RU2631829C1 - Anticoagulant with direct action based on modular bivalent dna of aptamer selective to thrombin - Google Patents

Anticoagulant with direct action based on modular bivalent dna of aptamer selective to thrombin Download PDF

Info

Publication number
RU2631829C1
RU2631829C1 RU2016122084A RU2016122084A RU2631829C1 RU 2631829 C1 RU2631829 C1 RU 2631829C1 RU 2016122084 A RU2016122084 A RU 2016122084A RU 2016122084 A RU2016122084 A RU 2016122084A RU 2631829 C1 RU2631829 C1 RU 2631829C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aptamer
thrombin
dna oligonucleotide
aptamer dna
oligonucleotide according
Prior art date
Application number
RU2016122084A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Михайлович Копылов
Андрей Викторович Головин
Галина Валерьевна Павлова
Елена Геннадиевна Завьялова
Аскар Дамирович Турашев
Ольга Михайловна Антипова
Владимир Евстахиевич Бабий
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Апто-Фарм"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Апто-Фарм" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Апто-Фарм"
Priority to RU2016122084A priority Critical patent/RU2631829C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2631829C1 publication Critical patent/RU2631829C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/86Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving blood coagulating time or factors, or their receptors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2310/00Structure or type of the nucleic acid
    • C12N2310/10Type of nucleic acid
    • C12N2310/16Aptamers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2310/00Structure or type of the nucleic acid
    • C12N2310/30Chemical structure
    • C12N2310/33Chemical structure of the base
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2310/00Structure or type of the nucleic acid
    • C12N2310/30Chemical structure
    • C12N2310/33Chemical structure of the base
    • C12N2310/335Modified T or U
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2320/00Applications; Uses
    • C12N2320/10Applications; Uses in screening processes
    • C12N2320/13Applications; Uses in screening processes in a process of directed evolution, e.g. SELEX, acquiring a new function
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/90Enzymes; Proenzymes
    • G01N2333/914Hydrolases (3)
    • G01N2333/948Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • G01N2333/974Thrombin

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: method for chemical modification of an antithrombin aptamer and for preparation of a new antithrombin aptamer with anticoagulant properties and prolonged antithrombotic activity is described. The invention describes an aptameric DNA oligonucleotide specifically binding to thrombin and having a nucleotide sequence of the general formula GGTTGGTGTGGTTGGTGGTTGGTGTGGTTGG, wherein at least one of the nucleotides is modified to bind to the polyethylene glycol molecule and increase the time of oligonucleotide residence in the blood stream. In the preferred versions of the invention, the modification is made by thymine at 7, 9, 16, 23 and/or 25 positions. The invention can be used as an anticoagulant and antithrombotic drug for prevention or treatment of thromboses of various nature.
EFFECT: improved pharmacokinetic parameters, low toxicity and high affinity for human thrombin.
11 cl, 5 dwg, 2 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области биотехнологии и медицины, а конкретно, к способу химической модификации антитромбинового аптамера и к получению нового антитромбинового аптамера, обладающего антикоагулянтными свойствами и пролонгированной антитромботической активностью, который может использоваться в качестве антикоагулянтного и антитромботического лекарственного средства.The invention relates to the field of biotechnology and medicine, and specifically, to a method for chemical modification of an antithrombin aptamer and to a new antithrombin aptamer having anticoagulant properties and prolonged antithrombotic activity, which can be used as an anticoagulant and antithrombotic drug.

Уровень техникиState of the art

Сердечно-сосудистые патологии - основная причина смертности и инвалидизации населения в промышленно развитых странах, и в том числе в Российской Федерации. Наиболее серьезные заболевания в этой группе обусловлены развитием тромбозов, к ним относятся инфаркт миокарда, острый коронарный синдром, ишемический инсульт и др. Антикоагулянты - класс лекарственных средств-ингибиторов каскада свертывания -успешно применяются для профилактики образования тромбозов. Среди них прямые ингибиторы тромбина (аргатробан, дабигатран, бивалирудин, гирудин и его производные) показали себя более безопасными препаратами, поскольку обладают более предсказуемым эффектом, меньшей частотой побочных действий и не требуют длительного подбора терапевтических доз в сравнении с гепарином и его производными.Cardiovascular pathologies are the main cause of mortality and disability in industrialized countries, including the Russian Federation. The most serious diseases in this group are caused by the development of thrombosis, these include myocardial infarction, acute coronary syndrome, ischemic stroke, and others. Anticoagulants, a class of coagulation cascade inhibitor drugs, are successfully used to prevent the formation of thromboses. Among them, direct thrombin inhibitors (argatroban, dabigatran, bivalirudin, hirudin and its derivatives) proved to be safer drugs, because they have a more predictable effect, lower frequency of side effects and do not require a long selection of therapeutic doses in comparison with heparin and its derivatives.

Аптамеры (от латинского Aptus - «соответствовать» и Mer - «единица повтора») - короткие синтетические фрагменты нуклеиновых кислот (олиго(рибо)нуклеотиды) со сложной пространственной структурой, которая определяет их уникальные свойства избирательно связываться (как ключ с замком) с любой мишенью: будь то химическое вещество (изотоп, лекарство, токсин и проч.), полимеры (ферменты, рецепторы, факторы роста, регуляторные и структурные белки, иммуноглобулины и проч.), супрамолекулярные комплексы (например, вирусы), целые клетки (болезнетворные бактерии, злокачественные и другие дефектные клетки).Aptamers (from Latin Aptus - “match” and Mer - “repeat unit”) are short synthetic nucleic acid fragments (oligo (ribo) nucleotides) with a complex spatial structure that determines their unique properties to selectively bind (like a key to a lock) with any target: be it a chemical substance (isotope, medicine, toxin, etc.), polymers (enzymes, receptors, growth factors, regulatory and structural proteins, immunoglobulins, etc.), supramolecular complexes (e.g. viruses), whole cells (pathogenic bacteria RII, malignant and other defective cells).

Разрабатываемые нами антитромботические аптамеры, в частности объект патентирования - ДНК аптамеры семейства RA-36, блокируют участок тромбина, отвечающий за связывание фибриногена (экзосайт I). Аптамеры обладают антикоагулянтной активностью нового типа, отличной от используемых в настоящее время прямых антикоагулянтов. Их ближайший аналог - гируген, С-концевой пептид гирудина, связывающийся с экзосайтом I, - обладает значительно меньшей аффинностью к тромбину, чем разрабатываемые нами антитромботические аптамеры (700 нМ для гиругена в сравнении с 7 нМ для аптамеров семейства RA-36). Таким образом, аптамеры занимают уникальную нишу среди антикоагулянтов, являясь перспективными лекарственными средствами, потенциально применяемыми как при хирургических вмешательствах, так и при профилактике тромбозов после сложных переломов, инсультов, инфарктов и др. заболеваний с высоким риском тромботических осложнений.The antithrombotic aptamers that we are developing, in particular, the object of patenting, DNA aptamers of the RA-36 family, block the thrombin region responsible for the binding of fibrinogen (exosite I). Aptamers have a new type of anticoagulant activity, different from the currently used direct anticoagulants. Their closest analogue is hirugen, the C-terminal peptide of hirudin, which binds to exosite I, has a significantly lower affinity for thrombin than the antithrombotic aptamers we develop (700 nM for hirugen compared to 7 nM for aptamers of the RA-36 family). Thus, aptamers occupy a unique niche among anticoagulants, being promising drugs that are potentially used both in surgical interventions and in the prevention of thrombosis after complex fractures, strokes, heart attacks and other diseases with a high risk of thrombotic complications.

Прямые ингибиторы тромбина, создаваемые на основе аптамеров, могут ингибировать протромботическую активность тромбина, воздействуя только на экзосайт I, и не влияя на активный центр. Показано, что аптамеры не влияют на инактивацию тромбина антитромбином III, протеином С, а также его амидолитическую активность (Bompiani et al, "A high affinity, antidote-controllable prothrombin and thrombin-binding RNA aptamer inhibits thrombin generation and thrombin activity" J Thromb Haemost, 2012 May; 10(5): 870-80).Direct thrombin inhibitors created on the basis of aptamers can inhibit the prothrombotic activity of thrombin, affecting exosite I only and not affecting the active center. Aptamers have not been shown to affect thrombin inactivation by antithrombin III, protein C, and its amidolytic activity (Bompiani et al, "A high affinity, antidote-controllable prothrombin and thrombin-binding RNA aptamer inhibits thrombin generation and thrombin activity" J Thromb Haemost , 2012 May; 10 (5): 870-80).

Важные преимущества аптамеров no сравнению с препаратами белковой и пептидной природы - низкая иммуногенность и возможность при развитии осложнений (например, кровотечений) блокировать их активность специфическими антидотами на основе олигонуклеотидов, комплементарных лекарственному аптамеру. Кроме того, возможность химического синтеза аптамеров позволяет добиваться высокой степени чистоты препарата, воспроизводимости партий и масштабируемости производства.Important advantages of aptamers compared to drugs of protein and peptide nature are low immunogenicity and the ability to block their activity with specific antidotes based on oligonucleotides complementary to the drug aptamer when complications (for example, bleeding) develop. In addition, the possibility of chemical synthesis of aptamers allows us to achieve a high degree of purity of the drug, reproducibility of batches and scalability of production.

Существенным недостатком, препятствующим широкому применению ДНК аптамеров как лекарственных препаратов, является их очень короткое временем жизни в кровотоке (Griffin LC et al. "In vivo anticoagulant properties of a novel nucleotide-based thrombin inhibitor and demonstration of regional anticoagulation in extracorporeal circuits" Blood, 1993, v. 12, p. 3271-3276). Данные фармакокинетики аптамерных ДНК длиной до 30 нуклеотидов указывают на период полувыведения от нескольких минут до получаса, что приводит к необходимости разработки аптамеров с химической модификацией для увеличения периода полувыведения аптамера. Это и является целью данного изобретения.A significant drawback that impedes the widespread use of aptamer DNA as drugs is their very short lifetime in the bloodstream (Griffin LC et al. "In vivo anticoagulant properties of a novel nucleotide-based thrombin inhibitor and demonstration of regional anticoagulation in extracorporeal circuits" Blood, 1993, v. 12, p. 3271-3276). Pharmacokinetics of aptamer DNA up to 30 nucleotides in length indicate a half-life of several minutes to half an hour, which necessitates the development of chemically modified aptamers to increase the aptamer half-life. This is the purpose of this invention.

В 2007 году были опубликованы данные о разработке аптамера против белка VEGF. Для того, чтобы эффективно достичь увеличения времени нахождения в кровотоке, исследователи предложили несколько видов модификаций. Для увеличения устойчивости к действию нуклеаз были добавлены тиофосфатные группы вместо фосфатных или замещение 2'ОН групп на 2'-фтор или 2'-амино-производные (Pestourie С et al, "Aptamers against extracellular targets for in vivo applications" Biochimie, 2005; 87: 921-30; Ulrich et al, "RNA aptamers: from basic science towards therapy" Handb Exp Pharmacol, 2006; (173): 305-26). Для улучшения фармакокинетики и биодоступности к 5'- или 3'-концам могут быть добавлены объекты с высокой молекулярной массой или липофильные фрагменты. Например, соединение аптамера с полиэтиленгликолем (ПЭГ) увеличивает период полураспада в плазме до 9 часов вместо нескольких минут для немодифицированного аптамера (Willis МС et al, "Liposome-anchored vascular endothelial growth factor aptamers" Bioconjug Chem, 1998; 9: 573-82). На основе этого аптамера против VEGF был создан первый коммерческий препарат аптамерной природы - Pegaptanib. Анализ опубликованных пегилированных вариантов аптамеров показывает, что в абсолютном большинстве из них молекула ПЭГ была присоединена к концевому нуклеотиду. Причиной этого является опасение, что присоединение молекулы ПЭГ к центральной части аптамера будет ингибировать его функциональную активность, то есть ухудшать связывание с мишенью (Vater A, Klussmann S. "Turning mirror-image oligonucleotides into drugs: the evolution of Spiegelmer therapeutics" Drug Discov Today, 2015 Jan; 20(1): 147-55).In 2007, data were published on the development of the aptamer against the VEGF protein. In order to effectively achieve an increase in the time spent in the bloodstream, the researchers proposed several types of modifications. To increase the resistance to the action of nucleases, thiophosphate groups were added instead of phosphate groups or substitution of 2'OH groups with 2'-fluorine or 2'-amino derivatives (Pestourie C et al, "Aptamers against extracellular targets for in vivo applications" Biochimie, 2005; 87: 921-30; Ulrich et al, "RNA aptamers: from basic science towards therapy" Handb Exp Pharmacol, 2006; (173): 305-26). To improve the pharmacokinetics and bioavailability, objects with high molecular weight or lipophilic fragments can be added to the 5'- or 3'-ends. For example, combining an aptamer with polyethylene glycol (PEG) increases the plasma half-life to 9 hours instead of several minutes for an unmodified aptamer (Willis MC et al, "Liposome-anchored vascular endothelial growth factor aptamers" Bioconjug Chem, 1998; 9: 573-82) . Based on this aptamer against VEGF, the first commercial drug of aptameric nature, Pegaptanib, was created. Analysis of published pegylated aptamer variants shows that in the vast majority of them, the PEG molecule was attached to the terminal nucleotide. The reason for this is the fear that the attachment of the PEG molecule to the central part of the aptamer will inhibit its functional activity, i.e., worsen binding to the target (Vater A, Klussmann S. "Turning mirror-image oligonucleotides into drugs: the evolution of Spiegelmer therapeutics" Drug Discov Today 2015 Jan; 20 (1): 147-55).

