RU2644332C1 - Method for obtaining a vegetable ml1 lecture from a missile white and a pharmaceutical composition on its basis (variants) - Google Patents

Method for obtaining a vegetable ml1 lecture from a missile white and a pharmaceutical composition on its basis (variants) Download PDF

Info

Publication number
RU2644332C1
RU2644332C1 RU2016152524A RU2016152524A RU2644332C1 RU 2644332 C1 RU2644332 C1 RU 2644332C1 RU 2016152524 A RU2016152524 A RU 2016152524A RU 2016152524 A RU2016152524 A RU 2016152524A RU 2644332 C1 RU2644332 C1 RU 2644332C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protein
mli
drug
solution
mistletoe
Prior art date
Application number
RU2016152524A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Диана Васильевна Мальцева
Дмитрий Андреевич Сахаров
Максим Юрьевич Шкурников
Александр Григорьевич Тоневицкий
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью научно-технический центр "БиоКлиникум" (ООО НТЦ "БиоКлиникум")
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 научно-технический центр "БиоКлиникум" (ООО НТЦ "БиоКлиникум") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью научно-технический центр "БиоКлиникум" (ООО НТЦ "БиоКлиникум")
Priority to RU2016152524A priority Critical patent/RU2644332C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2644332C1 publication Critical patent/RU2644332C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • C07K14/42Lectins, e.g. concanavalin, phytohaemagglutinin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: inventions relate to the preparation of biologically active preparations. Method for isolating the ML1 protein from mistletoe white and a pharmaceutical composition (variants) are provided. This involves extracting the protein from the dried leaves of mistletoe white in 0.25M NaCl solution, carrying out three purification steps, including affinity chromatography with lactosyl-containing sorbent and ion exchange chromatography with a monoS-type cation exchange resin, and concentrating up to 2 mg/ml on a membrane with pore sizes from 10 to 30 kDa. Composition contains 0.04–0.15 mg/ml of the ML1 protein and aqueous isotonic saline solution or 0.1–10 mcg/ml ML1 protein, 0.1–1 mg/ml ferromagnetic nanoparticles and aqueous isotonic saline.
EFFECT: invention provides a lectin ML1 from mistletoe white with a purity of at least 95 % and a pharmaceutical composition based on it, having an immunostimulating, antitumor effect and stability for two and a half years.
8 cl, 5 dwg, 4 tbl, 2 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к фармацевтике и касается способа выделения (получения) растительного лектина вискумин (mestletoe lectin I, MLI) из омелы белой (VISCUM ALBUM), а также фармацевтической композиции на его основе, обладающей противоопухолевым и иммуномодулирующим действием.The invention relates to pharmaceuticals and relates to a method for the isolation (preparation) of plant viscumin lectin (mestletoe lectin I, MLI) from white mistletoe (VISCUM ALBUM), as well as a pharmaceutical composition based on it having antitumor and immunomodulatory effects.

Уровень техникиState of the art

Злокачественные опухоли относятся к одним из наиболее тяжелых заболеваний, являются одной из основных причин смерти человека. Ежегодно регистрируется не менее 10 миллионов случаев заболеваний такого рода, значительная часть которых приводит к смерти. Учитывая высокий уровень смертности от онкологических заболеваний (по данным ВОЗ, свыше 7,5 млн. человек в год, что составляет более 13% всех случаев смерти), а также ежегодный прирост заболеваемости, увеличивается потребность в разработке эффективных противораковых препаратов и диагностических средств нового поколения. Накопленные к настоящему времени знания о механизмах злокачественной трансформации, функционировании и молекулярном составе клеток, претерпевших такую трансформацию, а также определенные успехи в исследовании онкомаркеров - молекул, позволяющих различить нормальные и опухолевые клетки, - формируют прочную теоретическую базу для создания агентов, способных к селективному воздействию на раковые клетки.Malignant tumors are one of the most serious diseases, are one of the main causes of human death. At least 10 million cases of diseases of this kind are recorded annually, a significant part of which lead to death. Given the high mortality rate from cancer (according to WHO, over 7.5 million people per year, which makes up more than 13% of all deaths), as well as the annual increase in the incidence rate, the need for the development of effective new-generation anti-cancer drugs and diagnostic tools is increasing . The knowledge accumulated to date on the mechanisms of malignant transformation, the functioning and molecular composition of cells that have undergone such transformation, as well as certain successes in the study of tumor markers - molecules that distinguish between normal and tumor cells - form a solid theoretical basis for the creation of agents capable of selective exposure to cancer cells.

Экстракты омелы белой на протяжении многих столетий используются в терапевтических целях. С начала этого столетия препараты омелы белой, с тем или иным успехом применяющиеся в терапии рака (

Figure 00000001
, Kaveri S.V. (ed.). Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. 2015), смогли показать терапевтические эффекты при использовании, в частности, так называемых лектинов омелы белой (вискумин, агглютинин Viscum album, VAA). В настоящее время помимо их цитотоксического действия обсуждается, в частности, неспецифическая стимуляция иммунного ответа, положительные эффекты которого используют для сопутствующей терапии и для долечивания больных с опухолями (
Figure 00000001
, Kaveri S.V. (ed.). Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. 2015).White mistletoe extracts have been used for therapeutic purposes for centuries. Since the beginning of this century, preparations of mistletoe white, with one way or another used in the treatment of cancer (
Figure 00000001
Kaveri SV (ed.). Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. 2015), were able to show therapeutic effects when using, in particular, the so-called white mistletoe lectins (viscumin, agglutinin Viscum album, VAA). Currently, in addition to their cytotoxic effects, in particular, non-specific stimulation of the immune response is being discussed, the positive effects of which are used for concomitant therapy and for treating patients with tumors (
Figure 00000001
Kaveri SV (ed.). Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. 2015).

В качестве активного начала экстракта омелы белой в настоящее время рассматривают протеин лектина омелы белой (ML) массой 63 кДа, который может быть получен биохимическим путем из экстрактов (Franz Н. Viscaceae lectins. // Advances in lectin research (Franz H., ed.), Berlin, VEB, Verlag volk und Gesundheit, 2, 28-59.). Белок ML состоит из двух ковалентно соединенных дисульфидным мостиком субъединиц, чья А-цепь ответственна за ферментативную инактивацию рибосом, а В-цепь ответственна за связывание углеводов. Биологическая активность согласно известным к настоящему времени данным сводится в основном к лектиновой активности В-цепи.As the active principle of the mistletoe extract, white mistletoe lectin protein (ML) weighing 63 kDa, which can be obtained biochemically from extracts (Franz N. Viscaceae lectins. // Advances in lectin research (Franz H., ed. ), Berlin, VEB, Verlag volk und Gesundheit, 2, 28-59.). ML protein consists of two subunits covalently linked by a disulfide bridge, whose A chain is responsible for the enzymatic inactivation of ribosomes, and the B chain is responsible for the binding of carbohydrates. Biological activity according to currently known data is reduced mainly to the lectin activity of the B-chain.

Гетерогенность растительных препаратов лектина омелы белой является среди прочего результатом посттрансляционной обработки MLI в изоформы MLII и MLIII, так что в препаратах ML в зависимости от методики выделения или продолжительности ферментации обнаруживают разное содержание MLI, MLII и MLIII, которые отличаются по специфичности углеводо связывающего фрагмента (Schumacher U., Pfuller U. From Berlin and Witten to Southampton and Hamburg: 25 Years of Mistletoe Research Cooperation // Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. - Karger Publishers. 2015. Vol. 4. P. 39-47.).The heterogeneity of plant preparations of mistletoe lectin white is, among other things, the result of post-translational treatment of MLI in isoforms of MLII and MLIII, so that in ML preparations, depending on the isolation technique or the duration of fermentation, different contents of MLI, MLII and MLIII, which differ in the specificity of the carbohydrate binding fragment (Schumacher U., Pfuller U. From Berlin and Witten to Southampton and Hamburg: 25 Years of Mistletoe Research Cooperation // Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. - Karger Publishers. 2015. Vol. 4. P. 39-47.) .

Доля MLI в составе экстракта омелы белой, как правило, наиболее высока, кроме того этот лектин имеет наибольшую биологическую активность, которая приписывается его способности связывать и активировать лимфоциты, а потому считается наиболее ценным компонентом экстракта и представляет наибольший терапевтический интерес [Urech K., Baumgartner S. Chemical Constituents of Viscum album L.: Implications for the Pharmaceutical Preparation of Mistletoe. //

Figure 00000001
, Kaveri SV (eds): Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. Transl. Res. Biomed. Basel, Karger, 2015, Vol 4, P. 11-23].The proportion of MLI in the composition of white mistletoe extract is usually the highest, in addition, this lectin has the highest biological activity, which is attributed to its ability to bind and activate lymphocytes, and therefore is considered the most valuable component of the extract and is of the greatest therapeutic interest [Urech K., Baumgartner S. Chemical Constituents of Viscum album L .: Implications for the Pharmaceutical Preparation of Mistletoe. //
Figure 00000001
, Kaveri SV (eds): Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. Transl. Res. Biomed. Basel, Karger, 2015, Vol 4, P. 11-23].

Также в экстракте находятся MLII и MLIII - другие изоформы токсических лектинов. MLI, MLII и MLIII различаются между собой по молекулярной массе, а также углеводной специфичности. MLI специфичен по отношению к галактозе, MLIII - к N-ацетилгалактозамину, а MLII имеет одинаковую аффинность к обоим сахарам. Применение экстрактов омелы в качестве дополнительных препаратов при лечении рака существенно снижает побочное действие химиотерапии.The extract also contains MLII and MLIII - other isoforms of toxic lectins. MLI, MLII and MLIII differ in molecular weight as well as carbohydrate specificity. MLI is specific for galactose, MLIII for N-acetylgalactosamine, and MLII has the same affinity for both sugars. The use of mistletoe extracts as additional drugs in the treatment of cancer significantly reduces the side effects of chemotherapy.

