved in 0.2 ml of TBS buffer.

Пример 6. Скрининг (см. фиг.2).Example 6. Screening (see figure 2).

Скрининг библиотек осуществляют как многократным повторением одношаговой процедуры, так и с использованием многошаговой комплексной процедуры, включающей селекцию на комбинациях различных типов клеток, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию.Library screening is carried out both by repeated repetition of a one-step procedure, and using a multi-step complex procedure, which includes selection on combinations of various types of cells that may be involved in the pathological process or capable of influencing its course, diagnosis and therapy.

Для этого инициируют культуру сосудистых гладкомышечных клеток в чашках Петри диаметром 60 мм из расчета 64000 клеток на чашку и растят в течение 2-х суток. Одновременно в аналогичных чашках инициируют культуры эндотелиальных клеток, фибробластов, HeLa, Hep-G2 соответственно в количествах 48000, 24000, 16000, 16000 клеток на чашку и растят в течение 2-х суток.To do this, initiate a culture of vascular smooth muscle cells in Petri dishes with a diameter of 60 mm at the rate of 64,000 cells per cup and grow for 2 days. At the same time, cultures of endothelial cells, fibroblasts, HeLa, Hep-G2, in quantities of 48000, 24000, 16000, 16000 cells per cup, respectively, are initiated in similar plates and grown for 2 days.

Клетки промывают интенсивно 5 раз по 5 минут, используя каждый раз 3 мл буфера HBSS.Cells were washed intensively 5 times for 5 minutes, using 3 ml of HBSS buffer each time.

При использовании одношаговой процедуры 1010 фаговых частиц из любой библиотеки, растворяют в 2 мл буфера HBSS и инкубируют 20 минут с преинкубационным материалом (пластик). После этого верхнюю фазу, содержащую не связавшиеся с пластиком фаги, переносят на предварительно промытые сосудистые гладкомышечные клетки и инкубируют 40 минут при температуре +4°С. После инкубации, с целью удаления несвязанного материала, клетки интенсивно отмывают 5 раз по 5 минут, используя каждый раз 3 мл буфера HBSS, с последующей элюцией специфично связывающихся фагов с помощью 1 мл буфера для элюции, который содержит в своем составе не более чем 1,0% додецилсульфата натрия, или с помощью 1 мл свежеприготовленной дневной культуры штамма-хозяина. Титр фагов в элюате определяют и элюат амплифицируют для получения как минимум 1010 фагов, которые инкубируют с новой порцией преинкубационного материала и новой порцией сосудистых гладкомышечных клеток, повторяя селекционный цикл 3-5 раз.When using the one-step procedure, 10 10 phage particles from any library are dissolved in 2 ml of HBSS buffer and incubated for 20 minutes with pre-incubation material (plastic). After that, the upper phase, which contains phages that did not bind to plastic, is transferred to previously washed vascular smooth muscle cells and incubated for 40 minutes at a temperature of + 4 ° С. After incubation, in order to remove unbound material, the cells are washed intensively 5 times for 5 minutes, using 3 ml of HBSS buffer each time, followed by elution of specific binding phages with 1 ml of elution buffer, which contains no more than 1, 0% sodium dodecyl sulfate, or with 1 ml of freshly prepared daily culture of the host strain. The titer of phages in the eluate is determined and the eluate is amplified to obtain at least 10 10 phages that are incubated with a new portion of pre-incubation material and a new portion of vascular smooth muscle cells, repeating the selection cycle 3-5 times.