Относительно недавно исследователи (Da Pieve et al, "PEGylation and Biodistribution of an anti-MUC1 Aptamer in MCF-7 Tumor-Bearing Mice" Bioconjugate Chem, 2012, 23 (7), pp 1377-1381) изучили, как добавление ПЭГ влияет на биораспределение аптмера против MUC-1 (белок, связанный с раком молочной железы). В исследовании было показано, что конъюгация с ПЭГ препятствовала поглощению аптамеров опухолью. Данные по биораспределению показали, что присоединение ПЭГ оказывало влияние на сродство аптамеров к своей мишени. Поглощение пегилированного аптамера опухолью было зафиксировано на более низком уровне (0,07±0,01%), чем поглощение непегилированного аптамера (0,12±0,05%). В целом, после 22 ч. активность аптамера в опухоли не наблюдалась. В этом исследовании показано, что пегилированный аптамер не в состоянии достигнуть и связываться с целью внутри клетки и усваиваться раковыми клетками в значительных количествах.More recently, researchers (Da Pieve et al, "PEGylation and Biodistribution of an anti-MUC1 Aptamer in MCF-7 Tumor-Bearing Mice" Bioconjugate Chem, 2012, 23 (7), pp 1377-1381) studied how the addition of PEG affects biodistribution of aptmera against MUC-1 (protein associated with breast cancer). The study showed that conjugation with PEG interfered with the absorption of aptamers by the tumor. Biodistribution data showed that the addition of PEG had an effect on the affinity of the aptamers to their target. The absorption of the pegylated aptamer by the tumor was fixed at a lower level (0.07 ± 0.01%) than the absorption of the non-pegylated aptamer (0.12 ± 0.05%). In general, after 22 hours, aptamer activity in the tumor was not observed. This study showed that the pegylated aptamer is not able to reach and bind to the target inside the cell and is absorbed by cancer cells in significant quantities.

Последнее утверждение делает очень привлекательным использование пегилирования к антитромботическому аптамеру, так как цель этого аптамера находится в кровотоке. Пегилирование затрудняет попадание аптамера в клетки, что может приводить к ненужным побочным эффектам. Таким образом, можно заключить, что использование пегилирования позволит значительно увеличить время полувыведения аптамера (до нескольких часов) и предотвратить попадание конъюгата аптамера с полиэтиленгликолем внутрь клеток.The latter statement makes the use of pegylation to the antithrombotic aptamer very attractive, since the purpose of this aptamer is in the bloodstream. Pegylation makes it difficult for the aptamer to enter the cells, which can lead to unnecessary side effects. Thus, we can conclude that the use of pegylation will significantly increase the half-life of the aptamer (up to several hours) and prevent the conjugate of the aptamer with polyethylene glycol from entering the cells.

Несмотря на многочисленные исследования, использование аптамеров в клинической практике остается редким явлением в связи с наличием ряда нерешенных технических проблем. Данное изобретение обладает рядом необычных свойств, существенных для решения поставленной задачи, и поэтому расширяет круг имеющихся кандидатов на роль антикоагулянтных лекарственных средств на основе ДНК аптамеров.Despite numerous studies, the use of aptamers in clinical practice remains a rare occurrence due to the presence of a number of unresolved technical problems. This invention has a number of unusual properties essential for solving the problem, and therefore expands the range of available candidates for the role of anticoagulant drugs based on DNA aptamers.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективного и безопасного конкурентного ингибитора активности тромбина на основе ДНК аптамера к тромбину, обладающего пролонгированным действием (увеличенным временем нахождения в кровотоке).The objective of the present invention is to provide a highly effective and safe competitive inhibitor of thrombin activity based on the DNA of aptamer to thrombin, which has a prolonged effect (increased residence time in the bloodstream).

Решение указанной задачи заключается в том, что в разработанный ранее аптамерный ДНК олигонуклеотид, характеризующийся нуклеотидной последовательностью общей формулы GGTTGGTGTGGTTGGTGGTTGGTGTGGTTGG (RA-36), вносится путем замены стандартного нуклеотида, по крайней мере, один модифицированный нуклеотид таким образом, чтобы в результате модификации образовывалась химическая группа, способная эффективно образовывать ковалентную связь с молекулой ПЭГ, и при этом не нарушалась функциональная активность данного аптамера.The solution to this problem is that in the previously developed aptamer DNA, an oligonucleotide characterized by a nucleotide sequence of the general formula GGTTGGTGTGGTTGGTGGTTGGTGTGGTTGG (RA-36) is introduced by replacing a standard nucleotide with at least one modified nucleotide in such a way that, as a result of the chemical modification, the group is chemically modified capable of effectively forming a covalent bond with the PEG molecule, and the functional activity of this aptamer was not disturbed.

ДНК аптамер с последовательностью 5'-GGTTGGTGTGGTTGGTGGTTGGTGTGGTTGG-3' (названный RA-36) был разработан авторами данного изобретения на основе рационального дизайна и оптимизации структуры молекулы-прототипа с привлечением методов молекулярного моделирования (Zavyalova Е et al, "Novel modular DNA aptamer for human thrombin with high anticoagulant activity" Curr Med Chem, 2011; 18(22): 3343-50). Прототипом являлся 15-звенный аптамерный ДНК олигонуклеотид с последовательностью 5'-GGTTGGTGTGGTTGG-3', специфичный к тромбину, впервые описанный в Bock LC et al, "Selection of single-stranded DNA molecules that bind and inhibit human thrombin" Nature, 1992 Feb 6; 355(6360): 564-6. Молекула-прототип способна образовывать антипараллельный G-квадруплекс, состоящий из двух планарных G-квартетов, соединенных тремя латеральными петлями; его трехмерная структура была определена методами ядерного магнитного резонанса и рентгеноструктурного анализа (Russo K et al, "High-resolution structures of two complexes between thrombin and thrombin-binding aptamer shed light on the role of cations in the aptamer inhibitory activity" Nucleic Acids Res, 2012 Sep; 40(16): 8119-28). Предложенный авторами изобретения аптамер RA-36 имеет модульную структуру и содержит два антипараллельных G-квадруплекса, для стабилизации которых ключевую роль играют катионы металлов, в частности, катионы калия. Катион калия координируется гуанинами G-квадруплекса, добавляя энтальпийную составляющую в энергию структуры (Zavyalova Е et al, "Module-activity relationship of G-quadruplex based DNA aptamers for human thrombin" Current medicinal chemistry, 2013; Vol. 20, no. 38). RA-36 имеет ингибирующую активность в отношении тромбина в 2 раза большую, чем молекула-прототип: кажущиеся константы ингибирования равняются 7,3 нМ и 14,7 нМ, соответственно. Обе G-квадруплексных части важны для ингибирующей активности и термической стабильности RA-36. Недавно авторами изобретения была продемонстрирована высокая функциональная активность антитромбинового аптамера RA-36 на моделях животных, сопоставимая с клинически одобренным прямым ингибитором тромбина - бивалирудином (Zavyalova Е et al. "Evaluation of antithrombotic activity of thrombin DNA aptamers by a murine thrombosis model" PLoS One, 2014 Sep 5; 9(9): e107113).DNA aptamer with the sequence 5'-GGTTGGTGTGGTTGGTGGTTGGTGTGGTTGG-3 '(named RA-36) was developed by the authors of this invention based on the rational design and optimization of the structure of the prototype molecule using molecular modeling methods (Zavyalova E et al, "Novel modular DNA aptamer for human thrombin with high anticoagulant activity "Curr Med Chem, 2011; 18 (22): 3343-50). The prototype was a 15-link aptamer DNA oligonucleotide with the sequence 5'-GGTTGGTGTGGTTGG-3 'specific for thrombin, first described in Bock LC et al, "Selection of single-stranded DNA molecules that bind and inhibit human thrombin" Nature, 1992 Feb 6 ; 355 (6360): 564-6. The prototype molecule is capable of forming an antiparallel G-quadruplex, consisting of two planar G-quartets connected by three lateral loops; its three-dimensional structure was determined by nuclear magnetic resonance and X-ray diffraction analysis (Russo K et al, "High-resolution structures of two complexes between thrombin and thrombin-binding aptamer shed light on the role of cations in the aptamer inhibitory activity" Nucleic Acids Res, 2012 Sep; 40 (16): 8119-28). The RA-36 aptamer proposed by the inventors has a modular structure and contains two antiparallel G-quadruplexes, to stabilize which metal cations play a key role, in particular, potassium cations. Potassium cation is coordinated by guanines of the G-quadruplex, adding the enthalpy component to the energy of the structure (Zavyalova Е et al, "Module-activity relationship of G-quadruplex based DNA aptamers for human thrombin" Current medicinal chemistry, 2013; Vol. 20, no. 38) . RA-36 has an inhibitory activity against thrombin 2 times greater than the prototype molecule: the apparent inhibition constants are 7.3 nM and 14.7 nM, respectively. Both G-quadruplex moieties are important for the inhibitory activity and thermal stability of RA-36. Recently, the inventors have demonstrated the high functional activity of the antithrombin aptamer RA-36 in animal models, comparable with the clinically approved direct thrombin inhibitor bivalirudin (Zavyalova E et al. "Evaluation of antithrombotic activity of thrombin DNA aptamers by a murine thrombosis model" PLoS One, 2014 Sep 5; 9 (9): e107113).

Особенностью данного изобретения является то, что для увеличения времени нахождения аптамера RA-36 в кровотоке авторами предложено присоединить молекулу ПЭГ к RA-36, модифицированному по крайней мере по одному нуклеотиду. Отличительной чертой также является возможность присоединения ПЭГ к данному аптамеру не по концевым нуклеотидам. Авторами изобретения было обнаружено, что введение модифицированных нуклеотидов в RA-36 по позициям 7, 9, 16, 23, 25 и последующая коньюгации с ПЭГ не нарушает функциональную активность данного аптамера.A feature of this invention is that to increase the residence time of the RA-36 aptamer in the bloodstream, the authors proposed to attach the PEG molecule to RA-36, modified at least one nucleotide. A distinctive feature is the ability to attach PEG to this aptamer at non-terminal nucleotides. The inventors found that the introduction of modified nucleotides in RA-36 at positions 7, 9, 16, 23, 25 and subsequent conjugation with PEG does not impair the functional activity of this aptamer.

Некоторые варианты изобретения включают в себя аптамерный олигонуклеотид RA-36, в котором, по крайней мере, один из тиминов модифицирован по позициям 7, 9, 16, 23 и/или 25 для возможности связывания с молекулой полиэтиленгликоля и увеличения времени нахождения данного олигонуклеотида в кровотоке.Some embodiments of the invention include the aptamer oligonucleotide RA-36, in which at least one of the thymines is modified at positions 7, 9, 16, 23 and / or 25 to allow binding to the polyethylene glycol molecule and increase the residence time of this oligonucleotide in the bloodstream .

В некоторых вариантах изобретения модификация произошла путем замены тимина на 5-[N-(6-аминогексил)-3-(Е)-акриламидо]-2'-деоксиуридин. В этих вариантах изобретения, в которых один из тиминов модифицирован по позициям 7, 9 или 16, формулу ДНК аптамера, селективного к тромбину и обладающего пролонгированным временем жизни в кровотоке, можно описать как: GGTTGGU(PEG)GTGGTTGGTGGTTGGTGTGGTTGG, GGTTGGTGU(PEG)GGTTGGTGGTTGGTGTGGTTGG, или GGTTGGTGTGGTTGGU(PEG)GGTTGGTGTGGTTGG (названный RA-361), где U(PEG) обозначает 5-[N-(6-аминогексил)-3-(Е)-акриламидо]-2'-деоксиуридин, конъюгированный с полиэтиленгликолем. Участок структуры -GU(PEG)G- аптамера RA-361, показывающий способ присоединения ПЭГ, показан на Рис. 1.In some embodiments, the modification occurred by replacing thymine with 5- [N- (6-aminohexyl) -3- (E) -acrylamido] -2'-deoxyuridine. In these embodiments of the invention, in which one of the thymines is modified at positions 7, 9 or 16, the thrombin-selective aptamer DNA formula with a prolonged blood flow life can be described as: GGTTGGU (PEG) GTGGTTGGTGGTTGGTGTGTGGTTGG, GGTTGTGTGGTGGTGGTGGTGGTGGT or GGTTGGTGTGGTTGGU (PEG) GGTTGGTGTGGTTGG (named RA-361), where U (PEG) is 5- [N- (6-aminohexyl) -3- (E) -acrylamido] -2'-deoxyuridine conjugated with polyethylene glycol. The portion of the -GU (PEG) structure of the G-aptamer RA-361, showing the method of PEG attachment, is shown in Fig. one.