В настоящее время экстракты омелы белой довольно широко применяются в таких странах Западной Европы, как Швейцария, Германия, Франция, Австрия. Большинство проводимых клинических исследований эффективности экстрактов омелы белой проводятся на фоне текущего лечения пациентов, т.е. в качестве средства дополнительной лекарственной терапии. Это осложняет получение выводов об противоопухолевой эффективности именно экстрактов омелы белой. Тем не менее в качестве показателей эффективности экстрактов омелы белой отмечаются увеличение продолжительности и качества жизни онкологических больных, улучшение переносимости стандартного конвенциального лечения (

Figure 00000001
, Kaveri S. V. (ed.). Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. 2015). Проведение исследований и оценка полученных результатов осложняются невозможностью стандартизации экстрактов, поскольку последние представляют собой комплексные многокомпонентные смеси, в состав которых входит множество различных веществ, обладающих фармакологической активностью (Urech K., Baumgartner S. Chemical Constituents of Viscum album L.: Implications for the Pharmaceutical Preparation of Mistletoe. //
Figure 00000001
, Kaveri SV (eds): Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. Transl. Res. Biomed. Basel, Karger, 2015, Vol 4, P. 11-23).Currently, white mistletoe extracts are quite widely used in such countries of Western Europe as Switzerland, Germany, France, Austria. Most clinical trials of the effectiveness of mistletoe extracts are conducted against the background of the current treatment of patients, i.e. as a means of additional drug therapy. This makes it difficult to draw conclusions about the antitumor effectiveness of white mistletoe extracts. Nevertheless, as indicators of the effectiveness of white mistletoe extracts, an increase in the duration and quality of life of cancer patients, an improvement in the tolerance of standard conventional treatment (
Figure 00000001
Kaveri SV (ed.). Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. 2015). Research and evaluation of the results are complicated by the impossibility of standardizing extracts, since the latter are complex multicomponent mixtures, which contain many different substances with pharmacological activity (Urech K., Baumgartner S. Chemical Constituents of Viscum album L .: Implications for the Pharmaceutical Preparation of Mistletoe. //
Figure 00000001
, Kaveri SV (eds): Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. Transl. Res. Biomed. Basel, Karger, 2015, Vol 4, P. 11-23).

В последние годы основное внимание уделялось исследованию препарата на основе рекомбинантного аналога MLI (препарат Авискумин), благодаря которому могла быть решена проблема стандартизации лекарственных препаратов. Было показано, что рекомбинантный MLI обладает теми же биологическими свойствами, что и природный MLI, содержащийся в экстрактах омелы белой. Это позволило начать клинические испытания Авискумина (Bergmann L., Aamdal S., Marreand S. et al. Phase I trial of rviscumin (INN:aviscumine) given subcutaneously in patients with advanced cancer: a study of the European organisation for Research and Treatment of cancer (EORTC protocol number 13001) // Europ. J. Cancer. - 2009. - Vol. 44. - P. 1657-1662). Однако, у рекомбинантного MLI отсутствуют пострансляционные модификации, характерные для природного белка, что влияет на стабильность белковой молекулы. Отсутствие гликозилированных фрагментов также может негативно сказываться на иммуномодулирующих свойствах MLI. При этом препараты, полученные на основе рекомбинантного вискумина, обладают сроком хранения порядка 1,5 года, что свидетельствует о недостаточной стабильности используемого активного компонента.In recent years, the main attention has been paid to the study of the drug based on the recombinant analogue MLI (Aviskumin drug), due to which the problem of standardization of drugs could be solved. Recombinant MLI has been shown to have the same biological properties as the natural MLI found in white mistletoe extracts. This allowed the start of clinical trials of Aviskumin (Bergmann L., Aamdal S., Marreand S. et al. Phase I trial of rviscumin (INN: aviscumine) given subcutaneously in patients with advanced cancer: a study of the European organization for Research and Treatment of cancer (EORTC protocol number 13001) // Europ. J. Cancer. - 2009. - Vol. 44. - P. 1657-1662). However, recombinant MLI does not have post-translational modifications characteristic of a natural protein, which affects the stability of the protein molecule. The absence of glycosylated fragments can also adversely affect the immunomodulatory properties of MLI. Moreover, preparations based on recombinant viscumin have a shelf life of about 1.5 years, which indicates the insufficient stability of the active component used.

Препараты омелы ранее использовались для внутреннего или парентерального применения в различных формах (в виде чая, порошка, капель, инъекций), в основном водных или спиртовых экстрактов, или соков. Однако применение таких форм вызывало множество проблем. Известно, что парентеральное использование препаратов, даже если они имеют существенные иммуностимулирующее и противоопухолевые эффекты, вызывало много нежелательных побочных эффектов и общих аллергических реакции, таких как озноб, высокая температура, головная боль, одышка и др. Кроме того, оральное использование препаратов вызывало скачки давления, головокружение, сужение коронарных сосудов, сердечных аритмий.Mistletoe preparations were previously used for internal or parenteral use in various forms (in the form of tea, powder, drops, injections), mainly aqueous or alcoholic extracts, or juices. However, the use of such forms caused many problems. It is known that parenteral use of drugs, even if they have significant immunostimulating and antitumor effects, caused many undesirable side effects and general allergic reactions, such as chills, fever, headache, shortness of breath, etc. In addition, oral use of drugs caused pressure surges. dizziness, narrowing of coronary vessels, cardiac arrhythmias.

При выделении из растительного источника при существующем уровне техники, как правило, получают гетерогенную смесь веществ. Гетерогенность растительных препаратов лектина омелы белой является среди прочего результатом посттрансляционной обработки MLI в изоформы MLII и MLIII, так что в препаратах ML в зависимости от методики выделения или продолжительности ферментации обнаруживают разное содержание MLI, MLII и MLIII.When isolated from a plant source with the current level of technology, as a rule, get a heterogeneous mixture of substances. The heterogeneity of herbal preparations of mistletoe lectin is among other things the result of post-translational treatment of MLI in isoforms of MLII and MLIII, so that in ML preparations, depending on the isolation technique or the duration of fermentation, different contents of MLI, MLII and MLIII are detected.

Из уровня техники известен способ получения вискумина раскрытый в охранном документе DE 4221836. Для выделения галактозил-специфичного лектина (MLI), сушеные листья омелы замачивают на ночь в фосфатном буфере, далее полученную взвесь перемешивают и центрифугируют. После центрифугирования из надосадочной жидкости выделяют лектин путем аффинной хроматографии на лактозил-Sepharose. После прохождения полученный лектин промывают несколько раз. После хроматографии раствор концентрируют с помощью ультрафильтрации. В результате такого способа выделения получают смесь лектинов MLI, MLII и MLIII с преимущественным содержанием MLI (85-90%). Недостатком данного способа является то, что получают лектин MLI из омелы белой с чистотой не более 90%.The prior art method for producing viscumin disclosed in security document DE 4221836. To isolate galactosyl-specific lectin (MLI), dried mistletoe leaves are soaked overnight in phosphate buffer, then the resulting suspension is mixed and centrifuged. After centrifugation, lectin was isolated from the supernatant by affinity chromatography on lactosyl-Sepharose. After passing, the resulting lectin is washed several times. After chromatography, the solution was concentrated by ultrafiltration. As a result of this isolation method, a mixture of MLI, MLII and MLIII lectins is obtained with a predominant MLI content (85-90%). The disadvantage of this method is that MLI lectin is obtained from white mistletoe with a purity of not more than 90%.

Из охранного документа DE 4229876 известно выделение лектинов омелы из растительного сырья путем гомогенизации свежих или высушенных измельченных частей омелы с дистиллированной водой, перемешивании, фильтрации и подкислении полученного экстракта уксусной кислотой. После центрифугирования надосадочную жидкость помещают на подходящую катионообменную колонку, предпочтительно SP-Sephadex. Недостатком данного способа является то, что для экстрагирования лектинов используют агрессивные растворы.From protection document DE 4229876 it is known to isolate mistletoe lectins from plant materials by homogenizing fresh or dried ground parts of mistletoe with distilled water, stirring, filtering and acidifying the resulting extract with acetic acid. After centrifugation, the supernatant is placed on a suitable cation exchange column, preferably SP-Sephadex. The disadvantage of this method is that aggressive solutions are used to extract lectins.

В охранном документе WO 9600239 раскрыто выделение лектина MLI из омелы путем измельчения свежесобранных растений омелы и перемешивании с дистиллированной водой. Водную суспензию фильтруют и доводят pH раствора до <7 добавлением уксусной кислоты. Полученную суспензию центрифугируют, надосадочную жидкость пропускают через катионообменную колонку SP-Sephadex. Собранные фракции промывают буферным раствором. Недостатком данного способа является то, что использование свежесобранного сырья ограничивает применение способа во времени, а также ограничен доступ сырья.WO 9600239 discloses the isolation of MLI lectin from mistletoe by grinding freshly picked mistletoe plants and mixing with distilled water. The aqueous suspension is filtered and the pH of the solution is adjusted to <7 by the addition of acetic acid. The resulting suspension is centrifuged, the supernatant is passed through an SP-Sephadex cation exchange column. The collected fractions are washed with a buffer solution. The disadvantage of this method is that the use of freshly collected raw materials limits the application of the method in time, and the access of raw materials is limited.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к разработанному способу является способ, раскрытый в документе WO 9711967, который заключается в получении водного экстракта омелы белой, содержащего лектины омелы в соотношении MLI:MLII:MLIII от 0,1-90:90-0.1:0-3, согласно которому все части растения вымачиваются в холодном водном растворе, предпочтительно изотоническом солевом растворе или фосфатном буферном растворе, затем смесь фильтруют, белки из фильтрата высаливают сульфатом аммония, фильтрацию повторяют до удаления низкомолекулярных компонентов, имеющих молекулярную массу менее чем на 1 кД, и экстракт дополнительно разбавляют водой. С целью стандартизации соотношения содержания изомеров лектина в составе, их содержание дополнительно корректируют путем добавления чистых веществ. Недостатком указанного способа является то, что получаемый состав экстракта не однороден по составу и требует корректировки за счет добавления чистых веществ. Полученный состав включает изоформы лектинов омелы, имеющие разную специфичность, а также различный механизм присоединения к клеткам опухоли. Кроме того, содержание полученного лектина MLI из омелы белой составляет не более 90%.The closest set of essential features to the developed method is the method disclosed in document WO 9711967, which consists in obtaining an aqueous extract of mistletoe white, containing mistletoe lectins in a ratio of MLI: MLII: MLIII from 0.1-90: 90-0.1: 0- 3, according to which all parts of the plant are soaked in a cold aqueous solution, preferably isotonic saline or phosphate buffered saline, then the mixture is filtered, the proteins from the filtrate are salted out with ammonium sulfate, and the filtration is repeated until low molecular weight ponents having a molecular weight of less than 1 kD, and the extract is further diluted with water. In order to standardize the ratio of the content of lectin isomers in the composition, their content is further adjusted by adding pure substances. The disadvantage of this method is that the resulting composition of the extract is not uniform in composition and requires adjustment by adding pure substances. The resulting composition includes mistletoe lectin isoforms having different specificities, as well as a different mechanism of attachment to tumor cells. In addition, the content of MLI lectin obtained from mistletoe white is not more than 90%.