При использовании многошаговой процедуры 1010 фаговых частиц из любой библиотеки растворяют в 2 мл буфера HBSS и инкубируют 20 минут с преинкубационным материалом (чашкой Петри, в которой вместо клеток содержалась лишь среда). После этого верхнюю фазу, содержащую не связавшиеся с пластиком фаги, переносят на предварительно промытые эндотелиальные клетки и инкубируют в течение 40 минут при температуре +4°С, с последующим переносом верхней фазы на новую порцию эндотелиальных клеток и аналогичной инкубацией, что повторяют 2-3 раза, и лишь после этого верхнюю фазу направляют на фибробласты и проводят сходную селекцию 2-3 раза. Или верхнюю фазу после инкубации на эндотелиальных клетках, без дополнительной селекции на фибробластах, переносят непосредственно на сосудистые гладкомышечные клетки и инкубируют в течение 40 минут при температуре +4°С. Отмывку и элюцию проводят, как описано выше.Using a multi-step procedure, 10 10 phage particles from any library are dissolved in 2 ml of HBSS buffer and incubated for 20 minutes with pre-incubation material (a Petri dish in which instead of cells only medium was contained). After that, the upper phase, which contains phages not bound to plastic, is transferred to pre-washed endothelial cells and incubated for 40 minutes at a temperature of + 4 ° С, followed by transfer of the upper phase to a new portion of endothelial cells and similar incubation, which is repeated 2-3 times, and only after that the upper phase is directed to fibroblasts and similar selection is carried out 2-3 times. Or the upper phase after incubation on endothelial cells, without additional selection on fibroblasts, is transferred directly to vascular smooth muscle cells and incubated for 40 minutes at a temperature of + 4 ° C. Washing and elution are carried out as described above.

В другом случае верхнюю фазу после инкубации с преинкубационным материалом (чашкой Петри, в которой вместо клеток содержалась лишь среда) переносят на предварительно промытые клетки HeLa и инкубируют с ними в течение 40 минут при температуре +4°С, а далее верхнюю фазу переносят на клетки Hep-G2 и инкубируют с ними в течение 40 минут при температуре +4°С, после чего верхнюю фазу переносят на новую порцию клеток HeLa и клеток Hep-G2, повторяя комбинированную селекцию 2-3 раза. Конечную верхнюю фазу переносят на сосудистые гладкомышечные клетки и инкубируют в течение 40 минут при температуре +4°С.In another case, the upper phase after incubation with pre-incubation material (Petri dish, in which instead of the cells contained only medium) is transferred to previously washed HeLa cells and incubated with them for 40 minutes at a temperature of + 4 ° С, and then the upper phase is transferred to cells Hep-G2 and incubated with them for 40 minutes at a temperature of + 4 ° C, after which the upper phase is transferred to a new portion of HeLa cells and Hep-G2 cells, repeating the combined selection 2-3 times. The final upper phase is transferred to vascular smooth muscle cells and incubated for 40 minutes at a temperature of + 4 ° C.

В следующем варианте скрининга материал после селекции на иммортализованных типах клеток переносят на эндотелиальные клетки и/или фибробласты и лишь затем на сосудистые гладкомышечные клетки.In the next screening variant, the material after selection on immortalized cell types is transferred to endothelial cells and / or fibroblasts and only then to vascular smooth muscle cells.

Пример 7. Выполнение комбинированного тестирования бактериофагов.Example 7. Performing combined testing of bacteriophages.

А. Иммуноферментный анализA. Enzyme-linked immunosorbent assay

Специфичность индивидуальных фаговых частиц оценивают, используя их вместо первого антитела в прямом иммуноферментном анализе, где в качестве антигена выступают клетки-мишени и клетки, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию.The specificity of individual phage particles is assessed using them instead of the first antibody in a direct enzyme-linked immunosorbent assay, where target cells and cells that can be involved in the pathological process or can influence its course, diagnosis and therapy act as antigen.