В других вариантах изобретения возможно применение альтернативных модификаций нуклеотидных остатков для осуществления эффективной коньюгации с молекулой ПЭГ. Примеры таких модификаций многочисленны и хорошо известны для специалистов. Например, некоторые коммерчески доступные варианты модификаций описаны в «Custom Oligonucleotide Modifications Guide», Sigma-Aldrich. Присоединение ПЭГ к модифицированному нуклеотиду может осуществляться различными способами, с использованием разных функциональных групп и разных видов ПЭГ.In other embodiments of the invention, it is possible to use alternative modifications of the nucleotide residues to effect effective conjugation with the PEG molecule. Examples of such modifications are numerous and well known to specialists. For example, some commercially available modification options are described in the Custom Oligonucleotide Modifications Guide, Sigma-Aldrich. Attaching PEG to the modified nucleotide can be carried out in various ways, using different functional groups and different types of PEG.

В других вариантах изобретения в дополнение к модификации тимина аптамерный ДНК олигонуклеотид RA-36 может включать в себя также одну или несколько дополнительных стабилизирующих модификаций, таких как модификации азотистых оснований, модификации сахарных групп или модификации фосфатных групп.In other embodiments, in addition to thymine modification, the aptameric DNA oligonucleotide RA-36 may also include one or more additional stabilizing modifications, such as nitrogen base modifications, sugar group modifications, or phosphate group modifications.

В некоторых вариантах изобретения полиэтиленгликоль, используемый для связывания с модифицированным аптамерным олигонуклеотидом, имеет средний молекулярный вес около 20000 дальтон. В других вариантах изобретения возможно применение ПЭГа другого молекулярного веса в диапазоне от 5000 дальтон до 150000 дальтон.In some embodiments of the invention, the polyethylene glycol used to bind to the modified aptamer oligonucleotide has an average molecular weight of about 20,000 daltons. In other embodiments of the invention, it is possible to use a PEG of a different molecular weight in the range of 5000 daltons to 150,000 daltons.

В некоторых вариантах осуществления изобретение относится к фармацевтической композиции, содержащей ДНК аптамер, описанный в изобретении. В частности, настоящее изобретение относится к композиции, содержащей антитромбиновые ДНК аптамеры, описанные в изобретении, в сочетании с фармацевтически приемлемым носителем, растворителем, наполнителем и/или другими неактивными ингредиентами.In some embodiments, the invention relates to a pharmaceutical composition comprising the DNA aptamer described in the invention. In particular, the present invention relates to compositions containing antithrombin DNA aptamers described in the invention in combination with a pharmaceutically acceptable carrier, solvent, excipient and / or other inactive ingredients.

В других вариантах осуществления изобретение относится к способам использования антитромбиновых аптамеров, в частности к способам ингибирования тромбина с помощью антитромбиновых аптамеров, описанных в настоящем изобретении. В частности, задача, указанная к данном изобретении, решается путем применения аптамерного олигонуклеотида RA-36, в котором по крайней мере один из тиминов модифицирован по позициям 7, 9, 16, 23 и/или 25 для возможности связывания с молекулой полиэтилен гликоля и увеличения времени нахождения данного олигонуклеотида в кровотоке, для ингибирования активности тромбина.In other embodiments, the invention relates to methods of using antithrombin aptamers, in particular to methods of inhibiting thrombin using antithrombin aptamers described in the present invention. In particular, the task of this invention is achieved by the use of the aptamer oligonucleotide RA-36, in which at least one of the thymines is modified at positions 7, 9, 16, 23 and / or 25 to allow binding to the polyethylene glycol molecule and increase the time spent by the oligonucleotide in the bloodstream to inhibit thrombin activity.

В других вариантах осуществления настоящее изобретение относится к профилактике или лечению состояний, связанных с нежелательной активностью тромбина, таких как тромбозы различной природы. В частности, настоящее изобретение относится к применению описанного в изобретении аптамерного ДНК олигонуклеотида в качестве антитромботического и/или антикоагулянтного лекарственного средства для лечения различных заболеваний человека и животных, в том числе при хирургических вмешательствах, при профилактике тромбозов после сложных переломов, инсультов, инфарктов и др. заболеваний с высоким риском тромботических осложнений.In other embodiments, the present invention relates to the prevention or treatment of conditions associated with undesired thrombin activity, such as thromboses of various nature. In particular, the present invention relates to the use of the aptamer DNA of the oligonucleotide described in the invention as an antithrombotic and / or anticoagulant drug for the treatment of various diseases of humans and animals, including during surgical interventions, in the prevention of thrombosis after complex fractures, strokes, heart attacks, etc. Diseases with a high risk of thrombotic complications.

В некоторых частных вариантах изобретение относится к профилактике и/или лечению состояний млекопитающего, характеризующихся нежелательным тромбозом, которые представляют собой острый коронарный синдром, инфаркт миокарда, нестабильную стенокардию, рефрактерную стенокардию, тромбоз, вызванный посттромболитической терапией или коронарной ангиопластикой, острый ишемический цереброваскулярный синдром, эмболический инсульт, тромботический инсульт, преходящие ишемические приступы, венозный тромбоз, глубокий венозный тромбоз, легочную эмболию, коагулопатию, диссеминированное внутрисосудистое свертывание, тромбоцитопенический акроангиотромбоз, облитерирующий тромбангиит, тромбозные заболевания, связанные с гепариноиндуцированной тромбоцитопенией, тромбические осложнения, связанные с искусственным кровообращением, тромбические осложнения, связанные с протезными устройствами.In certain particular embodiments, the invention relates to the prophylaxis and / or treatment of mammalian conditions characterized by unwanted thrombosis, which are acute coronary syndrome, myocardial infarction, unstable angina pectoris, refractory angina pectoris, thrombosis caused by post-thrombolytic therapy or coronary angioplasty, acute ischemic cerebral artery syndrome stroke, thrombotic stroke, transient ischemic attacks, venous thrombosis, deep venous thrombosis, pulmonary embolus, coagulopathy, disseminated intravascular coagulation, thrombotic thrombocytopenic purpura, thromboangiitis obliterans, thrombotic disease associated with geparinoindutsirovannoy thrombocytopenia, thrombotic complications associated with extracorporeal circulation, thrombotic complications associated with prosthetic devices.

При осуществлении изобретения достигаются следующие технические результаты:When carrying out the invention, the following technical results are achieved:

- разработана форма антитромбинового ДНК аптамера RA-36, обеспечивающая его стабильность в кровотоке при введении человеку или животным. Данная форма обладает как высокой специфичностью к тромбину, приводящей к его эффективному функциональному ингибированию, так и низкой токсичностью при введении животным. Это позволяет прогнозировать успешное использование данной формы в качестве лекарственного средства.- a form of antithrombin DNA of aptamer RA-36 was developed, which ensures its stability in the bloodstream when administered to humans or animals. This form has both high specificity for thrombin, leading to its effective functional inhibition, and low toxicity when administered to animals. This allows us to predict the successful use of this form as a medicine.

- разработан новый эффективный способ ингибирования активности тромбина, имеющий потенциальную применимость в клинической практике.- A new effective method for inhibiting the activity of thrombin has been developed, which has potential applicability in clinical practice.

Определения и терминыDefinitions and Terms

В описании данного изобретения термины «включает» и «включающий» интерпретируются как означающие «включает, помимо всего прочего». Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».In the description of the present invention, the terms “includes” and “including” are interpreted as meaning “includes, inter alia,”. These terms are not intended to be construed as “consists of only”.

Термин «нуклеотид» обозначает химические соединения, являющиеся составляющими частями нуклеиновых кислот (ДНК или РНК). Нуклеотиды состоят из азотистых оснований, которые соединяются ковалентной связью с 1' атомом рибозы или дезоксирибозы (образуя нуклеозиды), а также дополнительно соединены с одной или несколькими фосфатными группами, прикрепленными к 5'-гидроксильной группе сахара. Основные азотистые основания, входящие в состав ДНК или РНК, это цитозин (С), гуанин (G), аденин (А), тимин (Т) и урацил (U). Соединения, состоящие из небольшого числа нуклеотидов, называются олигонуклеотидами.The term "nucleotide" refers to chemical compounds that are constituent parts of nucleic acids (DNA or RNA). Nucleotides consist of nitrogen bases which are covalently linked to a 1 'ribose or deoxyribose atom (forming nucleosides) and are additionally linked to one or more phosphate groups attached to the 5'-hydroxyl group of sugar. The main nitrogenous bases that make up DNA or RNA are cytosine (C), guanine (G), adenine (A), thymine (T) and uracil (U). Compounds consisting of a small number of nucleotides are called oligonucleotides.

Под «стабилизирующими модификациями» следует понимать модификации аптамерного олигонуклеотида, приводящие к увеличению его стабильности при введении человеку или животному; например, приводящие к стабилизации структуры или увеличению времени нахождения в кровотоке. Подобные модификации нуклеотидов, описанные в литературе, включают модификации азотистых оснований, модификации сахарных групп или модификации фосфатных групп. Например, модификации азотистых оснований могут включать в себя присоединение электрофильных групп к цитозину (5-бромоцитозин и др.) и урацилу (5-бромоурацил и др.); модификации сахарных групп могут включать в себя различные аналоги Сахаров; модификации фосфатных групп могут включать в себя, например, образование тиофосфатов. Нуклеотиды внутри аптамера могут быть соединены как обычными фосфодиэфирными связями, так и другими, неприродными связями, например, для обеспечения стабильности ДНК аптамера в присутствии нуклеаз. Эти и другие модификации, а также способы их синтеза, подробно описаны в литературе, например, в патенте ЕР 2640426, а также в ссылках из этого патента.By “stabilizing modifications” is meant modifications of the aptamer oligonucleotide, leading to an increase in its stability when administered to a human or animal; for example, leading to stabilization of the structure or an increase in residence time in the bloodstream. Similar nucleotide modifications described in the literature include nitrogen base modifications, sugar group modifications, or phosphate group modifications. For example, modifications of nitrogen bases may include the addition of electrophilic groups to cytosine (5-bromocytosine and others) and uracil (5-bromouracil and others); modifications of sugar groups may include various sugar analogues; modifications of phosphate groups may include, for example, the formation of thiophosphates. Nucleotides within the aptamer can be connected either by conventional phosphodiester bonds or by other non-natural bonds, for example, to ensure the stability of the aptamer DNA in the presence of nucleases. These and other modifications, as well as methods for their synthesis, are described in detail in the literature, for example, in patent EP 2640426, as well as in the references from this patent.

Термин «аптамер» обозначает одноцепочечные олигонуклеотидные последовательности (длиной до 100 нуклеотидов), которые могут специфически распознавать и связываться с определенными молекулами-мишенями (обычно белками).The term “aptamer” refers to single-stranded oligonucleotide sequences (up to 100 nucleotides in length) that can specifically recognize and bind to specific target molecules (usually proteins).

Термин «полиэтиленгликоль» или «ПЭГ» обозначает линейный или разветвленный полимер этиленгликоля молекулярной массы от 5000 дальтон до 150000 дальтон.The term “polyethylene glycol” or “PEG” means a linear or branched ethylene glycol polymer having a molecular weight of from 5,000 daltons to 150,000 daltons.