Таким образом, остается актуальным разработка способа производства такого препарата омелы, который оказывал бы значительное иммуностимулирующее и противоопухолевое действие и не вызывал нежелательных побочных эффектов.Thus, it remains relevant to develop a method for the production of such a mistletoe preparation, which would have a significant immunostimulating and antitumor effect and would not cause unwanted side effects.

С целью подробного исследования терапевтического действия лектина омелы белой MLI представляется необходимым получить его в чистом виде для его использования в качестве активной составной части лекарственных средств при промышленном получении последних.For the purpose of a detailed study of the therapeutic effect of mistletoe lectin white MLI, it seems necessary to obtain it in its pure form for use as an active component of drugs in the industrial production of the latter.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения лектина MLI из омелы белой с чистотой не менее 95% и фармацевтической композиции на его основе.The present invention is to develop a method for producing MLI lectin from white mistletoe with a purity of not less than 95% and a pharmaceutical composition based on it.

Поставленная задача решается заявляемым способом выделения белка MLI (mistletoe lectin I) из омелы белой (Viscum album), включающим:The problem is solved by the claimed method for the isolation of MLI protein (mistletoe lectin I) from white mistletoe (Viscum album), including:

- получение мелкодисперсной суспензии из сухих листьев омелы белой в 0,25 М растворе NaCl, взятом в количестве, достаточном для экстрагирования,- obtaining a finely divided suspension of dried leaves of white mistletoe in a 0.25 M NaCl solution, taken in an amount sufficient for extraction,

- проведение первого этапа очистки суспензии от примесей, не относящихся к группе белков ML, посредством введения в суспензию сульфата аммония из расчета 60-80 г на 100 мл экстракта, выдерживание полученной суспензии для осаждения растительных белков, включая группу белков ML (с содержанием не менее 95% MLI по белку), с последующим отделением образовавшегося осадка;- carrying out the first stage of purification of the suspension from impurities not belonging to the ML protein group by introducing ammonium sulfate into the suspension at a rate of 60-80 g per 100 ml of extract, keeping the suspension obtained to precipitate plant proteins, including the ML protein group (with a content of at least 95% MLI protein), followed by separation of the precipitate;

- растворение полученного осадка в растворе NaCl, который берут в количестве, достаточном для полного растворения осадка;- dissolution of the obtained precipitate in a NaCl solution, which is taken in an amount sufficient to completely dissolve the precipitate;

- проведение второго этапа очистки для выделения белков группы ML из полученного раствора растительных белков, посредством аффинной хроматографии с использованием в качестве буфера 0,25 М раствора NaCl;- conducting a second purification step to isolate ML group proteins from the resulting plant protein solution, by affinity chromatography using a 0.25 M NaCl solution as a buffer;

- проведение третьего этапа очистки для выделения белка MLI из раствора смеси белков группы ML с использованием ионно-обменной хроматографии, при этом в качестве сорбента используют катионообменную смолу типа monoS с размером частиц сорбента не более 10 мкм;- the third stage of purification for the isolation of MLI protein from a solution of a mixture of proteins of the ML group using ion-exchange chromatography, using a cation exchange resin of the monoS type with a sorbent particle size of not more than 10 microns as a sorbent;

- перевод полученной фракции очищенного MLI в фосфатно-солевой буфер с физиологическим значением pH и изотоническим составом с помощью диализа, используя диализные мембраны Slide-A-Lyzer™ Dialysis Cassettes (Thermo Fisher) с отсечкой по молекулярной массе 10-20 кДа или аналоги, или гель-фильтрацией, используя колонку HiTrap Desalting Column (GE Helthcare).- transferring the obtained fraction of purified MLI to phosphate-buffered saline with physiological pH and isotonic composition using dialysis using Slide-A-Lyzer ™ Dialysis Cassettes (Thermo Fisher) dialysis membranes with a molecular weight cut-off of 10-20 kDa or analogs, or gel filtration using a HiTrap Desalting Column (GE Helthcare).

Предпочтительно, проводить выдерживание (инкубацию) суспензии на первом этапе очистки не менее 16 ч.Preferably, incubation of the suspension in the first stage of purification for at least 16 hours

Поставленная задача также решается способом получения концентрата белка MLI, включающим концентрирование раствора белка MLI, полученного вышеописанным способом до величины 2 мг/мл с допустимой величиной отклонения до 20%. Для этой цели используют концентрирующие системы, включая такие, как Amicon® Ultra производства Millipore с мембраной с низкой сорбирующей способностью (размер пор фильтрующей мембраны от 10 до 30 кДа).The problem is also solved by the method of obtaining the MLI protein concentrate, including the concentration of the MLI protein solution obtained by the above method to a value of 2 mg / ml with an acceptable deviation of up to 20%. Concentrating systems are used for this purpose, including those such as Amicon® Ultra manufactured by Millipore with a membrane with a low sorption capacity (pore size of the filtering membrane from 10 to 30 kDa).

Также поставленная задача решается фармацевтической композицией для инъекционного введения, включающей активный компонент и буфер, где в качестве активного компонента использован лектин MLI, полученный вышеуказанным способом, в качестве буфера - водный изотонический солевой раствор с физиологическим pH, при этом содержание растительного лектина вискумин (MLI) в 1 мл раствора составляет 0,04-0,15 мг.Also, the problem is solved by a pharmaceutical composition for injection, including an active component and a buffer, where the MLI lectin obtained by the above method is used as the active component, and an aqueous isotonic saline solution with physiological pH is used as the buffer, while the content of plant lectin is viscumin (MLI) in 1 ml of the solution is 0.04-0.15 mg.

Предпочтительно, когда фармацевтическая композиция дополнительно содержит вспомогательные вещества (добавки), например, для стабилизации белка, уменьшения сорбции белка, такие как гидрохлорида пиридоксин, и борной кислоты (1-2% вес.), сахара, полиольные спирты, аминокислоты и их производные, поверхностно-активных веществ, например Твин-80 и др., в общепринятом количестве (предпочтительно, чтобы общее количество добавок по массе составляло не более 10% от массы раствора с активным компонентом). При этом для получения водного изотонического солевого раствора используют кристаллогидраты натрия гидрофосфат, натрия дигидрофосфат, калия гидрофосфат, калия дигидрофосфат, а также натрия хлорид.Preferably, when the pharmaceutical composition additionally contains auxiliary substances (additives), for example, to stabilize the protein, reduce protein sorption, such as pyridoxine hydrochloride, and boric acid (1-2% by weight), sugars, polyol alcohols, amino acids and their derivatives, surfactants, for example, Tween-80 and others, in a generally accepted amount (it is preferable that the total amount of additives by weight be no more than 10% by weight of the solution with the active component). In this case, to obtain an aqueous isotonic saline, sodium hydrogen hydrate, sodium dihydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, and also sodium chloride are used.

Поставленная задача также решается фармацевтической композицией для инъекционного введения, включающей буфер и активный компонент, где в качестве активного компонента использован концентрат лектин MLI, полученный описанным ранее способом, конъюгированный с ферромагнитными наночастицами (ФНЧ), в качестве буфера - водный изотонический солевой раствор с физиологическим pH, при этом содержание растительного лектина вискумин (MLI) в 1 мл раствора составляет 0,1-10 мкг, ферромагнитных наночастиц - 0,1-1 мг.The problem is also solved by a pharmaceutical composition for injection, including a buffer and an active component, where the active ingredient is MLI lectin concentrate obtained as described previously, conjugated with ferromagnetic nanoparticles (low-pass filter), and an aqueous isotonic saline solution with physiological pH is used as a buffer while the content of plant lectin viscumin (MLI) in 1 ml of solution is 0.1-10 μg, ferromagnetic nanoparticles - 0.1-1 mg.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является то, что разработанный способ выделения позволяет получить лектин MLI с чистотой не менее 95% (примесь изоформ MLII и MLIII - не более 5%), при этом полученная фармацевтическая композиция обладает стабильностью по меньшей мере в течение 2,5 года. Кроме того, применение фармацевтической композиции, содержащей конъюгат растительного лектина и ферромагнитных частиц, позволяет увеличить время нахождения вискумина в ткани без увеличения дозы вводимого препарата, что приводит к снижению побочных эффектов.The technical result of the claimed group of inventions is that the developed isolation method allows to obtain MLI lectin with a purity of not less than 95% (an admixture of isoforms MLII and MLIII - not more than 5%), while the resulting pharmaceutical composition has a stability of at least 2.5 of the year. In addition, the use of a pharmaceutical composition containing a conjugate of plant lectin and ferromagnetic particles, allows to increase the residence time of viscumin in the tissue without increasing the dose of the drug, which leads to a decrease in side effects.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 представлены примеры типичных электрофореграмм, полученных при подтверждении заявленного технического результата, касательно чистоты препарата лектина ML, полученного заявленным способом, не менее 95%.In FIG. 1 presents examples of typical electrophoregrams obtained by confirming the claimed technical result, regarding the purity of the drug lectin ML obtained by the claimed method, at least 95%.

На фиг. 2 представлены результаты анализ препарата лектина MLI, полученного заявленным способом, масс-спектрометрическим методом (MALDI).In FIG. 2 presents the results of the analysis of the drug lectin MLI obtained by the claimed method, mass spectrometric method (MALDI).

На фиг. 3 приведены гистограммы, демонстрирующие изменение экспрессии генов, вовлеченные в реакцию клетки на увеличение количества несвернутых белков в ER, в результате воздействия MLI в концентрациях 1⋅10-7 М (черный), 1⋅10-9 М (серый), 1⋅10-11 M (белый) на клетки CaCo2 и Molt4.In FIG. Figure 3 shows histograms showing the change in gene expression involved in the cell response to an increase in the amount of unfolded proteins in ER as a result of MLI exposure at concentrations of 1⋅10 -7 M (black), 1⋅10 -9 M (gray), 1⋅10 -11 M (white) for CaCo2 and Molt4 cells.

На фиг. 4 представлен график выживаемости B-клеточных лимфом мыши MLA G3 и MLB Н8 при различных концентрациях MLI и конъюгата ФНЧ-MLI. Результаты обработки клеток эквивалентными количествами контрольного препарата ФНЧ свидетельствовали об отсутствии влияния ФНЧ на жизнеспособность клеток в исследуемых количествах конъюгата ФНЧ-MLI.In FIG. 4 is a graph of the survival of mouse B-cell lymphomas MLA G3 and MLB H8 at various concentrations of MLI and low-pass filter conjugate-MLI. The results of processing the cells with equivalent amounts of a control LPF preparation indicated that there was no effect of the LPF on cell viability in the studied quantities of the LPF-MLI conjugate.