Для этого все используемые типы клеток культивируют в 96-луночных микропланшетах, инициируя культуру из расчета 10000 клеток на лунку. Клетки растят в течение 2-х суток, при этом проводят замену питательной среды каждые 24 часа, Затем микропланшеты промывают интенсивно 5 раз по 5 минут, используя каждый раз 200 мкл буфера HBSS. Далее инкубируют 106-107 фаговых частиц с клетками в течение 1 часа при температуре 4°С с интенсивной последующей отмывкой буфером HBSS и инкубацией со вторым антителом в течение 1 часа при комнатной температуре. В качестве второго антитела используют моноклональное антитело, конъюгированное с пероксидазой хрена и распознающее мотив из 11 аминокислот (Met-Ala-Ser-Met-Thr-(Gly)2-(Gln)2-Met-Gly) (Novagen, Cat. №69522), расположенный на N-конце белка №10, входящего в состав поверхности бактериофага Т7. Затем планшеты промывают вновь буфером HBSS и производят детекцию второго антитела, используя субстрат для пероксидазы, расщепление которого останавливают добавлением 50 мкл 1 М р-ра серной кислоты.To do this, all types of cells used are cultured in 96-well microplates, initiating a culture of 10,000 cells per well. Cells are grown for 2 days, while the medium is replaced every 24 hours, then the microplates are washed intensively 5 times for 5 minutes, each time using 200 μl of HBSS buffer. Then, 10 6 -10 7 phage particles with cells are incubated for 1 hour at 4 ° C with intensive subsequent washing with HBSS buffer and incubation with a second antibody for 1 hour at room temperature. A monoclonal antibody conjugated to horseradish peroxidase and recognizing a motif of 11 amino acids (Met-Ala-Ser-Met-Thr- (Gly) 2 - (Gln) 2 -Met-Gly) (Novagen, Cat. No. 69522) is used as the second antibody ), located at the N-terminus of protein No. 10, which is part of the surface of the T7 bacteriophage. The plates are then washed again with HBSS buffer and a second antibody is detected using a peroxidase substrate, the digestion of which is stopped by the addition of 50 μl of 1 M solution of sulfuric acid.

Б. Анализ на связываниеB. Binding Assay

Связывание индивидуальных фагов исследуют, используя одношаговую селекцию, при которой анализируемый фаг тестируют параллельно, на связывание с клетками-мишенями и клетками, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию.The binding of individual phages is investigated using a single-step selection, in which the phage to be analyzed is tested in parallel for binding to target cells and cells that may be involved in the pathological process or can affect its course, diagnosis and therapy.

Для этого инициируют культуру клеток СГМК в чашках Петри диаметром 60 мм в расчете 64000 клеток на чашку и растят в течение 2-х суток. Одновременно в аналогичных чашках инициируют культуры эндотелиальных клеток, фибробластов, HeLa, Hep-G2 соответственно в количествах 48000, 24000, 16000, 16000 клеток на чашку и растят в течение 2-х суток. Используют 109 фаговых частиц индивидуального фага, которые растворяют в 2 мл буфера HBSS. Такой раствор инкубируют сначала в течение 20 минут с преинкубационным материалом (чашкой Петри, в которой вместо клеток содержалась лишь среда) и потом переносят верхнюю фракцию на испытуемые клетки, предварительно промытые 5 раз буфером HBSS, длительностью по 5 минут каждый раз. При этом процедуру параллельно совершают как для сосудистых гладкомышечных клеток (клетки-мишени), так и для эндотелиальных клеток, фибробластов, клеток HeLa и Hep-G2 (клетки, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию), используя для всех типов клеток 2 режима температур: +4°С и +37°С. После инкубации не связавшиеся частицы интенсивно отмывают, используя буфер HBSS, после чего элюируют, используя 1 мл буфера для элюции. Определяют титр фагов в элюате и сравнивают полученные данные для всех типов клеток. При этом, чем больше отношение титра фагов, полученных после элюции с СГМК к титру фагов, полученных с других типов клеток, тем более специфичен фаг к СГМК и соответственно менее специфичен к другим типам клеток.To do this, initiate a culture of SGMC cells in Petri dishes with a diameter of 60 mm, calculated at 64,000 cells per dish, and grown for 2 days. At the same time, cultures of endothelial cells, fibroblasts, HeLa, Hep-G2, in quantities of 48000, 24000, 16000, 16000 cells per cup, respectively, are initiated in similar plates and grown for 2 days. Use 10 9 phage particles of individual phage, which are dissolved in 2 ml of HBSS buffer. Such a solution is first incubated for 20 minutes with pre-incubation material (a Petri dish in which instead of cells only medium was contained) and then the upper fraction is transferred to the test cells, previously washed 5 times with HBSS buffer, lasting 5 minutes each time. In this case, the procedure is simultaneously performed both for vascular smooth muscle cells (target cells) and for endothelial cells, fibroblasts, HeLa and Hep-G2 cells (cells that may be involved in the pathological process or are able to influence its course, diagnosis and therapy), using 2 temperature modes for all types of cells: + 4 ° C and + 37 ° C. After incubation, unbound particles were washed extensively using HBSS buffer, and then eluted using 1 ml of elution buffer. The titer of phages in the eluate is determined and the obtained data are compared for all types of cells. Moreover, the larger the ratio of the titer of phages obtained after elution with SGMK to the titer of phages obtained from other types of cells, the more specific the phage to SGMK and, accordingly, less specific to other types of cells.