Термин «фармацевтически приемлемый носитель, растворитель и/или наполнитель» относится к таким носителям, растворителям и/или наполнителям, которые, являясь неактивными ингредиентами, в рамках проведенного медицинского заключения, пригодны для использования в контакте с тканями человека и животных без излишней токсичности, раздражения, аллергической реакции и т.д. и отвечают разумному соотношению пользы и риска. «Неактивные ингредиенты» входят в состав лекарственного средства для улучшения его растворимости и/или стабильности, а также для улучшения фармакокинетики. Неактивные ингредиенты включают в себя множество веществ, известных специалистам в области фармацевтики, таких как вещества для контроля рН или осмотического давления, антибактериальные агенты, антиоксиданты, поверхностно активные вещества (например, полисорбат 20 или 80), криостабилизаторы, консерванты, растворители, загустители, наполнители, носители (микро- или нано-частицы) и другие вещества.The term "pharmaceutically acceptable carrier, solvent and / or excipient" refers to such carriers, solvents and / or excipients that, being inactive ingredients, within the framework of a medical opinion, are suitable for use in contact with human and animal tissues without undue toxicity, irritation allergic reaction, etc. and meet a reasonable balance of benefits and risks. "Inactive ingredients" are part of the drug to improve its solubility and / or stability, as well as to improve pharmacokinetics. Inactive ingredients include a variety of substances known to those skilled in the pharmaceutical arts, such as pH or osmotic pressure control agents, antibacterial agents, antioxidants, surfactants (e.g., Polysorbate 20 or 80), cryostabilizers, preservatives, solvents, thickeners, fillers , carriers (micro- or nano-particles) and other substances.

Под названием «RA-36» следует понимать ДНК аптамер с последовательностью 5'-GGTTGGTGTGGTTGGTGGTTGGTGTGGTTGG-3', в то время как «RA-361» определяет специфически модифицированный вариант ДНК аптамера RA-36, фрагмент структуры которого показан на Рис. 1. RA-361 представляет собой один из возможных вариантов осуществления изобретения, в котором модификация аптамера RA-36 произошла путем замены тимина в позиции 16 на 5-[N-(6-аминогексил)-3-(Е)-акриламидо]-2'-деоксиуридин, за которой последовало присоединение в позиции 16 N-сукцинимидной производной молекулы ПЭГ с молекулярной массой 20 кДа.By the name "RA-36" is meant a DNA aptamer with the sequence 5'-GGTTGGTGTGGTTGGTGGTTGGTGTGGTTGG-3 ', while "RA-361" defines a specifically modified variant of the RA-36 aptamer, a fragment of the structure of which is shown in Fig. 1. RA-361 is one of the possible embodiments of the invention in which the modification of the aptamer RA-36 occurred by replacing the thymine at position 16 with 5- [N- (6-aminohexyl) -3- (E) -acrylamido] -2 '-deoxyuridine, followed by the addition at position 16 of an N-succinimide derivative of a PEG molecule with a molecular weight of 20 kDa.

Если не определено отдельно, технические и научные термины в данной заявке имеют стандартные значения, общепринятые в научной и технической литературе.Unless defined separately, technical and scientific terms in this application have standard meanings generally accepted in the scientific and technical literature.

Краткое описание рисунковBrief Description of Drawings

Рис. 1. Участок химической структуры -GU(PEG)G- модифицированного аптамера RA-361, показывающий способ присоединения ПЭГ.Fig. 1. The site of the chemical structure -GU (PEG) G- modified aptamer RA-361, showing the method of attaching PEG.

Рис. 2. (А) Зависимость протромбинового времени от концентрации ДНК аптамера RA-361 в плазме человека и животных. (Б) Зависимость протромбинового времени от концентрации препарата сравнения Бивалирудина в плазме человека и животных.Fig. 2. (A) The dependence of prothrombin time on the concentration of DNA of aptamer RA-361 in human and animal plasma. (B) Dependence of prothrombin time on the concentration of Bivalirudin comparison drug in human and animal plasma.

Рис. 3. (А) Зависимость параметра протромбиновое время in vitro на плазме человека от концентрации аптамера. Сплошным отмечен аптамер RA-36. Пунктиром отмечен аптамер RA-361. (Б) Зависимость параметра тромбиновое время in vitro на плазме человека от концентрации аптамера. Сплошным отмечен аптамер RA-36. Пунктиром отмечен аптамер RA-361.Fig. 3. (A) The dependence of the parameter prothrombin time in vitro in human plasma on the concentration of aptamer. The aptamer RA-36 is solid. The dotted line indicates the aptamer RA-361. (B) In vitro thrombin time parameter dependence in human plasma on aptamer concentration. The aptamer RA-36 is solid. The dotted line indicates the aptamer RA-361.

Рис. 4. (А) Динамика массы тела крыс после внутривенного однократного введения лекарственной формы препарата «пегилированный олигонуклеотид RA-361» в дозе 84 мг/кг. Пунктиром отмечена контрольная группа. (Б) Динамика массы тела мышей после внутрибрюшинного однократного введения препарата «пегилированный олигонуклеотид RA-361» в дозе 500 мг/кг. Пунктиром отмечена контрольная группа.Fig. 4. (A) Dynamics of rats' body weight after a single intravenous administration of the “pegylated oligonucleotide RA-361” dosage form at a dose of 84 mg / kg. The dashed line indicates the control group. (B) Dynamics of body weight of mice after intraperitoneal single administration of the drug “pegylated oligonucleotide RA-361” at a dose of 500 mg / kg The dashed line indicates the control group.

Рис. 5. Результат ВЭЖХ-анализа образца реакционной смеси реакции конъюгации синтезированного исходного аминопроизводного RA-36 с N-сукцинимидным эфиром ПЭГ молекулярной массой 20 кДа при образовании модифицированного аптамера RA-361.Fig. 5. The result of the HPLC analysis of a sample of the reaction mixture of the conjugation reaction of the synthesized starting amino derivative RA-36 with PEG N-succinimide ester with a molecular weight of 20 kDa during the formation of the modified RA-361 aptamer.

Подробное раскрытие изобретенияDetailed Disclosure of Invention

Несмотря на то, что примеры ДНК аптамеров к тромбину известны уже около 20 лет, их практическое продвижение в медицинскую практику сдерживается рядом факторов, и в настоящее время клинически одобренных препаратов на основе ДНК аптамеров к тромбину не существует. Например, аптамеры первого поколения ARC183 и ACR2172 успешно прошли стадии доклинических испытаний в США, но были остановлены на стадии клинических испытаний. Исходя из экспериментальных данных, накопленных авторами изобретения, основной причиной приостановки продвижения этих аптамеров могла быть проблема правильной сборки G-квадруплексного фармакофора с дополнительными дуплексными модулями. Авторами изобретения была разработана новая конструкция модульного бивалентного ДНК аптамера (использованная в аптамере RA-36 и модифицированном RA-361), которая имеет вместо дуплекса второй G-квадруплексный фармакофор. Значимым преимуществом данной конструкции является быстрая, самопроизвольная сборка, которая определяется его уникальной структурой. Авторы изобретения имеют патенты на дополнительные факторы стабилизации фармакофора (дуплексные элементы), например, RU 2429293.Despite the fact that examples of DNA of aptamers to thrombin have been known for about 20 years, their practical promotion in medical practice is hindered by a number of factors, and there are currently no clinically approved drugs based on DNA of aptamers to thrombin. For example, the first-generation aptamers ARC183 and ACR2172 successfully passed preclinical trials in the United States, but were stopped at the clinical trials stage. Based on the experimental data accumulated by the inventors, the main reason for the suspension of the advancement of these aptamers could be the problem of the correct assembly of the G-quadruplex pharmacophore with additional duplex modules. The inventors have developed a new design of modular bivalent DNA aptamer (used in aptamer RA-36 and modified RA-361), which has a second G-quadruplex pharmacophore instead of duplex. A significant advantage of this design is a quick, spontaneous assembly, which is determined by its unique structure. The inventors have patents for additional factors stabilizing the pharmacophore (duplex elements), for example, RU 2429293.

Для создания эффективных лекарственных препаратов на основе ДНК аптамеров необходимо, чтобы соответствующая фармацевтическая композиция обладала стабильностью, достаточной для его клинического приготовления, краткосрочного хранения и применения. Химические модификации в специфических местах антитромбинового ДНК аптамера RA-36 и последующее присоединение молекулы ПЭГ позволяют получить набор антитромбиновых аптамеров с улучшенными характеристиками. Места модификации, описанные ниже, были отобраны путем тщательного экспериментального тестирования. Характерной особенностью данного изобретения является присоединение молекулы ПЭГ к модифицированным нуклеотидам аптамера, находящимся в центральной области молекулы аптамера, в то время как у большинства ранее описанных аналогов присоединение происходило по концевым нуклеотидам. Возможность присоединения молекулы ПЭГ к центральной области молекулы аптамера обеспечивается, в частности, модульной структурой аптамера RA-36.To create effective drugs based on DNA aptamers, it is necessary that the corresponding pharmaceutical composition possess stability sufficient for its clinical preparation, short-term storage and use. Chemical modifications in specific places of the antithrombin DNA of the RA-36 aptamer and the subsequent addition of the PEG molecule make it possible to obtain a set of antithrombin aptamers with improved characteristics. The modification sites described below were selected through rigorous experimental testing. A characteristic feature of this invention is the attachment of the PEG molecule to the modified nucleotides of the aptamer located in the central region of the aptamer molecule, while in most of the previously described analogues, the attachment occurred at the terminal nucleotides. The possibility of attaching a PEG molecule to the central region of the aptamer molecule is provided, in particular, by the modular structure of the RA-36 aptamer.

Ключевыми характеристиками лекарственного препарата на основе антитромбинового ДНК аптамера являются: (1) высокая специфическая активность (ингибирование) по отношению тромбину человека; (2) улучшенные фармакокинетические свойства - достаточно большое время нахождения в кровотоке; (3) низкая токсичность препарата при введении человеку и животным; (4) возможность производства препарата в значительных количествах, достаточных для проведения клинических исследований.The key characteristics of a drug based on antithrombin aptamer DNA are: (1) high specific activity (inhibition) against human thrombin; (2) improved pharmacokinetic properties - a sufficiently large time spent in the bloodstream; (3) low toxicity of the drug when administered to humans and animals; (4) the possibility of producing the drug in significant quantities sufficient for clinical trials.

Нижеследующие примеры приведены в целях раскрытия характеристик настоящего изобретения и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения.The following examples are provided in order to disclose the characteristics of the present invention and should not be construed as in any way limiting the scope of the invention.

Исследование эффективности ингибирования тромбинаThrombin Inhibition Efficiency Study

Для анализа эффективности ингибирования тромбина аптамером RA-36 и его модифицированным вариантом RA-361 была исследована их антикоагулянтная активность в стандартных лабораторных тестах «Протромбиновое время» и «Тромбиновое время». Протромбиновое время (ПВ) отображает ингибирование тромбина, который генерируется плазмой, и позволяет оценить активность факторов свертывания I, II, V, VII и X (оценка внешнего пути свертывания крови и системы гемостаза в целом). Тромбиновый тест показывает время, необходимое для образования сгустка фибрина в плазме при добавлении к ней тромбина. Этот тест характеризует кинетику конечного этапа свертывания крови - скорость превращения фибриногена в фибрин. Тромбиновое время (ТВ) зависит только от концентрации фибриногена и активности ингибиторов тромбина.To analyze the effectiveness of thrombin inhibition by the RA-36 aptamer and its modified variant RA-361, their anticoagulant activity was studied in standard laboratory tests “Prothrombin time” and “Thrombin time”. Prothrombin time (PV) reflects the inhibition of thrombin, which is generated by plasma, and allows us to evaluate the activity of coagulation factors I, II, V, VII, and X (assessment of the external coagulation pathway and the hemostasis system as a whole). The thrombin test shows the time required for the formation of a fibrin clot in the plasma when thrombin is added to it. This test characterizes the kinetics of the final stage of blood coagulation - the rate of conversion of fibrinogen to fibrin. Thrombin time (TB) depends only on the concentration of fibrinogen and the activity of thrombin inhibitors.

Для проведения теста «Протромбиновое время» был использован набор реагентов «Thromborel S» компании "Dade Behring"; для проведения теста «Тромбиновое время» был использован набор реагентов «Test Thrombin Reagenb компании "Sigma", оба в соответствии с инструкцией производителя. Данные показатели определяли в цитратной плазме крови лабораторных животных, которым были введены исследуемый препарат, либо препарат сравнения, либо физиологический раствор (контрольная группа). В качестве препарата сравнения был использован клинически применяемый пептидный ингибитор тромбина Ангиокс (Бивалирудин). Проведение теста протромбинового и тромбинового времени осуществляли следующим образом. Отбирали 50 мкл исследуемого образца цитратной плазмы в пластиковую кювету коагулометра, выдерживали 60 секунд при 37°С, прибавляли 100 мкл рабочего раствора реактива для проведения теста протромбинового или тромбинового времени, прогретого при 37°С. Измеряли время свертывания исследуемого образца плазмы на коагулометре, оснащенном программным обеспечением для определения обсуждаемых показателей.To carry out the test “Prothrombin time”, a set of reagents “Thromborel S” of the company “Dade Behring” was used; for the test "Thrombin time" was used a set of reagents "Test Thrombin Reagenb company" Sigma ", both in accordance with the manufacturer's instructions. These indicators were determined in the citrated blood plasma of laboratory animals to which the study drug was administered, either a comparison drug or physiological saline (control group). The clinically used peptide thrombin inhibitor Angiox (Bivalirudin) was used as a comparison drug. The test prothrombin and thrombin time was carried out as follows. 50 μl of the test sample of citrate plasma was taken into a plastic coagulometer cuvette, held for 60 seconds at 37 ° C, 100 μl of the working solution of the reagent was added to test the prothrombin or thrombin time heated at 37 ° C. The clotting time of the studied plasma sample was measured on a coagulometer equipped with software for determining the parameters under discussion.