На фиг. 5 показана динамика изменения отношения интенсивности МРТ сигнала в опухолях к сигналу в мышце при внутриопухолевом введении препаратов, содержащих контрольный препарат ферромагнитных наночастиц (ФНЧ) и ферромагнитных наночастиц, конъюгированных с MLI (ФНЧ- MLI).In FIG. Figure 5 shows the dynamics of the ratio of the intensity of the MRI signal in tumors to the signal in the muscle during intratumoral administration of preparations containing the control preparation of ferromagnetic nanoparticles (LPF) and ferromagnetic nanoparticles conjugated with MLI (LPF-MLI).

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Противоопухолевое действие вискумина обусловлено как его цитотоксическими свойствами, так и способностью неспецифически активировать иммунную систему. Предполагаемый механизм включает непосредственное взаимодействие вискумина с NK-клетками и макрофагами, локализованными в верхних слоях кожи в области введения препарата, приводя к их активации. Активация проявляется в виде индукции цитокинов, а также в изменении профиля экспрессии поверхностных рецепторов клеток. Активированные клетки иммунной системы характеризуются более высоким лизирующим потенциалом и способны преодолевать барьеры, экранирующие опухолевые клетки от иммунной системы.The antitumor effect of viscumin is due to both its cytotoxic properties and the ability to non-specifically activate the immune system. The proposed mechanism involves the direct interaction of viscumin with NK cells and macrophages localized in the upper layers of the skin in the area of drug administration, leading to their activation. Activation is manifested in the form of cytokine induction, as well as in a change in the expression profile of surface cell receptors. Activated cells of the immune system are characterized by a higher lysing potential and are able to overcome barriers that shield tumor cells from the immune system.

В отличие от ранее полученных экстрактов омелы белой, разработанный способ позволяет получить высокоочищенный растительный лектин вискумин, содержащий все естественные природные модификации.Unlike the previously obtained extracts of white mistletoe, the developed method allows to obtain highly purified plant viscumin lectin containing all natural modifications.

Выделение белка ML1 (mistletoe lectin I) из омелы белой (Viscum album), осуществляют в следующей последовательности.Isolation of ML1 protein (mistletoe lectin I) from white mistletoe (Viscum album) is carried out in the following sequence.

Сначала высушенные листья омелы белой измельчают до пудрообразного состояния, после чего заливают 0,25 М раствором NaCl, взятом в количестве, достаточном для эффективного экстрагирования. При этом, как правило, это количество может варьироваться в пределах от 400 мл до 1 л на 50 г измельченных листьев омелы белой.First, the dried leaves of the white mistletoe are crushed to a powdery state, after which they are poured with a 0.25 M NaCl solution, taken in an amount sufficient for effective extraction. In this case, as a rule, this amount can vary from 400 ml to 1 l per 50 g of crushed white mistletoe leaves.

Затем полученную мелкодисперсную суспензию из сухих листьев омелы очищают в несколько этапов с получением концентрата лектина ML1 с содержанием не менее 95%.Then, the obtained finely divided suspension of dry mistletoe leaves is purified in several stages to obtain a lectin concentrate ML1 with a content of at least 95%.

На первом этапе проводят очистку суспензии от примесей, не относящихся к группе белков ML, посредством введения в суспензию сульфата аммония из расчета 60-80 г на 100 мл экстракта, выдерживание полученной суспензии для осаждения растительных белков, включающих группу белков ML, с последующим отделением образовавшегося осадка. При этом суспензию, как правило, выдерживают не менее 16 ч. А отделение образовавшегося осадка осуществляют известными методами, например, центрифугированием в течение 20-30 мин при 4500-5500 g.At the first stage, the suspension is purified from impurities not belonging to the ML protein group by introducing into the suspension ammonium sulfate at a rate of 60-80 g per 100 ml of extract, maintaining the suspension obtained to precipitate plant proteins, including the ML protein group, followed by separation of the resulting draft. In this case, the suspension is usually incubated for at least 16 hours. A separation of the precipitate formed is carried out by known methods, for example, by centrifugation for 20-30 minutes at 4500-5500 g.

Полученный осадок затем растворяют в растворе 0,5 М NaCl, который берут в количестве, достаточном для полного растворения осадка, например 30-40 мл на 50 г исходных сухих измельченных листьев.The resulting precipitate is then dissolved in a solution of 0.5 M NaCl, which is taken in an amount sufficient to completely dissolve the precipitate, for example 30-40 ml per 50 g of the original dry ground leaves.

На втором этапе очистки производят выделение белков группы ML из полученного раствора растительных белков, посредством аффинной хроматографии с использованием в качестве буфера 0,25 М раствора NaCl. При этом аффинная хроматография может проводиться может проводиться с использованием лактозил-содержащего сорбента, например лактозил-Sepharose 4 В или α-Lactose-Agarose (Sigma).At the second stage of purification, ML group proteins are extracted from the resulting plant protein solution by affinity chromatography using a 0.25 M NaCl solution as a buffer. In this case, affinity chromatography can be carried out using a lactosyl-containing sorbent, for example, lactosyl-Sepharose 4B or α-Lactose-Agarose (Sigma).

На третьем этапе очистки осуществляют выделение белка MLI из раствора смеси белков группы ML с использованием ионно-обменной хроматографии, при этом в качестве сорбента используют катионообменную смолу типа monoS с размером частицсорбента не более 10 мкм. Ионнообменную хроматографию проводят в 15 мМ нитратном буфере при pH 4,0-5,0, целевой белок элюируют в градиенте концентрации от 250 до 500 мМ NaCl. Катионообменная смола типа monoS может быть использована, например, марки Mono S 5/50 GL (GE Healthcare). После проведения третьего этапа очистки концентрация полученного белка (активного компонента) составляет 0,5-2 мг/мл.At the third stage of purification, MLI protein is extracted from a solution of a mixture of proteins of the ML group using ion-exchange chromatography, and a cation exchange resin of the monoS type with a particle size of the absorbent of not more than 10 μm is used as a sorbent. Ion exchange chromatography is carried out in 15 mm nitrate buffer at a pH of 4.0-5.0, the target protein is eluted in a concentration gradient from 250 to 500 mm NaCl. MonoS type cation exchange resin can be used, for example, Mono S 5/50 GL brand (GE Healthcare). After the third stage of purification, the concentration of the obtained protein (active component) is 0.5-2 mg / ml.

Полученную на третьем этапе фракцию очищенного белка MLI переводят в фосфатно-солевой буфер с физиологическим значением pH и изотоническим составом с помощью диализа, используя, например, диализные мембраны типа Slide-A-Lyzer™ Dialysis Cassettes (Thermo Fisher) с отсечкой по молекулярной массе 10-20 кДа. Возможен также вариант применения гель-фильтрации с использованием колонки, например, типа HiTrap Desalting Column (GE Helthcare). Концентрация полученного белка (активного компонента) после введения фосфатно-солевого буфера составляет 0,25-1,5 мг/мл.The fraction of purified MLI protein obtained in the third stage is transferred to phosphate-saline buffer with physiological pH and isotonic composition using dialysis, using, for example, dialysis membranes of the Slide-A-Lyzer ™ Dialysis Cassettes (Thermo Fisher) type with a molecular weight cut-off of 10 -20 kDa. It is also possible to use gel filtration using a column, for example, such as HiTrap Desalting Column (GE Helthcare). The concentration of the obtained protein (active component) after the introduction of phosphate-saline buffer is 0.25-1.5 mg / ml.

Таким образом, полученный заявляемым способом продукт с данной концентрацией (0,25-1,5 мг/мл) может быть использован для терапевтических целей (в качестве противоопухолевого и иммуномодулирующего средства), при этом для инъекционного введения средства пациенту рекомендуется его разведение фосфатно-солевым буфером с физиологическим значением pH и изотоническим составом до значений концентрации активного компонента - 200-800 нг/мл.Thus, the product obtained by the claimed method with a given concentration (0.25-1.5 mg / ml) can be used for therapeutic purposes (as an antitumor and immunomodulating agent), while for injection administration of the drug, the patient is recommended to dilute it with phosphate-salt a buffer with physiological pH and isotonic composition to a concentration of the active component of 200-800 ng / ml

При этом фармацевтическим компаниям рекомендуется производство фармацевтической композиции с содержанием активного компонента MLI 0,04-0,15 мг на 1 мл раствора. Для получения водного изотонического солевого раствора могут быть использованы кристаллогидраты натрия гидрофосфат, натрия дигидрофосфат, калия гидрофосфат, калия дигидрофосфат, а также натрия хлорид.At the same time, pharmaceutical companies are recommended to produce a pharmaceutical composition with an active ingredient content of MLI 0.04-0.15 mg per 1 ml of solution. To obtain an aqueous isotonic saline solution, sodium hydrogen hydrate, sodium dihydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, and also sodium chloride can be used.

Кроме того, фармацевтическая композиция может дополнительно содержать вспомогательные вещества для стабилизации белка, уменьшения сорбции белка и т.д.In addition, the pharmaceutical composition may further comprise adjuvants for stabilizing the protein, reducing protein sorption, etc.

Кроме того, для обеспечения пролонгированного действия активного компонента в опухоли фармацевтическая композиция для инъекционного введения может содержать лектин MLI, конъюгированный с ферромагнитными наночастицами с содержанием в 1 мл раствора растительного лектина MLI от 0,1 до 10 мкг, ферромагнитных наночастиц - от 0,1 до 1,0 мг. Способ конъюгирования MLI с ферромагнитными наночастицами представлен в работе (Хуторненко А.А., Герасимов В.М., Сахаров Д.А. Получение и изучение интернализации конъюгата вискумин-ферромагнитных наночастиц с клетками глиобластомы человека A172 // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2015. Vol. 160. №12/ P. 797-801). В процессе получения конъюгата MLI-ФНЧ используют белок MLI с концентрацией 1,6 - 2,4 мг/мл. Для этой цели раствор белка концентрируют с использованием концентрирующей системы с мембраной с низкой сорбирующей способностью, характеризующейся размером пор от 10 до 30 кДа.In addition, to ensure the prolonged action of the active component in the tumor, the pharmaceutical composition for injection can contain MLI lectin conjugated with ferromagnetic nanoparticles with a content of 1 to 10 μg of plant MLI lectin in ferrous nanoparticles, from 0.1 to 10 μg of ferromagnetic nanoparticles 1.0 mg A method for conjugating MLI with ferromagnetic nanoparticles is presented in the work (Khutornenko A.A., Gerasimov V.M., Sakharov D.A. Obtaining and studying the internalization of the conjugate of viscumin-ferromagnetic nanoparticles with human glioblastoma cells A172 // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2015 Vol. 160. No. 12 / P. 797-801). In the process of obtaining the MLI-LPF conjugate, an MLI protein of 1.6 to 2.4 mg / ml is used. For this purpose, the protein solution is concentrated using a concentration system with a membrane with a low sorption capacity, characterized by a pore size of 10 to 30 kDa.