В. Использование полимеразной цепной реакции (ПЦР)B. Use of the polymerase chain reaction (PCR)

Специфичность индивидуальных фагов тестируют, используя ПЦР для идентификации клонов, а также для анализа их количественного распределения при взаимодействии с клетками-мишенями.The specificity of individual phages is tested using PCR to identify clones, as well as to analyze their quantitative distribution when interacting with target cells.

Для этого инициируют культуру клеток СГМК в чашках Петри диаметром 60 мм в расчете 64000 клеток на чашку и растят в течение 2-х суток. Одновременно в аналогичных чашках инициируют культуры эндотелиальных клеток, фибробластов, HeLa, Hep-G2 соответственно в количествах 48000, 24000, 16000, 16000 клеток на чашку и растят в течение 2 суток. Фаговые частицы смешивают в эквивалентных количествах, обычно 107 частиц каждого типа, из расчета на конечный объем раствора 2 мл. Полученный раствор инкубируют сначала в течение 20 минут с преинкубационным материалом (чашкой Петри, в которой вместо клеток содержалась лишь среда) и потом переносят верхнюю фракцию на испытуемые клетки, предварительно отмытые 5 раз буфером HBSS, длительностью по 5 минут каждый. При этом процедуру одновременно совершают как для сосудистых гладкомышечных клеток (клетки-мишени), так и для эндотелиальных клеток, фибробластов, клеток HeLa и Hep-G2 (клетки, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его течение, диагностику и терапию), используя для всех типов клеток 2 режима температур: +4°С и +37°С. После инкубации не связавшиеся частицы интенсивно отмывают, используя буфер HBSS, после чего связанные фаги элюируют, используя 1 мл буфера для элюции. Затем определяют титр фагов в элюате и рассеивают равные аликвоты элюата до получения единичных бляшек. Отбирают с каждой чашки 100 бляшек, распределяют их группами по две и выделяют ДНК посредством лизиса фаговых частиц. Для этого инкубируют фаговые частицы в 10 мМ растворе ЭДТА в течение 10 минут при температуре 65°С с последующим охлаждением и центрифугированием в течение 3 минут на 14000*g. Полученный раствор, содержащий ДНК бактериофага, используют в качестве матрицы для ПЦР по стандартной для данного вектора схеме, направляемой праймерами к участкам вектора (Т7 "Down" праймер: 5'-AACCCCTCAAGACCCGTTTA-3'; Т7 "Up" праймер: 5'-GGAGCTGTCGTATTCCAGTC-3') или специально разработанными праймерами. После этого определяют абсолютную частоту встречаемости каждого из фагов в зависимости от типа клеток.To do this, initiate a culture of SGMC cells in Petri dishes with a diameter of 60 mm, calculated at 64,000 cells per dish, and grown for 2 days. At the same time, in similar plates, cultures of endothelial cells, fibroblasts, HeLa, Hep-G2 are initiated in quantities of 48000, 24000, 16000, 16000 cells per cup and grown for 2 days. Phage particles are mixed in equivalent amounts, typically 10 7 particles of each type, based on a final solution volume of 2 ml. The resulting solution was first incubated for 20 minutes with pre-incubation material (a Petri dish in which instead of cells only medium was contained) and then the upper fraction was transferred to the test cells, previously washed 5 times with HBSS buffer, each lasting 5 minutes. In this case, the procedure is simultaneously performed both for vascular smooth muscle cells (target cells) and for endothelial cells, fibroblasts, HeLa and Hep-G2 cells (cells that may be involved in the pathological process or are able to influence its course, diagnosis and therapy), using 2 temperature modes for all types of cells: + 4 ° C and + 37 ° C. After incubation, unbound particles were washed extensively using HBSS buffer, after which the bound phages were eluted using 1 ml of elution buffer. Then determine the titer of phages in the eluate and scatter equal aliquots of the eluate to obtain a single plaque. 100 plaques were taken from each dish, distributed in groups of two, and DNA was isolated by lysis of phage particles. For this, phage particles are incubated in a 10 mM EDTA solution for 10 minutes at 65 ° C, followed by cooling and centrifugation for 3 minutes at 14000 * g. The resulting solution containing bacteriophage DNA is used as a template for PCR according to the standard scheme for this vector, directed by primers to the regions of the vector (T7 "Down" primer: 5'-AACCCCTCAAGACCCGTTTA-3 '; T7 "Up" primer: 5'-GGAGCTGTCGTATTCCAGTC -3 ') or specially designed primers. After that, the absolute frequency of occurrence of each phage is determined depending on the type of cell.