На Рис. 2 показана зависимость протромбинового времени от концентрации ДНК аптамера RA-361 в плазме человека и животных. RA-361 способен значительно удлинять время образования фибрина после генерации эндогенного тромбина в нормальной человеческой плазме и плазме животных. На том же рисунке приведены аналогичные данные для препарата сравнения. Из этих данных следует значительно более высокая специфическая активность RA-361 по отношению тромбину человека по сравнению с тромбинами животных. На Рис. 3 показано сравнение немодифицированного (RA-36) и модифицированного (RA-361) ДНК аптамеров в функциональных тестах по измерению ПВ и ТВ. Из этих данных следует, что модификация RA-36, включающая в себя замену нуклеотида и присоединение молекулы ПЭГ, не влияет на функциональную активность ДНК аптамера.In Fig. Figure 2 shows the dependence of prothrombin time on the concentration of DNA of aptamer RA-361 in human and animal plasma. RA-361 is able to significantly lengthen fibrin formation time after the generation of endogenous thrombin in normal human and animal plasma. The same figure shows similar data for the comparison drug. From these data, a significantly higher specific activity of RA-361 with respect to human thrombin compared with animal thrombin follows. In Fig. Figure 3 shows a comparison of unmodified (RA-36) and modified (RA-361) aptamer DNA in functional tests for measuring PV and TB. From these data it follows that the RA-36 modification, which includes the replacement of the nucleotide and the addition of the PEG molecule, does not affect the functional activity of the aptamer DNA.

Исследование фармакокинетических свойств модифицированного аптамера RA-361 в сравнении с аптамером RA-36Study of the pharmacokinetic properties of the modified aptamer RA-361 in comparison with the aptamer RA-36

ДНК аптамеры против тромбина первого поколения характеризуются очень коротким (не более нескольких минут) временем жизни в кровотоке (Griffin LC et al., Blood 1993, v. 12, p. 3271-3276). Размер аптамера имеет критическое значение для его удержания в кровотоке: при молекулярной массе 30000 Да и выше замедляется его пассивное выведение через почки.DNA aptamers against first-generation thrombin are characterized by a very short (not more than a few minutes) lifetime in the bloodstream (Griffin LC et al., Blood 1993, v. 12, p. 3271-3276). The size of the aptamer is critical for its retention in the bloodstream: with a molecular mass of 30,000 Yes and above, its passive excretion through the kidneys slows down.

Для исследования увеличения времени нахождения в кровотоке пегилированного аптамера RA-361 в сравнении с исходным аптамером RA-36 использовали однократное внутривенное введение данных препаратов крысам. Животным, с предварительно вживленными катетерами и адаптированным к содержанию в метаболических камерах, однократно натощак вводили аптамер RA-361 или RA-36, меченые фосфором, внутривенно через боковые вены хвоста. Через 1, 3, 7, 15, 30, 60, 90 мин, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 24, 48 ч после введения вещества проводили отбор пробы крови крыс через катетеры. Образцы мочи и кала собирали за интервалы 0-2, 2-4, 4-6, 6-8, 8-12, 12-16, 16-24, 24-36, 36-48 ч. Концентрацию RA-361 в собранных образцах определяли радиометрическим методом жидкостного сцинтилляционного счета. Измерения проводили для 7 крыс. В других экспериментах оценивали также линейность фармакокинетики RA-361 и RA-36 в крови крыс после его однократного внутривенного введения, а также распределение RA-361 и RA-36 по органам и тканям.To study the increase in the time spent in the bloodstream of the pegylated aptamer RA-361 in comparison with the original aptamer RA-36, a single intravenous administration of these drugs to rats was used. Animals with pre-implanted catheters and adapted to the content in the metabolic chambers were administered an aptamer RA-361 or RA-36, labeled with phosphorus, intravenously through the lateral veins of the tail once on an empty stomach. After 1, 3, 7, 15, 30, 60, 90 min, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 24, 48 hours after administration of the substance, blood samples of rats were taken through catheters. Urine and stool samples were collected at intervals of 0-2, 2-4, 4-6, 6-8, 8-12, 12-16, 16-24, 24-36, 36-48 hours. Concentration of RA-361 in the collected samples were determined by the radiometric method of liquid scintillation counting. Measurements were performed for 7 rats. Other experiments also evaluated the linearity of the pharmacokinetics of RA-361 and RA-36 in rat blood after a single intravenous administration, as well as the distribution of RA-361 and RA-36 over organs and tissues.

Экспериментальные данные показывают существенное изменение фармакокинетических показателей RA-361 в сравнении с RA-36. Период полураспределения RA-361 составил 7.3±0.8 мин. с доверительным интервалом 95% - 3.9-9.1 мин., в то время как период полураспределения для RA-36 составил 0.99 мин с доверительным интервалом 95% - 0.77-1.4 мин. Период полувыведения RA-361 составил 7.6±1.5 часов с доверительным интервалом 95% - 4.6-10.5 ч, в то время как период полувыведения для RA-36 составил 23 мин, доверительный интервал 95% - 18.45-31.93. Особенностью фармакокинетики RA-36 являлось также то, что уже через 3 мин. после внутривенного ведения в мочевом пузыре животных обнаруживалась высокая концентрация радиоактивного фосфора, что свидетельствовало о интенсивном энзиматическом расщеплении RA-36 и выведении меченных фрагментов почками. Таким образом, экспериментальные данные подтверждают значительное повышение стабильности пегилированного аптамера RA-361.Experimental data show a significant change in the pharmacokinetic parameters of RA-361 compared with RA-36. The half-life of RA-361 was 7.3 ± 0.8 minutes. with a confidence interval of 95% - 3.9-9.1 minutes, while the half-life for RA-36 was 0.99 minutes with a confidence interval of 95% - 0.77-1.4 minutes. The half-life of RA-361 was 7.6 ± 1.5 hours with a confidence interval of 95% - 4.6-10.5 hours, while the half-life for RA-36 was 23 minutes, the confidence interval of 95% was 18.45-31.93. A feature of the pharmacokinetics of RA-36 was also that after 3 minutes. after intravenous administration, a high concentration of radioactive phosphorus was detected in the bladder of animals, indicating an intensive enzymatic cleavage of RA-36 and excretion of labeled fragments by the kidneys. Thus, experimental data confirm a significant increase in the stability of the pegylated aptamer RA-361.

Исследование токсичности RA-361 на лабораторных животныхToxicity study of RA-361 in laboratory animals

(А) Изучение острой токсичности RA-361 на мышах и крысах(A) Study of acute toxicity of RA-361 in mice and rats

Для установления доз, характеризующих токсичность аптамера RA-361, препарат вводили однократно внутривенно в максимально высокой концентрации и максимальном объеме, разрешенном для подкожного введения мышам SHK (1 мл) и крысам Wistar (10 мл). Доза препарата при этом для мышей составила 125 мг/кг и была определена как доза, равная 20 терапевтическим дозам для человека, для крыс - 85 мг/кг и была определена как доза, равная 12 терапевтическим дозам для человека. Внутрибрюшинно препарат вводили в максимально допустимых объемах - мышам по 1,0 мл, крысам по 5,0 мл. При этом доза для мышей составила 500 мг/кг и была определена как 80-кратная терапевтическая доза для человека, для крыс доза составила 450 мг/кг и была определена как 72-кратная терапевтическая доза для человека. После введения препарата за состоянием и поведением животных следили на протяжении 30 дней. После введения препарата состояние и поведение животных не изменялось. Животные хорошо перенесли введение препарата. Гибели подопытных животных не наблюдалось. Прирост массы тела подопытных мышей и крыс не отличался от животных контрольной группы (Рис. 4). Дозы, характеризующие токсичность препарата рассчитать не представляется возможным, так как не удалось достигнуть смертельных доз препарата. После эвтаназии на 30 сутки эксперимента при макроскопическом исследовании внутренних органов экспериментальных животных, получивших однократно внутривенно и внутрибрюшинно пегилированный олигонуклеотид RA-361 в максимально возможных объемах, различий в состоянии внутренних органов (тимус, сердце, селезенка, почка и печень) по сравнению с контрольной группой не было обнаружено.To establish doses characterizing the toxicity of aptamer RA-361, the drug was administered once intravenously at the highest concentration and maximum volume allowed for subcutaneous administration to SHK mice (1 ml) and Wistar rats (10 ml). The dose of the drug for mice was 125 mg / kg and was determined as a dose equal to 20 therapeutic doses for humans, for rats - 85 mg / kg and was determined as a dose equal to 12 therapeutic doses for humans. The drug was administered intraperitoneally in the maximum allowable volumes — 1.0 ml for mice and 5.0 ml for rats. The dose for mice was 500 mg / kg and was defined as an 80-fold therapeutic dose for humans, for rats the dose was 450 mg / kg and was defined as a 72-fold therapeutic dose for humans. After the introduction of the drug, the state and behavior of the animals was monitored for 30 days. After the introduction of the drug, the condition and behavior of the animals did not change. Animals well tolerated the introduction of the drug. The death of experimental animals was not observed. The weight gain of the experimental mice and rats did not differ from the animals of the control group (Fig. 4). Doses characterizing the toxicity of the drug is not possible to calculate, since it was not possible to achieve lethal doses of the drug. After euthanasia on the 30th day of the experiment, a macroscopic examination of the internal organs of experimental animals that received once intravenously and intraperitoneally pegylated oligonucleotide RA-361 in the maximum possible volumes, differences in the state of internal organs (thymus, heart, spleen, kidney and liver) compared with the control group not found.

(Б) Изучение хронической токсичности RA-361 на крысах.(B) A study of the chronic toxicity of RA-361 in rats.

Дополнительное исследование токсикологической безопасности RA-361 в хроническом опыте проводилось на половозрелых крысах Wistar, самцах и самках. Исследования проведены с использованием визуального, инструментального и лабораторного контроля за состоянием животных, современных гематологических, биохимических и морфологических методов оценки действия препаратов в соответствии с «Руководством по проведению доклинических исследований лекарственных средств» под редакцией Миронова А.Н. При изучении хронической токсичности крысам самцам и самкам в течение 7 дней производили ежедневное внутривенное введение испытуемого препарата в разовых дозах 4,5 мг/кг (1 терапевтическая доза для человека) и 22,5 мг/кг (пятикратная терапевтическая доза для человека). За время введения препарата, а также в течение 15 суток после прекращения введения препарата, гибели крыс не наблюдалось ни в одной из групп экспериментальных и контрольных животных. Животные подопытных групп хорошо переносили введения препарата. Ежедневное введение препарата в течение 7 дней в испытанных дозах не оказывало статистически значимого влияния на потребление крысами корма и воды, а также изменение массы тела. Биохимические показатели сыворотки крови во всех подопытных группах не отличались от контроля. Эти и другие проведенные исследования позволяют заключить, что препарат RA-361 в использованных концентрациях является малотоксичным.An additional toxicological safety study of RA-361 in a chronic experiment was carried out on sexually mature Wistar rats, males and females. The studies were carried out using visual, instrumental and laboratory monitoring of the condition of animals, modern hematological, biochemical and morphological methods for evaluating the effects of drugs in accordance with the “Guidelines for conducting preclinical studies of drugs” edited by A. Mironov. When studying chronic toxicity in rats, males and females performed daily intravenous administration of the test drug in single doses of 4.5 mg / kg (1 therapeutic dose for humans) and 22.5 mg / kg (five-fold therapeutic dose for humans) for 7 days. During the administration of the drug, as well as within 15 days after the cessation of drug administration, the death of rats was not observed in any of the groups of experimental and control animals. Animals of the experimental groups tolerated the administration of the drug. Daily administration of the drug for 7 days in the tested doses did not have a statistically significant effect on rats' intake of food and water, as well as changes in body weight. Biochemical parameters of blood serum in all experimental groups did not differ from the control. These and other studies have concluded that the drug RA-361 in the used concentrations is low toxic.