Лекарственное средство на основе вискумина может быть использовано для терапии пациентов с метастазирующим или местно распространенным колоректальным раком в качестве самостоятельного средства при невозможности проведения химиотерапии.A viscumin-based drug can be used to treat patients with metastatic or locally advanced colorectal cancer as an independent drug if chemotherapy is not possible.

Добавление стабилизирующих веществ в растворы белков является наиболее простым способом сохранения их активности. В качестве стабилизирующих добавок могут быть использованы растворы гидрохлорида пиридоксина (5-10% вес.) и борной кислоты (1-2% вес.) (RU 2020154, 1991), сахара, полиольные спирты, аминокислоты и их производные (EP 0821058, 2002), поверхностно-активные вещества, например Твин-80. При этом для получения водного изотонического солевого раствора используют кристаллогидраты натрия гидрофосфат, натрия дигидрофосфат, калия гидрофосфат, калия дигидрофосфат, а также натрия хлорид.Adding stabilizing substances to protein solutions is the easiest way to maintain their activity. As stabilizing additives can be used solutions of pyridoxine hydrochloride (5-10% by weight) and boric acid (1-2% by weight) (RU 2020154, 1991), sugars, polyol alcohols, amino acids and their derivatives (EP 0821058, 2002 ), surfactants, for example Tween-80. In this case, to obtain an aqueous isotonic saline, sodium hydrogen hydrate, sodium dihydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, and also sodium chloride are used.

Ниже приведены примеры конкретной реализации изобретения, подробно описывающие каждый этап заявляемого способа, которые иллюстрируют, но не ограничивают объем притязаний.The following are examples of specific implementations of the invention, detailing each step of the proposed method, which illustrate, but do not limit the scope of the claims.

Выделение вискумина - растительного лектина MLI из сухих листьев омелы белой (Viscum album)Isolation of viscumin - plant MLI lectin from dry leaves of white mistletoe (Viscum album)

Из 100 г сухих листьев было получено ~14 мг смеси лектинов (MLI, MLII, MLIII) при этом были осуществлены следующие шаги:From 100 g of dry leaves, ~ 14 mg of a mixture of lectins (MLI, MLII, MLIII) was obtained; the following steps were taken:

1) Для получения 100 г высушенных листьев листья были отделены от веток, которые затем измельчили до порошкообразного состояния. Полученный порошок из листьев омелы белой заливали 800 мл 0,5 М раствора NaCl и перемешивали в течение 1 часа при комнатной температуре, затем в течение 48 часов при 4°C.1) To obtain 100 g of dried leaves, the leaves were separated from the branches, which were then ground to a powder state. The resulting powder from white mistletoe leaves was poured into 800 ml of a 0.5 M NaCl solution and stirred for 1 hour at room temperature, then for 48 hours at 4 ° C.

2) Полученную суспензию профильтровали через марлю (удобнее под вакуумом). Объем суспензии после фильтрации составил 650-700 мл.2) The resulting suspension was filtered through cheesecloth (more conveniently under vacuum). The volume of suspension after filtration was 650-700 ml.

3) Фильтрат центрифугировали при 10000 g в течение 20 мин. Супернатант перенесли в отдельную пробирку, осадок выбросили. Повторили процедуру еще два раза. Суммарный объем супернатанта после трех раундов центрифугирования составил 550-600 мл.3) The filtrate was centrifuged at 10,000 g for 20 minutes. The supernatant was transferred to a separate tube, the pellet was discarded. Repeated the procedure two more times. The total volume of the supernatant after three rounds of centrifugation was 550-600 ml.

4) Полученную суспензию профильтровали через 0,45 мкм. Объем фильтрата составил примерно 550 мл.4) The resulting suspension was filtered through 0.45 μm. The filtrate volume was approximately 550 ml.

5) Проводили первую стадию очистки целевого белка. К фильтрату (примерно 550 мл) по порциям при перемешивании добавляли твердый сульфат аммония (60 г на 100 мл экстракта). Перемешивали смесь в течение 16 часов при комнатной температуре, затем инкубировали 1 час при комнатной температуре без перемешивания.5) Conducted the first stage of purification of the target protein. Solid ammonium sulfate (60 g per 100 ml of extract) was added portionwise to the filtrate (approximately 550 ml) with stirring. The mixture was stirred for 16 hours at room temperature, then incubated for 1 hour at room temperature without stirring.

6) Суспензию центрифугировали в течение 20 мин при 5000 g. Осторожно сливали надосадочную жидкость (примерно 420 мл). Осадок растворяли в минимальном объеме 0,5 М раствора NaCl (примерно ~60-70 мл). Дважды центрифугировали смесь при 5000 rpm в течение 20 мин для удаления не растворившегося осадка. Объем супернатанта после центрифугирования составлял примерно 60 мл.6) The suspension was centrifuged for 20 min at 5000 g. Carefully drained the supernatant (approximately 420 ml). The precipitate was dissolved in a minimum volume of a 0.5 M NaCl solution (approximately ~ 60-70 ml). The mixture was centrifuged twice at 5000 rpm for 20 min to remove insoluble sediment. The volume of the supernatant after centrifugation was approximately 60 ml.

7) Профильтровали супернатант через фильтр 0,45 мкм с мембраной, не связывающей вискумин (тип мембраны PVDF или PES). Объем фильтрата составил примерно 60 мл.7) The supernatant was filtered through a 0.45 μm filter with a non-viscumin binding membrane (type of PVDF or PES membrane). The filtrate volume was approximately 60 ml.

8) Для проведения второй стадии очистки целевого белка была подготовлена аффинная колонка (лактозил-Sepharose 4B, связывающая способность не менее 6 мг/мл) объемом на 50 мл (объем смолы 10 мл), которую набивали сорбентом, и промывали 15 объемами раствора 0,5 М NaCl.8) For the second stage of purification of the target protein, an affinity column (lactosyl-Sepharose 4B, binding capacity of at least 6 mg / ml) with a volume of 50 ml (resin volume of 10 ml), which was filled with a sorbent, and washed with 15 volumes of solution 0, was prepared. 5 M NaCl.

9) Весь объем прозрачного супернатанта (около 60 мл) наносили на подготовленную аффинную колонку, после чего собирали проскок, содержащий не связавшиеся белки.9) The entire volume of the transparent supernatant (about 60 ml) was applied to the prepared affinity column, after which a slip containing unbound proteins was collected.

10) Промывали колонку 10 объемами раствора 0,25 М NaCl, сохраняли аликвоту образца для анализа.10) The column was washed with 10 volumes of 0.25 M NaCl solution, and an aliquot of the sample was retained for analysis.

11) Промывали колонку 10 объемами раствора 0,25 М NaCl с 20 мМ D-галактозой.11) The column was washed with 10 volumes of a 0.25 M NaCl solution with 20 mM D-galactose.

12) Элюировали целевой белок с использованием элюирующего буфера (0,25 М NaCl, 200 мМ D-галактоза). Первый объем, соответствующий объему колонки (~10 мл), не содержал целевой белок. Собирали первый объем в отдельную пробирку. После этого собирали 8 фракций по 2 мл. Измеряли оптическую плотность в каждой из фракции. Объединяли все фракции, содержащие белок (обычно 0,2-0,6 о.е./мл). Суммарный объем элюата, содержащего белок, составил около 12 мл.12) The target protein was eluted using an elution buffer (0.25 M NaCl, 200 mM D-galactose). The first volume, corresponding to the column volume (~ 10 ml), did not contain the target protein. The first volume was collected in a separate tube. After that, 8 fractions of 2 ml were collected. The optical density in each of the fractions was measured. Combined all fractions containing protein (usually 0.2-0.6 p.u./ml). The total volume of the eluate containing the protein was about 12 ml.

13) Промывали колонку 5 объемами 0,25 М NaCl, 400 мМ D-галактозы для удаления всех связавшихся белков. Промывали колонку 5 объемами 50% спирта, хранили под спиртом на 4°C.13) Washed column 5 with volumes of 0.25 M NaCl, 400 mM D-galactose to remove all bound proteins. The column was washed with 5 volumes of 50% alcohol, stored under alcohol at 4 ° C.

14) Проанализировали элюат на SDS-ПААГ по Лэммли на содержание целевого белка.14) We analyzed the eluate on SDS-PAGE according to Laemmli for the content of the target protein.

15) Сконцентрировали элюат после аффинной хроматографии примерно в 3-4 раза, так, чтобы концентрация раствора не превышала 4 о.е./мл при 280 нм (объем около 4 мл).15) The eluate was concentrated after affinity chromatography about 3-4 times, so that the concentration of the solution did not exceed 4 pu / ml at 280 nm (volume about 4 ml).

16) Профильтровали элюат после концентрирования через фильтр 0,45 мкм. Объем фильтрата составил около 4 мл.16) The eluate was filtered after concentration through a 0.45 μm filter. The filtrate volume was about 4 ml.

17) Для проведения третьего этапа очистки подготовили колонку HiTrap Desalting Column (GE Helthcare) объемом 20 мл (4 последовательно соединенных колонки объемом по 5 мл) для перевода фильтрата в цитратный буфер, уравновесив ее 5 объемами 15 мМ цитратного буфера pH 4,2.17) For the third purification step, a 20 ml HiTrap Desalting Column (GE Helthcare) column was prepared (4 consecutively connected 5 ml columns) to transfer the filtrate to citrate buffer, equilibrating it with 5 volumes of 15 mM citrate buffer pH 4.2.

18) Используя уравновешенную цитратным буфером колонку HiTrap Desalting Column (GE Helthcare) объемом 20 мл (4 последовательно соединенных колонки объемом по 5 мл), переводили весь полученный объем фильтрата (около 4 мл) в 15 мМ цитратный буфер pH 4,2 для последующей ион-обменной хроматографии.18) Using a 20 ml HiTrap Desalting Column (GE Helthcare) balanced citrate buffer column (4 consecutively connected 5 ml columns), the total filtrate volume obtained (about 4 ml) was transferred to 15 mM citrate buffer pH 4.2 for subsequent ion exchange chromatography.

19) Собирали белок в цитратном буфере, объем около 6 мл (разбавляли в 1,5-2 раза). Допустимое концентрирование раствора - в 1,5-2 раза.19) The protein was collected in citrate buffer, a volume of about 6 ml (diluted 1.5-2 times). Permissible concentration of the solution is 1.5-2 times.