Г. Тест на стабильность и способность интернализироваться.D. Stability and internalization test.

Стабильность специфического фага, т.е. способность максимально долго сохранять свою функциональную эффективность в клетке, к которой он является специфичным и в самом организме хозяина, напрямую пересекается со способностью эффективно проникать в клетку и сохранять активность и специфически бомбардировать внутриклеточные мишени.The stability of a specific phage, i.e. the ability to maintain its functional efficiency in the cell for as long as possible, to which it is specific and in the host organism itself, directly interferes with the ability to effectively penetrate the cell and maintain activity and specifically bombard intracellular targets.

Для этого инициируют культуру клеток СГМК в чашках Петри диаметром 60 мм в расчете 64000 клеток на чашку и растят в течение 2-х суток. Одновременно в аналогичных чашках инициируют культуры эндотелиальных клеток, фибробластов, HeLa, Hep-G2 соответственно в количествах 48000, 24000, 16000, 16000 клеток на чашку и растят в течение 2 суток. 1010 фаговых частиц, представляющих фракцию, полученную после элюции фагов в результате 3-х раундов селекции многошаговым скринингом, инкубируют с сосудистыми гладкомышечными клетками при 2-х режимах температур: +4°С и +37°С и в течение различных периодов времени. Далее, клетки отмывают и лизируют в течение 10 минут, используя 2 мл буфера для лизиса (1 мл 2%-го р-ра дезоксихолиевой к-ты; 10 мМ Трис; 2 мМ ЭДТА, рН 8,0). После нейтрализации раствор, содержащий фаги, рассеивают до одиночных бляшек, которые затем отбирают с целью определения их нуклеотидной первичной последовательности, а также для проведения дополнительного тестирования.To do this, initiate a culture of SGMC cells in Petri dishes with a diameter of 60 mm, calculated at 64,000 cells per dish, and grown for 2 days. At the same time, in similar plates, cultures of endothelial cells, fibroblasts, HeLa, Hep-G2 are initiated in quantities of 48000, 24000, 16000, 16000 cells per cup and grown for 2 days. 10 10 phage particles representing the fraction obtained after phage elution as a result of 3 rounds of selection by multi-step screening are incubated with vascular smooth muscle cells at 2 temperature modes: + 4 ° C and + 37 ° C and for different periods of time. Next, the cells are washed and lysed for 10 minutes using 2 ml of lysis buffer (1 ml of 2% deoxycholic solution; 10 mM Tris; 2 mM EDTA, pH 8.0). After neutralization, the solution containing phages is scattered to single plaques, which are then selected to determine their nucleotide primary sequence, as well as to conduct additional testing.