Масштабирование процесса синтеза RA-361Scaling of the synthesis process RA-361

Для оптимизации и масштабирования технологии получения препарата RA-361 налажен процесс синтеза аминопроизводного олигонуклеотида с помощью высокопроизводительного синтезатора AKTA oligopilot plus 100 и проточного колоночного картриджа с фиксированным объемом 6,3 мл (Column Reactor 6.3 ml, prod code 18-1101-13) с последующей депротекцией, очисткой полученного аминопроизводного препаративной хроматографией, получением и очисткой конъюгата. Использованный подход применялся для наработки препарата для проведения доклинических испытаний аптамера RA-361. Основным этапом масштабирования является процесс твердофазного синтеза. Синтезируемая нуклеотидная последовательность аминопроизводного на 58% является G-богатой, оставшуюся часть последовательности составляют dT-нуклеотиды. Данная последовательность может в ряде случаев усложнять процесс синтеза из-за низкой эффективности конденсации dG-нуклеотида, а также чувствительность dT-богатых последовательностей к модификации во время процедуры депротекции, вызванной реакцией акрилонитрила с N3-позицией dT-остатков. Снижение эффективности конденсации dG-мономера, в частности, связано с тем, что связанные с носителем и защищенные dG-богатые олигомеры предрасположены к агрегации, а также к снижению растворимости олигонуклеотида в ацетонитриле после достижения определенной длины и/или соотношения типа оснований в последовательности, вызывающих сложность к доступу 5'-ОН-гидроксильной группы. Эти особенности в общем случае вызывают снижение выхода целевого продукта и увеличение содержания примесей олигонуклеотидной природы, в том числе и продуктов модификации основной последовательности. Выбор подходящих составов рабочих реагентов и оптимизация параметров процесса синтеза позволяет значительно снизить влияние негативных факторов на качество получаемого продукта. Для синтеза аминомодифицированного олигонуклеотида использовался коммерческий полимерный носитель Primer Support 200 dG-iBu Synth (200±10 μmol/g, cat no. 17-5290-02, далее в тексте PS 200 dG) компании GE Healthcare, аналогично может быть использованы полимерный носитель NittoPhase®HL (200±10 μmol/g, Standard Deoxy dG-Base Loaded) компании Kinovate Life Sciences, Inc., a также полимерные носители повышенной нагрузки производства других компаний и HybCPG™ носитель с dG-dmf-лигандом (code DGF Y-150,150±10 μmol/g) от PrimeSynthesis. Использование PS 200 dG при синтезе олигонуклеотидов, чья длина превышает 30 нуклеотидов, требует увеличения количества растворителей и реагентов на этапах промывки проточного реактора и детритилирования, в особенности на последних этапах синтеза для инициирования полного протекания реакции детритилирования. После этапа конъюгации аминомодифицированного dT-цианоэтил-фосфорамидита следует свести до минимума (или полностью исключить) этап кэппирования для снижения риска ацилирования первичной аминогруппы аминолинкера. Так как данная нуклеотидная вставка с аминолинкером расположена в 16-ой позиции последовательности, во второй половине синтеза этап кэппирования пропускается (15 циклов конденсации мономеров), что приводит к снижению выхода целевой нуклеотидной последовательности и увеличения в пределах допустимого количества примесей «недосинтеза» при тщательной оптимизации этапов депротекции и конденсации. Для предотвращения миграции ацильной группы с экзоциклической аминогруппы (dG-iBu на полимерном носителе) на аминогруппу линкерного нуклеотида, также после синтеза необходимо обрабатывать синтезированную последовательность перед депротекцией и отщепления от PS-носителя 20% раствором N,N-диалкиламином (например, диэтиламином в ацетонитриле), что увеличивает стабильность при хранении синтезированного олигонуклеотида на PS-носителе. Подобная обработка также удаляет цианоэтильную защитную группу, которая может приводить к пришивке молекул акрилонитрила к N3-атому тимидина при депротекции данного основания. Находящаяся на аминолинкере TFA-защитная группа (TFA-трифторацетильная, лабильная в основных условиях, т.о. удаляющая в процессе депротекции результирующей последовательности) сокращает стабильность материала во время хранения на носителе после синтеза, а также является относительно восприимчивой к побочным реакциям по механизму трансацилирования во время синтеза. Процесс синтеза рабочей нуклеотидной последовательности аминомодифицированного производного [5' - GGT TGG TGT GGT TGG 16-pos/iAmMC6T/ GG TTG GTG TGG TTG G - 3'] подобен синтезу на автоматизированном синтезаторе MerMade 48 компании BioAutomation (далее ММ48) с использованием стандартных реагентов и параметров процесса синтеза.To optimize and scale the production technology of RA-361, the synthesis of an amino derivative oligonucleotide using a high-performance synthesizer AKTA oligopilot plus 100 and a flow-through column cartridge with a fixed volume of 6.3 ml (Column Reactor 6.3 ml, prod code 18-1101-13) followed by deprotection, purification of the obtained amino derivative by preparative chromatography, preparation and purification of the conjugate. The approach used was used to develop the drug for preclinical trials of aptamer RA-361. The main stage of scaling is the process of solid-phase synthesis. The synthesized nucleotide sequence of the amino derivative is 58% G-rich, the remainder of the sequence is dT nucleotides. This sequence may in some cases complicate the synthesis process due to the low condensation efficiency of the dG nucleotide, as well as the sensitivity of dT-rich sequences to modification during the deprotection procedure caused by the reaction of acrylonitrile with the N3 position of dT residues. The decrease in the condensation efficiency of the dG monomer, in particular, is due to the fact that the carrier-bound and protected dG-rich oligomers are prone to aggregation, as well as to a decrease in the solubility of the oligonucleotide in acetonitrile after reaching a certain length and / or base type ratio in the sequence causing difficulty access 5'-OH-hydroxyl group. These features generally cause a decrease in the yield of the target product and an increase in the content of impurities of an oligonucleotide nature, including products of modification of the main sequence. The selection of suitable compositions of working reagents and optimization of the parameters of the synthesis process can significantly reduce the influence of negative factors on the quality of the resulting product. For the synthesis of an amine-modified oligonucleotide, the commercial polymer carrier Primer Support 200 dG-iBu Synth (200 ± 10 μmol / g, cat no. 17-5290-02, hereinafter referred to as PS 200 dG) from GE Healthcare was used, the NittoPhase polymer carrier can be used similarly ®HL (200 ± 10 μmol / g, Standard Deoxy dG-Base Loaded) from Kinovate Life Sciences, Inc., as well as high-density polymer carriers from other companies and HybCPG ™ media with dG-dmf ligand (code DGF Y-150,150 ± 10 μmol / g) from PrimeSynthesis. The use of PS 200 dG in the synthesis of oligonucleotides whose length exceeds 30 nucleotides requires an increase in the number of solvents and reagents at the stages of washing the flow reactor and detritylation, especially at the last stages of synthesis, to initiate the complete occurrence of the detritylation reaction. After the conjugation step of amino-modified dT-cyanoethyl phosphoramidite, the capping step should be minimized (or completely eliminated) to reduce the risk of acylation of the primary amino group of the aminolinker. Since this nucleotide insert with an aminolinker is located in the 16th position of the sequence, in the second half of the synthesis, the capping step is skipped (15 cycles of monomer condensation), which leads to a decrease in the yield of the target nucleotide sequence and an increase in the amount of “undersynthesis” of impurities with careful optimization stages of deprotection and condensation. To prevent the migration of the acyl group from the exocyclic amino group (dG-iBu on a polymer carrier) to the amino group of the linker nucleotide, it is also necessary to process the synthesized sequence before deprotection and cleavage from the PS carrier with a 20% solution of N, N-dialkylamine (for example, diethylamine in acetonitrile ), which increases the storage stability of the synthesized oligonucleotide on a PS carrier. A similar treatment also removes the cyanoethyl protecting group, which can lead to the sewing of acrylonitrile molecules to the thymidine N3 atom during deprotection of this base. The TFA-protecting group on the aminolinker (TFA-trifluoroacetyl labile under basic conditions, i.e., removing the resulting sequence during deprotection) reduces the stability of the material during storage on the carrier after synthesis, and is also relatively susceptible to adverse reactions by the transcylation mechanism during synthesis. The synthesis process of the working nucleotide sequence of the amino-modified derivative [5 '- GGT TGG TGT GGT TGG 16-pos / iAmMC6T / GG TTG GTG TGG TTG G-3'] is similar to the synthesis on a BioAutomation Automated Synthesizer 48 (hereinafter MM48) using standard reagents and synthesis process parameters.

Последовательность присоединения нуклеотидного звена состоит из следующих реакций:The sequence of accession of the nucleotide link consists of the following reactions:

Детритилирование: удаление 5'-диметокситритильной защитной группы от связанного с носителем нуклеозида. Реакция должна проводиться в максимально безводной среде (<3 ppm) в атмосфере аргона. Отщепление защитной группы генерирует раствор ярко-оранжевой окраски, относительные количества которого могут мониторироваться по УФ-поглощению (контроль UV-Vis). На основании этих данных можно производить оценку эффективности реакций конденсации во время всего процесса синтеза. Измеренное количество диметокситритильного иона интегрируется в режиме реального времени контролирующим синтезатор ПО. Композиция рабочего раствора для проведения реакции детритилирования на синтезаторе AKTA Oligopilot 100 отличается от аналогичного раствора для синтеза на синтезаторе ММ48. Вместо сильной трихлоруксусной кислоты (ТХУ, pKa 0,7) используется более слабая дихлоруксусная кислота (ДХУ, pKa 1,5, рабочая концентрация в растворе 5% (w/v)), что приводит к снижению вероятности отщепления нуклеотидных оснований (депуринизация) во время детритилирования. Мониторинг реакции детритилирования осуществляется при длинах волн 350 и 280 нм;Detritylation: removal of the 5'-dimethoxytrityl protecting group from the carrier-bound nucleoside. The reaction should be carried out in a maximally anhydrous environment (<3 ppm) in an argon atmosphere. Cleavage of the protective group generates a bright orange color solution, the relative amounts of which can be monitored by UV absorption (UV-Vis control). Based on these data, it is possible to evaluate the effectiveness of condensation reactions during the entire synthesis process. The measured amount of dimethoxytrityl ion is integrated in real time by the software synthesizer controlling. The composition of the working solution for conducting the detritylation reaction on the AKTA Oligopilot 100 synthesizer is different from the similar solution for the synthesis on the MM48 synthesizer. Instead of strong trichloroacetic acid (TCA, pKa 0.7), weaker dichloroacetic acid (DCA, pKa 1.5, working concentration in solution of 5% (w / v)) is used, which reduces the probability of nucleotide base cleavage (depurinization) during detritylation time. Detritylation reaction is monitored at wavelengths of 350 and 280 nm;

Промывка носителя после детритилирования: после детритилирования реактор промывается безводным ацетонитрилом для удаления оставшейся ДХУ и тритильного катиона, которые могут в процессе присоединения следующего нуклеотида генерировать N+1 примеси и снижать конечное содержание целевого олигонуклеотида;Washing the carrier after detritylation: after detritylation, the reactor is washed with anhydrous acetonitrile to remove the remaining DCF and the trityl cation, which, during the addition of the next nucleotide, can generate N + 1 impurities and reduce the final content of the target oligonucleotide;

Конденсация: вторая реакция включает в себя конденсацию соответствующего фосфорамидитного мономера (dG-dmf-CE, dTCE или TFA-AmC6dT-CE фосфорамидита в концентрации 0,2 М, 2,2 эквивалента), смешанного с активатором (0,25 М 5-этил-1Н-тиотетразол, ЕТТ, в безводном ацетонитриле, 60% (v/v)). Во время этой реакции формируется с высоким выходом (более 98%) фосфотриэфирная межнуклеотидная связь. Для синтеза ДНК конденсация проводится путем рециркуляции раствора активатора и фосфорамидита через реактор в течение 3 минут, для конденсации амидита с аминолинкером используется более длительное время - 5 минут. После этапа конденсации выполняется промывка носителя безводным ацетонитрилом для удаления избытка реагентов и снижения возможного образования N+1 примесей;Condensation: the second reaction involves the condensation of the corresponding phosphoramidite monomer (dG-dmf-CE, dTCE or TFA-AmC6dT-CE phosphoramidite at a concentration of 0.2 M, 2.2 equivalents) mixed with an activator (0.25 M 5-ethyl -1H-thiotetrazole, ETT, in anhydrous acetonitrile, 60% (v / v)). During this reaction, a phosphotriether internucleotide bond is formed in high yield (over 98%). For DNA synthesis, condensation is carried out by recirculating the activator solution and phosphoramidite through the reactor for 3 minutes; for the condensation of amidite with aminolinker, a longer time is used - 5 minutes. After the condensation step, the carrier is washed with anhydrous acetonitrile to remove excess reagents and reduce the possible formation of N + 1 impurities;