20) После перевода белка в цитратный буфер профильтровали раствор через фильтр 0,45 мкм. Объем фильтрата составил 3-6 мл.20) After transferring the protein to citrate buffer, the solution was filtered through a 0.45 μm filter. The filtrate volume was 3-6 ml.

21) Промывали колонку HiTrap Desalting Column (GE Helthcare) 5 объемами 15 мМ цитратного буфера pH 4,2, затем 5 объемами 20% этанола, хранили при 4°C.21) The HiTrap Desalting Column (GE Helthcare) column was washed with 5 volumes of 15 mM citrate buffer pH 4.2, then with 5 volumes of 20% ethanol, stored at 4 ° C.

22) Подготовили катион-обменную колонку monoS 5/50 GL (объем сорбента 1 мл, связывающая способность 50 мг/мл) для завершающей очистки целевого белка. Для этого уравновешивали колонку, промыв ее 5 объемами 15 мМ цитратного буфера pH 4,2.22) A monoS 5/50 GL cation exchange column was prepared (1 ml sorbent volume, 50 mg / ml binding capacity) for final purification of the target protein. For this, the column was balanced by washing it with 5 volumes of 15 mM citrate buffer pH 4.2.

23) Наносили весь профильтрованный раствор белка в цитратном буфере на колонку monoS 5/50 GL.23) Put the entire filtered protein solution in citrate buffer onto a monoS 5/50 GL column.

24) Промывали колонку 8 объемами 15 мМ цитратного буфера pH 4,2.24) Washed column 8 volumes of 15 mm citrate buffer pH 4.2.

25) Промывали колонку 12 объемами 15 мМ цитратного буфера pH 4,2 с 300 мМ NaCl.25) The column was washed with 12 volumes of 15 mM citrate buffer pH 4.2 with 300 mM NaCl.

26) Элюировали связавшиеся белки градиентом концентрации NaCl от 300 до 800 мМ в течение 8 объемов колонки. Собирали фракции по 1,5 мл.26) Bound proteins were eluted with a NaCl concentration gradient of 300 to 800 mM over 8 column volumes. 1.5 ml fractions were collected.

27) Отмывали колонку 5 объемами 15 мМ цитратного буфера pH 4,2 с 1 М NaCl.27) Washed column 5 volumes of 15 mm citrate buffer pH 4.2 with 1 M NaCl.

28) Промывали колонку 5 объемами 15 мМ цитратного буфера pH 4,2, затем 5 объемами 20% этанола, хранили при 4°C.28) The column was washed with 5 volumes of 15 mM citrate buffer pH 4.2, then with 5 volumes of 20% ethanol, stored at 4 ° C.

29) После ионо-обменной хроматографии в SDS-ПААГ по Лэммли проанализировали фракции, в которых содержался целевой белок и которые соответствовали второй части пика на хроматограмме (фракции 3-4 от начала пика при элюции белка). После объединения фракций суммарный объем раствора очищенного белка составил около 4,5 мл.29) After ion-exchange chromatography in Laemmly SDS-PAGE, fractions were analyzed which contained the target protein and which corresponded to the second part of the peak in the chromatogram (fractions 3-4 from the beginning of the peak during protein elution). After combining the fractions, the total volume of the purified protein solution was about 4.5 ml.

30) Готовили фосфатно-солевой буфер для хранения pH 8.0 для разведения полученного белка и последующего хранения раствора.30) A phosphate-salt buffer was prepared to store pH 8.0 for dilution of the resulting protein and subsequent storage of the solution.

Состав буфера:The composition of the buffer:

NaCl - 7,5 г/л;NaCl - 7.5 g / l;

Na2HPO4×2 H2O - 3,4 г/л;Na 2 HPO 4 × 2 H 2 O - 3.4 g / l;

NaH2PO4×2 H2O - 0,16 г/л.NaH 2 PO 4 × 2 H 2 O - 0.16 g / l.

В апирогенную стеклянную мерную емкость вместимостью 2 л наливали 1 л деионизованной воды, вносили взвешенные компоненты: 15 г NaCl, 6,8 г Na2HPO4×2 H2O, 0,32 г NaH2PO4×2 H2O и перемешивали на магнитной мешалке до их полного растворения. Устанавливали в растворе величину pH 8,0±0,02 по pH-метру добавлением 2М раствора NaOH в объеме ~10 мл. Доводили общий объем водой до 2 л.In a pyrogen-free glass measuring container with a capacity of 2 l, 1 l of deionized water was poured, suspended components were added: 15 g of NaCl, 6.8 g of Na 2 HPO 4 × 2 H 2 O, 0.32 g of NaH 2 PO 4 × 2 H 2 O and stirred on a magnetic stirrer until they are completely dissolved. The pH value was set in the solution to 8.0 ± 0.02 by the pH meter by adding a 2M NaOH solution in a volume of ~ 10 ml. The total volume of water was adjusted to 2 liters.

31) Переводили раствор очищенного белка в фосфатно-солевой буфер для хранения pH 8.0, используя колонку HiTrap Desalting Column (GE Helthcare) или с помощью диализа. Измеряли концентрацию белка спектрофотометрически в полученном растворе при длине волны 280 нм.31) The purified protein solution was transferred to phosphate buffered saline to store pH 8.0 using a HiTrap Desalting Column (GE Helthcare) or dialysis. The protein concentration was measured spectrophotometrically in the resulting solution at a wavelength of 280 nm.

Подтверждение получения лектина MLI с чистотой не менее 95%Confirmation of receipt of MLI lectin with a purity of not less than 95%

Подтверждение чистоты и молекулярной массы белка MLI проводили методом электрофоретического разделения в 10%-ом SDS-полиакриламидном геле в невосстанавливающих условиях (без меркаптоэтанола).The purity and molecular weight of the MLI protein were confirmed by electrophoretic separation in 10% SDS-polyacrylamide gel under non-reducing conditions (without mercaptoethanol).

Провели определений %-ого содержания и молекулярной массы белка для трех серий препарата MLI, полученных заявленным способом. Для каждой серии препарата MLI заливали по 2 геля; наносили на каждый гель по 4 испытуемых образца двумя разными аналитиками. Примеры полученных электрофореграмм представлены на фиг. 1 Для определения молекулярной массы использовались маркеры молекулярных масс Precision Plus Protein Unstained Standards (Bio-Rad). Электрофореграммы сканировали, определяли содержание и молекулярную массу целевого белка с помощью программы ImageLab Software (Bio-Rad). С использованием программы Microsoft Excel рассчитали стандартное отклонение и относительное стандартное отклонение. Результаты представлены в таблице 1.We performed determinations of the% content and molecular weight of the protein for three series of the MLI preparation obtained by the claimed method. For each series of the MLI preparation, 2 gels were poured; 4 test samples were applied to each gel with two different analysts. Examples of the obtained electrophoregrams are presented in FIG. 1 Precision Plus Protein Unstained Standards (Bio-Rad) were used to determine molecular weight. Electrophoregrams were scanned, and the content and molecular weight of the target protein were determined using ImageLab Software (Bio-Rad). Using Microsoft Excel, the standard deviation and relative standard deviation were calculated. The results are presented in table 1.

Figure 00000002
Figure 00000002

Заключение: Относительное стандартное отклонение, определенное для испытаний, выполненных разными аналитиками, не превышает 3% при определении молекулярной массы, и составляет 0,6% при определении чистоты препарата. Чистота препаратов MLI, полученных заявленным способом, составляет 96,2% и выше.Conclusion: The relative standard deviation, determined for tests performed by different analysts, does not exceed 3% when determining the molecular weight, and is 0.6% when determining the purity of the drug. The purity of the MLI preparations obtained by the claimed method is 96.2% and higher.

Сравнение результатов определения молекулярной массы белка MLI, полученных электрофоретическим и масс-спектрометрическими методами.Comparison of the results of determining the molecular weight of the MLI protein obtained by electrophoretic and mass spectrometric methods.

Анализ препарата масс-спектрометрическим методом (MALDI) показал наличие основного соединения с молекулярной массой около 63 кДа (см. фиг. 2). Масса целевого белка составляет 63-65 кДа.Mass spectrometric analysis (MALDI) showed the presence of a basic compound with a molecular weight of about 63 kDa (see FIG. 2). The mass of the target protein is 63-65 kDa.

Среднее значение молекулярной массы, определенной электрофоретическим методом, составляет около 54 кДа для полноразмерного гликозилированного белка. При этом сложение молекулярных масс, полученных для A- и B-субъединиц белка, дает значение около 63 кДа. Аномальная подвижность полноразмерного белка в полиакриламидном геле по отношению к стандартным белкам (маркерам) может объясняться наличием гликозилированных фрагментов.The average molecular weight determined by the electrophoretic method is about 54 kDa for a full-sized glycosylated protein. Moreover, the addition of molecular weights obtained for the A- and B-subunits of the protein gives a value of about 63 kDa. The abnormal mobility of a full-sized protein in a polyacrylamide gel with respect to standard proteins (markers) can be explained by the presence of glycosylated fragments.

Пример 1, демонстрирующий возможность использования в качестве активного компонента лектина MLI.Example 1 demonstrating the possibility of using MLI as an active component of lectin.

Из полученного указанным выше способом лектина готовили концентрат препарата следующего состава:From the lectin obtained by the above method, a preparation concentrate of the following composition was prepared:

Растительный лектин вискумин (MLI)Viscumin Plant Lectin (MLI) 0,1 мг0.1 mg Вспомогательные вещества:Excipients: Натрия гидрофосфат, дигидратSodium hydrogen phosphate, dihydrate 3,382 мг3,382 mg Натрия дигидрофосфат, дигидратSodium dihydrogen phosphate dihydrate 0,156 мг0.156 mg Натрия хлоридSodium chloride 7,498 мг7.498 mg Вода для инъекцийWater for injections до 1 млup to 1 ml

Для этого, используя приготовленный фосфатно-солевой буфер для хранения pH 8.0, разводили полученный раствор очищенного белка до концентрации 0,1 мг/мл.For this, using the prepared phosphate-salt buffer for storage of pH 8.0, the resulting purified protein solution was diluted to a concentration of 0.1 mg / ml.

Концентрат для приготовления раствора для подкожных инъекций представляет собой бесцветный, прозрачный раствор. Для подкожных введений концентрат предварительно разводят.The subcutaneous injection solution concentrate is a colorless, clear solution. For subcutaneous injections, the concentrate is pre-diluted.