Пример 8. Определение нуклеотидной первичной и кодируемой аминокислотной последовательности и их компьютерный анализ.Example 8. Determination of the nucleotide primary and encoded amino acid sequence and their computer analysis.

Последовательность ДНК участка генома вектора, представляющую вставку кДНК и ограниченную праймерами вектора, амплифицируют, используя ПЦР, и определяют ее нуклеотидную первичную последовательность с помощью автоматического секвенатора ABI Prism 310 (Applied Biosystems Inc.), руководствуясь рекомендованными производителем протоколами проведения реакций.The DNA sequence of the vector genome region, representing the cDNA insert and limited by vector primers, is amplified using PCR and its nucleotide primary sequence is determined using an ABI Prism 310 automatic sequencer (Applied Biosystems Inc.), following the manufacturer's recommended reaction protocols.

Используя специфические сигналы распознавания в векторе, нуклеотидную первичную последовательность транслируют в последовательность аминокислот пептида. Последовательность нуклеиновой кислоты и последовательность пептида проверяют на наличие гомологии с зарегистрированными последовательностями, находящимися в базах данных международных агентств. Для этого используют пакет программ компьютерного анализа - GCG или сходный пакет для автоматического анализа последовательностей, распространяемый Национальным Центром Биотехнологической Информации США.Using specific recognition signals in the vector, the nucleotide primary sequence is translated into the amino acid sequence of the peptide. The nucleic acid sequence and the peptide sequence are checked for homology with the registered sequences in the databases of international agencies. To do this, use the computer analysis software package - GCG or a similar package for automatic sequence analysis, distributed by the US National Center for Biotechnological Information.

Claims (3)

1. Способ получения бактериофагов, специфично связывающихся с клетками-мишенями и предназначенных для терапевтических целей, предусматривающий конструирование фаговой библиотеки случайных пептидов на основе кодирующих их олигонуклеотидных фрагментов, ее скрининг для получения бактериофагов, связывающихся с клетками-мишенями, и подтверждение специфичности отобранных бактериофагов, отличающийся тем, что1. A method for producing bacteriophages that specifically bind to target cells and intended for therapeutic purposes, comprising constructing a phage library of random peptides based on the oligonucleotide fragments encoding them, screening it to obtain bacteriophages that bind to target cells, and confirming the specificity of the selected bacteriophages, the fact that - олигонуклеотидные фрагменты, кодирующие случайные пептиды, получают реакцией обратной транскрипции с использованием случайных праймеров и суммарных РНК клеток-мишеней и клеток других типов, которые могут быть вовлечены в патологический процесс или способны оказывать влияние на его диагностику и терапию;- oligonucleotide fragments encoding random peptides are obtained by the reverse transcription reaction using random primers and total RNA of target cells and other types of cells that may be involved in the pathological process or capable of influencing its diagnosis and therapy; - указанные олигонуклеотидные фрагменты встраивают в бактериофаговые векторы в правильной ориентации и используют для создания фаговых библиотек случайных пептидов для всех типов клеток, использованных для выделения суммарных РНК;- these oligonucleotide fragments are inserted into the bacteriophage vectors in the correct orientation and used to create phage libraries of random peptides for all types of cells used to isolate total RNA; - скрининг полученных фаговых библиотек случайных пептидов проводят в два этапа, на первом из которых отбирают бактериофаги, способные связываться с клетками-мишенями, а на втором - из отобранных на первом этапе бактериофагов отбирают не связывающиеся с клетками других использованных типов;- screening of the obtained phage libraries of random peptides is carried out in two stages, in the first of which bacteriophages capable of binding to target cells are selected, and in the second, non-binding to cells of other types used are selected from the bacteriophages selected in the first stage; - для подтверждения специфичности бактериофагов к клеткам-мишеням используют комбинацию различных тестов.- to confirm the specificity of bacteriophages to target cells, a combination of various tests is used. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве клеток-мишеней выбирают сосудистые гладкомышечные клетки.2. The method according to claim 1, characterized in that vascular smooth muscle cells are selected as target cells. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве бактериофаговых векторов используют вектора на основе ДНК бактериофага Т7.3. The method according to claim 1, characterized in that as the bacteriophage vectors, vectors based on the DNA of the bacteriophage T7 are used.
RU2003120722/13A 2003-07-10 2003-07-10 Method for preparing bacteriophages binding specifically with target-cells and designated for therapeutic aims RU2263146C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120722/13A RU2263146C2 (en) 2003-07-10 2003-07-10 Method for preparing bacteriophages binding specifically with target-cells and designated for therapeutic aims