Окисление: образованная при конденсации фосфотриэфирная межнуклеотидная связь в процессе окисления раствором йода с органическим основанием (обычно, пиридин или лутидин) переводится в фосфодиэфирную. После окисления носитель промывается безводным ацетонитрилом. Для проведения реакции используется проточная обработка носителя в реакторе раствором 0,05 М йода в смеси гетероциклического основания (обычно, пиридин, лутидин, коллидин) с водой в соотношении 90:10. Вода действует как донор кислорода, а йод образует аддукт с фосфорной связью, который разлагается водой, оставляя стабильную фосфодиэфирную связь;Oxidation: the phosphotriether internucleotide bond formed during condensation during oxidation with an iodine solution with an organic base (usually pyridine or lutidine) is converted to phosphodiester. After oxidation, the support is washed with anhydrous acetonitrile. To carry out the reaction, the carrier is treated in the reactor with a solution of 0.05 M iodine in a mixture of a heterocyclic base (usually pyridine, lutidine, collidine) with water in a ratio of 90:10. Water acts as an oxygen donor, and iodine forms an adduct with a phosphorus bond, which decomposes by water, leaving a stable phosphodiester bond;

Кэппирование: последней реакцией в цикле присоединения мономерного звена является кэппирование непрореагировавшей 5'- гидроксильной группы с последующей промывкой носителя безводным ацетонитрилом. В стандартных условиях синтеза используется раствор уксусного ангидрида в ацетонитриле. При масштабировании синтеза G-богатых последовательностей изобутирильная защита аминогруппы у С2-позиции dG-обоснования фосфорамидитов может замещаться ацетильной группой в результате протекания реакции по механизму транс-амидирования на этапе кэппирования; подобную примесь нельзя устранить в стандартных условиях депротекции. Использование N-диметил-формамидной защиты и изобутирильного ангидрида устраняет данную проблему, блокируя свободную 5'-ОН-группу без возможности побочной реакции транс-амидирования. В конце синтеза включен единичный цикл обработки 20% раствором диэтиламина в ацетонитриле. При расщеплении линкерной связи между новосинтезированным олигонуклеотидом и носителем для защиты фосфатной группы используется β-цианоэтильная группа. При депротекции данная группа отщепляется и в форме акрилонитрила взаимодействует с N3-позицией тимина с образованием цианоэтильного аддукта по механизму присоединения по Михаэлю, который невозможно удалить при хроматографической очистке смеси после синтеза. Этот эффект минимизируется обработкой носителя после синтеза алкиламинами (диэтиламин, трет-бутиламин) по механизму β-элиминирования, результирующий продукт удаляется при обработке раствором депротекции. Этапы синтеза повторяются 30 раз для синтеза заданной последовательности. Синтезированный олигонуклеотид подвергается процедуре отщепления и депротекции согласно инструкциям к твердофазному носителю PS 200 dG. После синтеза носитель на реакторе сушится в течение часа под вакуумом для количественной оценки изменения массы носителя после синтеза (взвешивания). Далее носитель еще раз разводится минимум в 1 объеме колонки (6,3 мл), переносится в емкость для работы с растворами под давлением с плотной крышкой, который затем заполняется охлажденным водным раствором концентрированного аммиака (35%) в соотношении 10 мл на 1 грамм носителя. Смесь инкубируется при мягком перемешивании при 55°С в течение 16 часов. После охлаждается в течение 30 минут при -34°С и фильтруется на стеклянном фильтре с пористостью 3 (16-40 мкм). Фильтр промывается пятикратно водным раствором этанола (1:1) в объеме, равным объему использованного аммиачного раствора. Методом спектрофотомерии по прямому поглощению раствора при длине волны 260 нм определяется концентрация олигонуклеотида (выход с синтеза составляет 130-135 CD260/мкмоль). Методом анионообменной высокоэффективной жидкостной хроматографии (АО-ВЭЖХ) определяется состав смеси и процентного содержание основного компонента. После аналитических процедур компоненты растворителя (аммиачный раствор и этанол) удаляется с помощью вакуумного концентрирования, а сконцентрированный водный раствор олигонуклеотида разбавляется в перхлоратном буфере для хроматографической очистки. Примеси синтеза и остаточные низкомолекулярные компоненты реагентов удаляется методом препаративной анионообменной хроматографии на 150 мл колонне с АО-носителем Source 15Q (GE Healthcare). После 3 циклов хроматографической очистки проводили один цикл концентрирования методом тангенциальной фильтрации (использовалась многоразовая регенерируемая кассета Sartorius Slice PES для фильтров Sartocon с номинальным отсечением по молекулярному весу 1 кДа). Контроль качества осуществлялся с помощью ВЭЖХ-системы Agilent Series 1200 с анионообменной колонной DNA РАС 100 («Dionex», США) длиной 25 см, внутренним диаметром 2 мм. Потери на тангенциальную фильтрацию аминопроизводного составляют порядка 8%, в результате чего получают препарат олигонуклеотида с содержанием основного компонента не менее 85%.Capping: The last reaction in the monomer unit attachment cycle is capping of the unreacted 5'-hydroxyl group followed by washing of the support with anhydrous acetonitrile. Under standard synthesis conditions, a solution of acetic anhydride in acetonitrile is used. When scaling up the synthesis of G-rich sequences, the isobutyl protection of the amino group at the C2 position of the dG-substantiation of phosphoramidites can be replaced by the acetyl group as a result of the reaction by the trans-amidation mechanism at the capping stage; a similar impurity cannot be eliminated under standard conditions of deprotection. The use of N-dimethyl-formamide protection and isobutyryl anhydride eliminates this problem by blocking the free 5'-OH group without the possibility of a side reaction of trans-amidation. At the end of the synthesis, a single cycle of treatment with a 20% solution of diethylamine in acetonitrile is included. When splitting the linker bond between the newly synthesized oligonucleotide and the carrier, a β-cyanoethyl group is used to protect the phosphate group. During deprotection, this group is cleaved and in the form of acrylonitrile interacts with the N3 position of thymine with the formation of a cyanoethyl adduct according to the Michael addition mechanism, which cannot be removed by chromatographic purification of the mixture after synthesis. This effect is minimized by treatment of the carrier after synthesis by alkylamines (diethylamine, tert-butylamine) according to the β-elimination mechanism, the resulting product is removed by treatment with a deprotection solution. The synthesis steps are repeated 30 times to synthesize a given sequence. The synthesized oligonucleotide is subjected to cleavage and deprotection according to the instructions for the solid phase carrier PS 200 dG. After synthesis, the carrier in the reactor is dried for one hour under vacuum to quantify the change in mass of the carrier after synthesis (weighing). Next, the carrier is once again diluted in at least 1 column volume (6.3 ml), transferred to a pressure container with a tight lid, which is then filled with a cooled aqueous solution of concentrated ammonia (35%) in a ratio of 10 ml per 1 gram of carrier . The mixture is incubated with gentle stirring at 55 ° C for 16 hours. After cooling for 30 minutes at -34 ° C and filtered on a glass filter with a porosity of 3 (16-40 microns). The filter is washed five times with an aqueous solution of ethanol (1: 1) in a volume equal to the volume of the used ammonia solution. Using the spectrophotomerism method, the concentration of the oligonucleotide is determined by direct absorption of the solution at a wavelength of 260 nm (the synthesis yield is 130-135 CD260 / μmol). The method of anion-exchange high-performance liquid chromatography (AO-HPLC) determines the composition of the mixture and the percentage of the main component. After analytical procedures, the solvent components (ammonia solution and ethanol) are removed by vacuum concentration, and the concentrated aqueous oligonucleotide solution is diluted in perchlorate chromatographic buffer. The impurities of the synthesis and residual low molecular weight components of the reagents are removed by preparative anion exchange chromatography on a 150 ml column with AO carrier Source 15Q (GE Healthcare). After 3 cycles of chromatographic purification, one concentration cycle was performed by tangential filtration (a reusable Sartorius Slice PES regenerative cartridge for Sartocon filters with a nominal cut-off of molecular weight of 1 kDa was used). Quality control was carried out using an Agilent Series 1200 HPLC system with a PAC 100 DNA anion exchange column (Dionex, USA) 25 cm long and 2 mm inner diameter. The loss of tangential filtration of the amino derivative is about 8%, resulting in an oligonucleotide preparation with a content of the main component of at least 85%.

Коньюгация аминомодифицированного производного олигонуклеотида RA-36 и N-сукцинимидного производного ПЭГConjugation of an Amino-Modified Derivative of an RA-36 Oligonucleotide and an N-Succinimide PEG Derivative

Наработанные продукты исходного аминопроизводного олигонуклеотида RA-36 были использованы для проведения реакций конъюгации с N-сукцинимидным производным полиэтиленгликоля молекулярной массой 20 кДа. Пегилирование модифицированного олигонуклеотида проводили в буферном растворе со значением рН=8,5 (буфер Theorell-Stenhagen с содержанием органической фазы диметилсульфоксида (ДМСО) в соотношении 1 объем водного буфера: 0,5 объема органической фазы) при постепенном прибавлении шести 0,5 молярных эквивалента ПЭГ к молярному эквиваленту олигонуклеотида с последующей инкубацией раствора в течение 30 минут при 37°С; всего за реакцию прибавляют 3 эквивалента полиэтиленгликоля. Контроль протекания процесса осуществлялся с помощью метода АО-ВЭЖХ. Реакцию прекращали путем разбавления смеси водой мили-Q качества. Выход целевого продукта на стадии проведения конъюгации составлял около 77%, анализ продукта с помощью ВЭЖХ показан на Рис. 5.The accumulated products of the starting amino derivative of the oligonucleotide RA-36 were used to conduct conjugation reactions with the N-succinimide derivative of polyethylene glycol with a molecular weight of 20 kDa. The modified oligonucleotide was pegylated in a buffer solution with pH = 8.5 (Theorell-Stenhagen buffer with the content of the organic phase of dimethyl sulfoxide (DMSO) in the ratio of 1 volume of aqueous buffer: 0.5 volume of the organic phase) with the gradual addition of six 0.5 molar equivalents PEG to the molar equivalent of the oligonucleotide, followed by incubation of the solution for 30 minutes at 37 ° C; in total, 3 equivalents of polyethylene glycol are added per reaction. Process control was carried out using the AO-HPLC method. The reaction was terminated by diluting the mixture with mile-Q quality water. The yield of the target product at the stage of conjugation was about 77%; the analysis of the product using HPLC is shown in Fig. 5.

Для удаления непрореагировавшего с ПЭГ олигонуклеотида и не удаленных на препаративной хроматографии олигонуклеотидных примесей удобно использовать процедуру переосаждения конъюгата по следующей методике. На 30 мл реакционной смеси внести 3 мл 5 М водного раствора перхлората натрия, после чего добавить 100 мл ацетона (ХЧ), расфасовать в 50 мл пробирки типа фалькон и открутить раствор на центрифуге (15 мин, 3000 rpm). После центрифугирования отдекантировать полученный раствор от осадка. В осадке содержатся непрореагировавший олигонуклеотид и примеси сходной природы. Пегилированный аптамер содержится в растворе, из которого после декантирования при слабом нагревании под вакуумом удаляется ацетон. Избыток непрореагировавшего ПЭГ удаляется препаративной анионообменной хроматографией; в качестве подвижной фазы используется 10 mM Tris, 50 mM NaCl, в качестве элюента -10 mM Tris, 700 mM NaCl. Непрореагировавший ПЭГ элюируется практически сразу после инжекции, для его детекции первые фракции после очистки анализируются по поглощению при длине волны 280 нм. Единичный пик поглощения (пегилированный олигонуклеотид) с хроматографической очистки обессаливается и концентрируется методом тангенциальной фильтрации. Полученный раствор сушится в течение 1,5 суток лиофилизацией, после чего передается на преформирование. Полученные экспериментальные данные позволяют заключить, что разработанная технология оптимизирована по сравнению с ранее описанными в литературе за счет выбора подходящих составов рабочих реагентов и оптимизации параметров процесса синтеза, таких как пропуск этапа кэппирования во второй половине синтеза, обработка синтезированной последовательности перед депротекцией и отщепления от PS-носителя 20% раствором N,N-диалкиламина, использование дихлоруксусной кислоты на этапе детритилирования и др.It is convenient to use the conjugate reprecipitation procedure according to the following procedure to remove the oligonucleotide that did not react with PEG and oligonucleotide impurities that were not removed by preparative chromatography. Pour 3 ml of a 5 M aqueous solution of sodium perchlorate into 30 ml of the reaction mixture, then add 100 ml of acetone (ChP), pack Falcon tubes in 50 ml and unscrew the solution in a centrifuge (15 min, 3000 rpm). After centrifugation, decant the resulting solution from the precipitate. The precipitate contains unreacted oligonucleotide and impurities of a similar nature. The pegylated aptamer is contained in a solution from which, after decantation, with slight heating under vacuum, acetone is removed. Excess unreacted PEG is removed by preparative anion exchange chromatography; 10 mM Tris, 50 mM NaCl are used as the mobile phase, -10 mM Tris, 700 mM NaCl as eluent. Unreacted PEG elutes almost immediately after injection; for its detection, the first fractions after purification are analyzed by absorbance at a wavelength of 280 nm. A single absorption peak (pegylated oligonucleotide) from chromatographic purification is desalted and concentrated by tangential filtration. The resulting solution is dried for 1.5 days by lyophilization, and then transferred to the preformation. The obtained experimental data allow us to conclude that the developed technology is optimized compared to previously described in the literature by selecting suitable compositions of working reagents and optimizing the parameters of the synthesis process, such as skipping the capping stage in the second half of the synthesis, processing the synthesized sequence before deprotection and cleavage from PS- media with a 20% solution of N, N-dialkylamine, the use of dichloroacetic acid at the stage of detritylation, etc.