Раствор для разведения - бесцветный, прозрачный раствор следующего состава (1 мл):The dilution solution is a colorless, clear solution of the following composition (1 ml):

Натрия гидрофосфат, дигидратSodium hydrogen phosphate, dihydrate 3,382 мг3,382 mg Натрия дигидрофосфат, дигидратSodium dihydrogen phosphate dihydrate 0,156 мг0.156 mg Натрия хлоридSodium chloride 7,498 мг7.498 mg Вода для инъекцийWater for injections до 1 млup to 1 ml

Пример 2, демонстрирующий возможность использования в качестве активного компонента лектина MLI, конъюгированного с ферромагнитными наночастицами магнетита.Example 2, demonstrating the possibility of using MLI conjugated with magnetite ferromagnetic nanoparticles as the active component of lectin.

Ферромагнитные наночастицы (ФНЧ), модифицированные ПЭГ, с ковалентно иммобилизованным лектином MLI получали следующим образом. К 3 мл раствора ФНЧ, модифицированных ПЭГ-кислотой (1.67 мг/мл) в буфере MES (pH 6.0), добавляли раствора 1,53 мг EDC и 4,34 мг сульфо-NHS в 1 мл буфере MES (pH 6.0). Активацию карбоксильных групп проводили в течение 15 мин, после чего ФНЧ осаждали центрифугированием и ресуспензировали в буфере MES (pH 6.0) три раза, последний раз ФНЧ ресуспендировали в фосфатно-солевом буфере (pH 8.0) и концентрировали до 250 мкл. Затем к ФНЧ с активированными карбоксильными группами добавляли 3 мл раствора MLI с концентрацией 2 мг/мл и 400 мкл 100 мМ лактозы в 1x PBS, pH 8.0. Инкубировали 2 часа. После этого НЧ осаждали центрифугированием в режиме 18000 g и ресуспендировали в фосфатно-солевом буфере (pH 8.0). Осаждение и ресуспендирование в фосфатно-солевом буфере (pH 8.0) повторили пять раз для элиминирования непровзаимодействовавшего лектина с ФНЧ. (Хуторненко А.А., Герасимов В.М., Сахаров Д.А. Получение и изучение интернализации конъюгата вискумин-ферромагнитных наночастиц с клетками глиобластомы человека А172 // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2015. Vol. 160. №12/ P. 797-801).PEG-modified ferromagnetic nanoparticles (LPFs) with covalently immobilized MLI lectin were prepared as follows. To a 3 ml solution of PEG acid modified low-pass filter (1.67 mg / ml) in a MES buffer (pH 6.0), a solution of 1.53 mg of EDC and 4.34 mg of sulfo-NHS in 1 ml of MES buffer (pH 6.0) was added. Carboxyl groups were activated for 15 min, after which the low-pass filter was precipitated by centrifugation and resuspended in MES buffer (pH 6.0) three times, the last time the low-pass filter was resuspended in phosphate-saline buffer (pH 8.0) and concentrated to 250 μl. Then, 3 ml of an MLI solution with a concentration of 2 mg / ml and 400 μl of 100 mM lactose in 1x PBS, pH 8.0, was added to the LPF with activated carboxyl groups. Incubated for 2 hours. After that, NPs were precipitated by centrifugation at 18000 g and resuspended in phosphate-buffered saline (pH 8.0). Precipitation and resuspension in phosphate-buffered saline (pH 8.0) was repeated five times to eliminate unreacted lectin from the low-pass filter. (Khutornenko A.A., Gerasimov V.M., Sakharov D.A. Obtaining and studying the internalization of conjugate of viscumin-ferromagnetic nanoparticles with human glioblastoma cells A172 // Bulletin of experimental biology and medicine. 2015. Vol. 160. No. 12 / P 797-801).

Исследования иммуномодулирующего и противоопухолевого действия разработанного препарата было проведено на клеточных культурах (исследование in vitro) и на ксенографтных моделях животных.Studies of the immunomodulating and antitumor effects of the developed drug were carried out on cell cultures (in vitro study) and xenograft animal models.

Исследование цитотоксических свойств исследуемого препарата MLI in vitroIn vitro study of the cytotoxic properties of the studied MLI preparation

В результате in vitro экспериментов было показано, что цитотоксические свойства разработанного препарата MLI различаются для разных типов клеток. 70%-ное ингибирование роста опухолевых клеток достигается в среднем на концентрациях 0,2 нг/мл по активно действующему веществу (растительному лектину вискумин). Установлено, что образование модифицированной 28S рибосомной РНК в опухолевых клетках - проявление специфической N-гликозидной активности вискумина - детектируется при воздействии препарата уже через 15 мин, что свидетельствует о высокой активности тестируемого препарата.As a result of in vitro experiments, it was shown that the cytotoxic properties of the developed MLI preparation are different for different types of cells. 70% inhibition of tumor cell growth is achieved on average at concentrations of 0.2 ng / ml for the active substance (plant lectin viscumin). It was established that the formation of modified 28S ribosomal RNA in tumor cells - a manifestation of the specific N-glycosidic activity of viscumin - is detected upon exposure to the drug after 15 minutes, indicating a high activity of the test drug.

Для четырех клеточных линий MV3, ТНР-1, Caco2 и MOLT4 методом МТТ была проведена оценка жизнеспособности клеток после взаимодействия с заявляемым препаратом на широком диапазоне доз. Показано, что в случае линии MV3 препарат проявляет токсические свойства уже при концентрации 100-24 M. Так, инкубация тестируемого вещества в данной концентрации с клетками MV3 в течение 72 ч приводит к снижению жизнеспособности до 65%. Для клеточных линий дифференцированных моноцитов ТНР-1 и колоректального рака Caco2 показатели IC50 отличаются, указывая на меньшую чувствительность этих клеток к препарату. Расчетные значения IC50 для клеточных линий MV3, ТНР-1, Caco2 и MOLT4 составили 5×10-12 нМ, 3×10-9 нМ, 1,0×10-6 М и 4,6⋅10-10 М соответственно.For four cell lines MV3, THP-1, Caco2 and MOLT4, MTT was used to assess cell viability after interacting with the claimed drug over a wide range of doses. It was shown that in the case of the MV3 line, the drug exhibits toxic properties even at a concentration of 100-24 M. Thus, incubation of the test substance at a given concentration with MV3 cells for 72 hours leads to a decrease in viability to 65%. For cell lines of differentiated THP-1 monocytes and Caco2 colorectal cancer, IC 50 values differ, indicating a lower sensitivity of these cells to the drug. The calculated IC50 values for the MV3, THP-1, Caco2, and MOLT4 cell lines were 5 × 10 -12 nM, 3 × 10 -9 nM, 1.0 × 10 -6 M, and 4.6 × 10 -10 M, respectively.

Специфической реакцией заявляемого препарата является гидролиз N-гликозидной связи в 4324 положении сарциновой петли 28S рибосомальной РНК (в случае клеток человек в положении 4605). Метод оценки данной активности вискумина основан на определении доли разрушенных рибосом в клетке с помощью ПЦР в режиме реального времени.A specific reaction of the claimed preparation is the hydrolysis of the N-glycosidic bond at the 4324 position of the sarcin loop of the 28S ribosomal RNA (in the case of human cells at position 4605). The method for assessing this activity of viscumin is based on determining the fraction of destroyed ribosomes in a cell using real-time PCR.

Результаты определения N-гликозидазной активности препарата коррелируют с данными MTT-теста - при большей концентрации падает жизнеспособность клеток ТНР-1 и Caco2 и увеличивается доля модифицированных рибосом, достигая 52,0% и 9,5% соответственно.The results of determining the N-glycosidase activity of the drug correlate with the MTT test data: at higher concentrations, the viability of THP-1 and Caco2 cells decreases and the proportion of modified ribosomes increases, reaching 52.0% and 9.5%, respectively.

При изучении кинетики образования модифицированных 28S рибосомных РНК детектирование ферментативной активности обнаруживается уже через 15 мин для исследованных концентраций 10-7 M, 10-9 M и 10-11 M. На начальных временах воздействия отмечена более высокая скорость накопления модифицированного продукта в клетках линии MOLT4, что согласуется с данными об их большей чувствительности к препарату согласно MTT-тесту.When studying the kinetics of the formation of modified 28S ribosomal RNAs, the detection of enzymatic activity is detected after 15 minutes for the studied concentrations of 10 -7 M, 10 -9 M and 10 -11 M. At the initial exposure times, a higher rate of accumulation of the modified product in MOLT4 cells was noted. which is consistent with data on their greater sensitivity to the drug according to the MTT test.

Результаты оценки развития реакции несвернутых белков под воздействием разработанного препарата MLIThe results of evaluating the development of the reaction of unfolded proteins under the influence of the developed drug MLI

В качестве основного механизма противоопухолевого действия MLI рассматривается активация иммунной системы. Показано, что элиминация иммунокомпетентных клеток в результате цитотоксического действия MLI при их непосредственном взаимодействии, сопровождается высвобождением сигналов, способствующих активации других иммунных клеток и увеличению их противоопухолевой активности [Schumacher U., Pfuller U. From Berlin and Witten to Southampton and Hamburg: 25 Years of Mistletoe Research Cooperation // Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. - Karger Publishers. 2015. Vol. 4. P. 39-47.]. Активации иммунной системы может способствовать запуск иммуногенного апоптоза и стресса эндоплазматического ретикулума (ER-стресса) [Aaes Т. L., Kaczmarek A., Delvaeye Т., et al. Vaccination with Necroptotic Cancer Cells Induces Efficient Anti-tumor Immunity // Cell reports. 2016. Vol. 15. №. 2. P. 274-287; Grootjans J., Kaser A., Kaufman,R. J., Blumberg R. S. The unfolded protein response in immunity and inflammation // Nature Reviews Immunology. 2016. Vol. 16. P. 469-484]. MLI является рибосом-инактивирующим белком II типа и способен блокировать белковый синтез в клетке [Sweeney Е.С. Tonevitsky, A.G., Palmer, R.A., Niwa, Н., Pfuller, U., Eck, J., Lentz H., Agapov I.I., Kirpichnikov, M.P. Mistletoe lectin I forms a double trefoil structure // FEBS letters. 1998. Vol. 431. №. 3. P. 367-370], подобный механизм активации иммунной системы возможен и для данного лектина.Activation of the immune system is considered as the main mechanism of antitumor action of MLI. It has been shown that the elimination of immunocompetent cells as a result of the cytotoxic effect of MLI in their direct interaction is accompanied by the release of signals that promote the activation of other immune cells and increase their antitumor activity [Schumacher U., Pfuller U. From Berlin and Witten to Southampton and Hamburg: 25 Years of Mistletoe Research Cooperation // Mistletoe: From Mythology to Evidence-Based Medicine. - Karger Publishers. 2015. Vol. 4. P. 39-47.]. Activation of the immune system can be facilitated by the initiation of immunogenic apoptosis and endoplasmic reticulum stress (ER-stress) [Aaes T. L., Kaczmarek A., Delvaeye T., et al. Vaccination with Necroptotic Cancer Cells Induces Efficient Anti-tumor Immunity // Cell reports. 2016. Vol. 15. No. 2. P. 274-287; Grootjans J., Kaser A., Kaufman, R. J., Blumberg R. S. The unfolded protein response in immunity and inflammation // Nature Reviews Immunology. 2016. Vol. 16. P. 469-484]. MLI is a type II ribosome inactivating protein and is able to block protein synthesis in the cell [Sweeney E.C. Tonevitsky, A.G., Palmer, R.A., Niwa, N., Pfuller, U., Eck, J., Lentz H., Agapov I.I., Kirpichnikov, M.P. Mistletoe lectin I forms a double trefoil structure // FEBS letters. 1998. Vol. 431. No. 3. P. 367-370], a similar mechanism of activation of the immune system is possible for this lectin.