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120722/13A RU2263146C2 (en) 2003-07-10 2003-07-10 Method for preparing bacteriophages binding specifically with target-cells and designated for therapeutic aims

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003120722A RU2003120722A (en) 2005-02-10
RU2263146C2 true RU2263146C2 (en) 2005-10-27

Family

ID=35208150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003120722/13A RU2263146C2 (en) 2003-07-10 2003-07-10 Method for preparing bacteriophages binding specifically with target-cells and designated for therapeutic aims

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2263146C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010107405A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 Razumenko Mihail Viktorovich Method for producing peptides which specifically recognize cells of particular types and can be used for therapeutic purposes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BIOCHIMICA ЕТ BIOFHYSICA ACTA, №1591, 2002, р.87-97. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010107405A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 Razumenko Mihail Viktorovich Method for producing peptides which specifically recognize cells of particular types and can be used for therapeutic purposes
RU2528739C2 (en) * 2009-03-20 2014-09-20 Михаил Викторович Разуменко Method of producing peptides specifically identifying certain types of cells and intended for therapeutic purposes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003120722A (en) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Campoli et al. Functional and clinical relevance of chondroitin sulfate proteoglycan 4
AU776464B2 (en) Monoclonal antibodies, antigens and diagnosis and therapy of malignant diseases
CN103975078B (en) Treatment and the method and composition of diagnosing bladder cancer
US6894149B2 (en) Anti-HLA-DA antibodies and the methods of using thereof
JP2930713B2 (en) Compositions for inhibiting protein hormone formation and uses thereof
US20070142275A1 (en) Peptides with the capacity to bind to transforming growth factor b1 (tgf-b1)
JP2007523092A (en) Methods and compositions for inhibiting angiogenesis
KR101820572B1 (en) Method for providing the information for chronic myeloid leukemia
KR20230164223A (en) chimeric antibodies for treatment of amyloid deposition diseases
KR20200003235A (en) Identification of antigen-specific adaptive immune responses using arm-pcr and high-throughput sequencing
US5217864A (en) Replication initiator protein complex and methods of use thereof
RU2263146C2 (en) Method for preparing bacteriophages binding specifically with target-cells and designated for therapeutic aims
RU2528739C2 (en) Method of producing peptides specifically identifying certain types of cells and intended for therapeutic purposes
CN106102772B (en) Compositions and methods for preventing and/or treating diseases associated with DENND1A variant 2
KR20070042994A (en) Anti-synoviolin antibody
Huang et al. Discovery of human antibodies against the C5aR target using phage display technology
JPH10502252A (en) Assay for inhibitors of DP-1 and other DP proteins
KR102147491B1 (en) Pharmaceutical composition for preventing or treating infertility or abortion comprising inhibitors of DEPTOR protein or mSIN1 protein as an active ingredient
UA66110A (en) A method for the preparation of specific peptides for therapeutic purposes
WO2023026881A1 (en) Anti-pd-1 signal peptide antibody and use thereof
WO2022121899A1 (en) Antibody specifically binding to strep-tag ii tag and use thereof
KR102256985B1 (en) Anti-stat3 specific antibody and the pharmaceutical composition comprising thereof
KR102137531B1 (en) Pharmaceutical composition for preventing or treating age related sarcopenia comprising inhibitors of PLD2 protein as an active ingredient
WO2005027847A2 (en) Antibodies for use against sars
JP2007527201A (en) Anti-integrin immunoglobulin

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110711