Таким образом, вышеперечисленные примеры позволяют высоко оценить потенциал модифицированного и пегилированного аптамера RA-361 как возможного лекарственного средства для лечения тромбозов. Высокая функциональная активность, достигнутая ранее для аптамера первого поколения RA-36 (Zavyalova Е et al, "Evaluation of antithrombotic activity of thrombin DNA aptamers by a murine thrombosis model" PLoS One, 2014 Sep 5; 9(9): e107113), сохранилась и в пегилированном варианте RA-361 (см. Рис. 2 и Рис. 3). Необычная модульная структура аптамера RA-36 сделала возможным присоединение молекулы ПЭГ к центральной части аптамера без существенного снижения его активности. Это отличает его от предыдущих аналогов, описанных в литературе, где присоединение ПЭГ происходило по концевым нуклеотидам. Кроме того, в результате пегилирования существенно возросло время нахождения в кровотоке, что позволит использовать этот препарат для обеспечения длительного антитромбинового эффекта. Далее, препарат RA-361 показал низкую токсичность в доклинических исследованиях на животных, что делает его вероятным кандидатом для клинических испытаний. Наконец, было тщательно отработано масштабирование процесса синтеза RA-361 для обеспечения количеств аптамера, достаточных для клинических испытаний.Thus, the above examples allow us to appreciate the potential of the modified and pegylated aptamer RA-361 as a possible drug for the treatment of thrombosis. The high functional activity previously achieved for the first-generation aptamer RA-36 (Zavyalova E et al, "Evaluation of antithrombotic activity of thrombin DNA aptamers by a murine thrombosis model" PLoS One, 2014 Sep 5; 9 (9): e107113), has been preserved and in the pegylated version of RA-361 (see Fig. 2 and Fig. 3). The unusual modular structure of the RA-36 aptamer made it possible to attach the PEG molecule to the central part of the aptamer without significantly reducing its activity. This distinguishes it from previous analogues described in the literature, where PEG addition occurred at terminal nucleotides. In addition, as a result of pegylation, the residence time in the bloodstream has significantly increased, which will allow the use of this drug to ensure a long antithrombin effect. Further, RA-361 showed low toxicity in preclinical animal studies, making it a likely candidate for clinical trials. Finally, the scaling of the RA-361 synthesis process has been meticulously worked out to provide sufficient aptamer amounts for clinical trials.

Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования значимости настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.Although the invention has been described with reference to the disclosed embodiments, it should be apparent to those skilled in the art that the specific experiments described in detail are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. . It should be understood that various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.

Claims (13)

1. Аптамерный ДНК олигонуклеотид, специфически связывающийся с тромбином и характеризующийся нуклеотидной последовательностью общей формулы GGTTGGTGTGGTTGGTGGTTGGTGTGGTTGG, в котором по крайней мере один из нуклеотидов модифицирован для возможности связывания с молекулой полиэтиленгликоля и увеличения времени нахождения данного олигонуклеотида в кровотоке.1. Aptamer DNA oligonucleotide that specifically binds to thrombin and is characterized by the nucleotide sequence of the general formula GGTTGGTGTGGTTGGTGGTTGGTGTGGTTGG, in which at least one of the nucleotides is modified to bind to the polyethylene glycol molecule and increase the residence time of this oligonucleotide. 2. Аптамерный ДНК олигонуклеотид по п. 1, в котором модификация произведена по тиминам в позициях 7, 9, 16, 23 и/или 25.2. Aptamer DNA oligonucleotide according to claim 1, in which the modification was performed on thymines at positions 7, 9, 16, 23 and / or 25. 3. Аптамерный ДНК олигонуклеотид по п. 2, в котором модификация произведена по одному из тиминов в позициях 7, 9, 16, 23 или 25.3. Aptamer DNA oligonucleotide according to claim 2, in which the modification is made according to one of the thymines at positions 7, 9, 16, 23 or 25. 4. Аптамерный ДНК олигонуклеотид по п. 2, в котором модификация произошла путем замены тимина на 5-[N-(6-аминогексил)-3-(Е)-акриламидо]-2'-деоксиуридин.4. The aptamer DNA oligonucleotide according to claim 2, wherein the modification occurred by replacing thymine with 5- [N- (6-aminohexyl) -3- (E) -acrylamido] -2'-deoxyuridine. 5. Аптамерный ДНК олигонуклеотид по п. 3, в котором присутствуют одна или несколько дополнительных стабилизирующих модификаций, включающих модификации азотистых оснований, модификации сахарных групп или модификации фосфатных групп.5. The aptamer DNA oligonucleotide according to claim 3, in which one or more additional stabilizing modifications are present, including nitrogen base modifications, sugar group modifications, or phosphate group modifications. 6. Аптамерный ДНК олигонуклеотид по любому из пп. 1-5, в котором полиэтиленгликоль, используемый для связывания, имеет средний молекулярный вес около 20000 дальтон.6. Aptamer DNA oligonucleotide according to any one of paragraphs. 1-5, in which the polyethylene glycol used for binding, has an average molecular weight of about 20,000 daltons. 7. Способ ингибирования активности тромбина, включающий в себя использование аптамерного ДНК олигонуклеотида по любому из пп. 1-5.7. A method of inhibiting the activity of thrombin, comprising the use of aptamer DNA oligonucleotide according to any one of paragraphs. 1-5. 8. Фармацевтическая композиция для профилактики и/или лечения тромбозов, включающая следующие компоненты:8. A pharmaceutical composition for the prevention and / or treatment of thrombosis, comprising the following components: - аптамерный ДНК олигонуклеотид по любому из пп. 1-5 и- aptamer DNA oligonucleotide according to any one of paragraphs. 1-5 and - фармацевтически приемлемый носитель, растворитель и/или наполнитель.- a pharmaceutically acceptable carrier, diluent and / or excipient. 9. Применение аптамерного ДНК олигонуклеотида по любому из пп. 1-5 или фармацевтической композиции по п. 8 для профилактики и/или лечения состояния млекопитающего, характеризующегося нежелательным тромбозом.9. The use of aptamer DNA oligonucleotide according to any one of paragraphs. 1-5 or a pharmaceutical composition according to claim 8 for the prevention and / or treatment of a condition of a mammal characterized by undesirable thrombosis. 10. Применение по п. 9, в котором состояние представляет собой острый коронарный синдром, инфаркт миокарда, нестабильную стенокардию, рефрактерную стенокардию, тромбоз, вызванный посттромболитической терапией или коронарной ангиопластикой, острый ишемический цереброваскулярный синдром, эмболический инсульт, тромботический инсульт, преходящие ишемические приступы, венозный тромбоз, глубокий венозный тромбоз, легочную эмболию, коагулопатию, диссеминированное внутрисосудистое свертывание, тромбоцитопенический акроангиотромбоз, облитерирующий тромбангиит, тромбозные заболевания, связанные с гепариноиндуцированной тромбоцитопенией, тромбические осложнения, связанные с искусственным кровообращением, тромбические осложнения, связанные с протезными устройствами.10. The use of claim 9, wherein the condition is acute coronary syndrome, myocardial infarction, unstable angina pectoris, refractory angina pectoris, thrombosis caused by post-thrombolytic therapy or coronary angioplasty, acute ischemic cerebrovascular syndrome, embolic stroke, thrombotic stroke, pre-stroke, thrombotic stroke, venous thrombosis, deep venous thrombosis, pulmonary embolism, coagulopathy, disseminated intravascular coagulation, thrombocytopenic acroangiothrombosis, thromboangiitis, thrombotic diseases associated with heparin-induced thrombocytopenia, thrombotic complications associated with cardiopulmonary bypass, thrombotic complications associated with prosthetic devices. 11. Применение по п. 9, характеризующееся тем, что млекопитающее представляет собой человека.11. The use according to claim 9, characterized in that the mammal is a human.
RU2016122084A 2016-12-21 2016-12-21 Anticoagulant with direct action based on modular bivalent dna of aptamer selective to thrombin RU2631829C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016122084A RU2631829C1 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Anticoagulant with direct action based on modular bivalent dna of aptamer selective to thrombin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016122084A RU2631829C1 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Anticoagulant with direct action based on modular bivalent dna of aptamer selective to thrombin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2631829C1 true RU2631829C1 (en) 2017-09-26

Family

ID=59931310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016122084A RU2631829C1 (en) 2016-12-21 2016-12-21 Anticoagulant with direct action based on modular bivalent dna of aptamer selective to thrombin

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2631829C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2730000C1 (en) * 2019-09-23 2020-08-13 Общество С Ограниченной Ответственностью "Апто-Фарм" Dosage form of dna-aptamer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2410432C1 (en) * 2009-11-23 2011-01-27 Государственное учреждение Научно-исследовательский институт физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Modified dna aptamers inhibiting thrombin activity

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2410432C1 (en) * 2009-11-23 2011-01-27 Государственное учреждение Научно-исследовательский институт физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Modified dna aptamers inhibiting thrombin activity

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Юминова А.В. и др. Структура G-квадруплексного ДНК-аптамера к тромбину RA36. //Вестник Московского Университета. - 2015. - Т. 56. - n. 1. - С. 51-55. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2730000C1 (en) * 2019-09-23 2020-08-13 Общество С Ограниченной Ответственностью "Апто-Фарм" Dosage form of dna-aptamer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110846320B (en) Novel compound and application thereof
WO2016149331A2 (en) Compositions and methods for inhibiting gene expression of factor xii
KR20190098748A (en) Alpha-1 antitrypsin (AAT) RNAi agent, compositions comprising AAT RNAi agent, and methods of use
WO2003002592A1 (en) Aptamers and antiaptamers
RU2568579C2 (en) Introduction of anti-coagulating system reg1
JP2022515503A (en) Nucleic acid, compositions and complexes containing the nucleic acid, as well as preparation methods and uses
RU2410432C1 (en) Modified dna aptamers inhibiting thrombin activity
EP3974530A1 (en) Nucleic acid, pharmaceutical composition, conjugate, preparation method, and use
JP2007534324A (en) Improved coagulation factor regulator
CA2622765A1 (en) Focused libraries, functional profiling, laser selex and deselex
CN113234725B (en) RNA inhibitor for inhibiting PCSK9 gene expression and application thereof
WO2016143700A1 (en) Method for stabilizing dna aptamer
CN113227376B (en) Nucleic acid, pharmaceutical composition and conjugate, and preparation method and application thereof
EP3992290A1 (en) Nucleic acid, pharmaceutical composition and conjugate, preparation method therefor and use thereof
CN113171371A (en) RNA inhibitor for inhibiting hepatitis B virus gene expression and application thereof
WO2011075004A1 (en) Anti-thrombosis aptamers and method for stabilizing the structure thereof
RU2631829C1 (en) Anticoagulant with direct action based on modular bivalent dna of aptamer selective to thrombin
JP2022533419A (en) Nucleic acids, drug compositions and conjugates and methods of preparation and uses
EP4261285A1 (en) Neutralizable covalent drug
WO2007058323A1 (en) Method for production of nucleic acid homopolymer-bound functional nucleic acid medicine
RU2730000C1 (en) Dosage form of dna-aptamer
WO1996011010A1 (en) Bridged and unbridged quadruplex/duplex oligonucleotides
Greco et al. Cytosine-rich oligonucleotides incorporating a non-nucleotide loop: A further step towards the obtainment of physiologically stable i-motif DNA
CN113056472B (en) Anticoagulant pentasaccharide compound, composition, preparation method and medical application thereof
Wang Poly (ethylene) Glycol-Based Bottlebrush Polymers as Nanocarriers for Oligonucleotide Therapeutics: Design, Synthesis, and Applications

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20220228