Для проверки гипотезы о роли ER-стресса и запуска ответа клетки на увеличение количества несвернутых белков (the unfolded protein response, UPR) в механизме противоопухолевой и иммуномодулирующей активности MLI, было исследовано изменение экспрессии генов, вовлеченные в указанные процессы в клетках линий Molt4 и CaCo2, обладающих различной чувствительностью к MLI (IC50 составляет 4,6⋅10-10 М и 1,0⋅10-6 M, соответственно). Из данных, представленных на фиг. 3 видно, что профиль изменения экспрессии генов, вовлеченных в UPR зависит от типа клеток, концентрации MLI и продолжительности воздействия. Однако для обоих типов клеток прослеживается общая тенденция: более низкие концентрации MLI (1⋅10-9 M, 1⋅10-11 M) способствуют запуску скорее адаптационных процессов в клетке, чем к запуску апоптоза. Так, увеличение уровня сплайсированной форма мРНК гена XBP1 (XBPls), мРНК генов белков талеров (HSPH1, HSPB1, HSPA5) и транскрипционного фактора ATF6, по-видимому, обусловлено активацией IRE1α- и ATF6-зависимых сигнальных путей [Grootjans J., Kaser A., Kaufman, R.J., Blumberg R.S. The unfolded protein response in immunity and inflammation // Nature Reviews Immunology. 2016. Vol. 16. P. 469-484], направленных на уменьшение общего количества белков, с одной стороны, и росту количества белков, необходимых для выведения из ER неправильно свернутых белков, увеличения его размеров и емкости, а также повышению эффективности сворачивания белков, с другой стороны. Изменения количества транскриптов генов транскрипционного фактора ATF4 и его мишени CHOP (гена DDIT3) проявляют дозозависимый характер. Для обоих генов прослеживается волнообразных характер изменения экспрессии. При этом увеличение экспрессии DDIT3, медиатора ER-стресс зависимого апоптоза, в случае СаСо2 наблюдается практически только для концентрации MLI 1⋅10-7 М, а в случае Molt4 - для всех исследуемых концентраций. Это согласуется с различной чувствительность данных типов клеток к MLI. Отметим, что мРНК гена EIF2AK3, кодирующего трансмембранный белок эндоплазматического ретикулума PERK, ответственный за запуск PERK-зависимого сигнального каскада - третьего каскада, связанного с UPR, достаточно хорошо представлен в клетках CaCo2 и очень мало или практически отсутствует в клетках Molt4.To test the hypothesis about the role of ER stress and trigger the cell response to an increase in the number of unfolded protein response (UPR) in the mechanism of antitumor and immunomodulating activity of MLI, we studied the change in gene expression involved in these processes in Molt4 and CaCo2 cell lines. with different sensitivity to MLI (IC 50 is 4.6⋅10 -10 M and 1.0⋅10 -6 M, respectively). From the data presented in FIG. Figure 3 shows that the profile of changes in the expression of genes involved in UPR depends on cell type, MLI concentration, and duration of exposure. However, a general tendency is observed for both types of cells: lower MLI concentrations (1⋅10 -9 M, 1⋅10 -11 M) contribute to the start of adaptive processes in the cell rather than to the start of apoptosis. Thus, an increase in the level of the spliced form of the mRNA of the XBP1 gene (XBPls), the mRNA of thaler protein genes (HSPH1, HSPB1, HSPA5) and the transcription factor ATF6 is apparently due to the activation of IRE1α and ATF6-dependent signaling pathways [Grootjans J., Kaser A ., Kaufman, RJ, Blumberg RS, The unfolded protein response in immunity and inflammation // Nature Reviews Immunology. 2016. Vol. 16. P. 469-484], aimed at reducing the total number of proteins, on the one hand, and increasing the number of proteins necessary for removing from the ER incorrectly folded proteins, increasing its size and capacity, as well as increasing the efficiency of protein folding, on the other hand . Changes in the number of transcripts of the ATF4 transcription factor genes and its CHOP target (DDIT3 gene) are dose-dependent. For both genes, a wavelike pattern of expression changes is traced. At the same time an increase in the expression of DDIT3, mediator of ER-stress-dependent apoptosis in the case Caco2 observed almost exclusively to concentrate MLI 1⋅10 -7 M, and in the case Molt4 - for all test concentrations. This is consistent with the different sensitivity of these cell types to MLI. Note that the mRNA of the EIF2AK3 gene encoding the transmembrane protein of the endoplasmic reticulum PERK, which is responsible for triggering the PERK-dependent signaling cascade, the third cascade associated with UPR, is quite well represented in CaCo2 cells and is very little or practically absent in Molt4 cells.

Важнейшим маркером иммуногенности процесса является высвобождение калретикулина, кодируемого геном CALR. Калретикулин принадлежит к так называемым молекулярным паттернам, ассоциированных с повреждением клеток (DAMPs). В случае клеток CaCo2, увеличение экспрессии гена CALR наблюдается для концентрации MLI 1⋅10-9 и 1⋅10-11 М, а в случае MOLT4 - даже некоторое падение экспрессии (фиг. 3).The most important marker of the immunogenicity of the process is the release of calreticulin encoded by the CALR gene. Calreticulin belongs to the so-called molecular patterns associated with cell damage (DAMPs). In the case of CaCo2 cells CALR increase in gene expression is observed for concentrations MLI 1⋅10 -9 and 1⋅10 -11 M, and in the case MOLT4 - even a drop of expression (Fig 3.).

Полученные данные позволяют сделать вывод, что воздействие MLI действительно приводит к ER-стрессу и запуску UPR. При этом высвобождение важного иммуногенного компонента калретикулина проявляет зависимость от типа клеток, дозы и продолжительности воздействия MLI. Меньшие концентрации MLI (1⋅10-9 и 1⋅10-11 M) ассоциированы с большим содержанием транскрипта CALR и активацией адаптационных процессов в клетке. Таким образом, для проявления иммуномодулирующих свойств MLI, по-видимому, важным является время присутствия лектина в ткани, тогда как увеличение локальной концентрации MLI может нивелировать этот эффект.The data obtained allow us to conclude that the impact of MLI really leads to ER-stress and the launch of UPR. Moreover, the release of an important immunogenic component of calreticulin is dependent on the type of cell, dose and duration of exposure to MLI. Lower concentrations of MLI (1⋅10 -9 and 1⋅10 -11 M) are associated with a high content of the CALR transcript and activation of adaptive processes in the cell. Thus, for the manifestation of the immunomodulating properties of MLI, the time of the presence of lectin in the tissue is apparently important, while an increase in the local concentration of MLI can offset this effect.

Исследование иммунологической активности препарата MLI in vitroIn vitro study of the immunological activity of MLI

В рамках данного исследования была проведена оценка эффективности разработанного препарата индуцировать высвобождение TNFα, IL-6 и тотальной формы IL-12 на фракции мононуклеаров, полученных из крови здоровых людей. При концентрации 10 нг/мл происходило значительное увеличение TNFα (p<0,05), а при 1 нг/мл - IL-6 (p<0,05). Экспрессия IL-12, продуцируемого, в основном активированными моноцитами, также была исследована. Значительное увеличение тотального IL-12 было детектировано в культуре мононуклеаров после 24 ч инкубации с 10 нг/мл препарата (в 2,1 раза; p<0,05).In the framework of this study, the effectiveness of the developed drug was evaluated to induce the release of TNFα, IL-6 and the total form of IL-12 on the fractions of mononuclear cells obtained from the blood of healthy people. At a concentration of 10 ng / ml, there was a significant increase in TNFα (p <0.05), and at 1 ng / ml, IL-6 (p <0.05). The expression of IL-12 produced mainly by activated monocytes has also been investigated. A significant increase in total IL-12 was detected in a mononuclear culture after 24 hours of incubation with 10 ng / ml of the drug (2.1 times; p <0.05).

Предполагается, что механизмами активации клеток крови в составе иммунной системы включается не только увеличение цитокинов, но также увеличение фагоцитарной активности, уровня поверхностных молекул, участвующих в адгезии и распознавании, в результате которых регулируются различные макрофаг-опосредованные нативные и адаптивные формы иммунного ответа. Результаты, полученные в рамках проведенных исследований, позволяют предположить, что одним из возможных медиаторов изменения фенотипа клеток при действии на них разработанного препарата, может быть активация реакции несвернутых белков (см. выше).It is assumed that the activation mechanisms of blood cells in the immune system include not only an increase in cytokines, but also an increase in phagocytic activity, the level of surface molecules involved in adhesion and recognition, as a result of which various macrophage-mediated native and adaptive forms of the immune response are regulated. The results obtained in the framework of the conducted studies suggest that one of the possible mediators of changes in the phenotype of cells under the influence of the developed drug on them may be the activation of the reaction of unfolded proteins (see above).

Исследование in vivo противоопухолевого и антиметастатического действия разработанного препарата MLI на ксенографтных моделях мышейIn vivo study of the antitumor and antimetastatic effects of the developed MLI preparation in xenograft mouse models

Исследования противоопухолевого и антиметастатического действия разработанного препарата проводилось с использованием ксенографтных моделей на основе иммунодефицитных мышей SCID с трансплантированными опухолевыми клетками человека нескольких видов рака: рака яичников, меланомы, колоректального рака. Препарат вводили животным подкожно в трех дозах 30, 150 и 500 нг/кг. Рост опухоли и введение животным разработанного препарата во всех трех исследуемых дозах 30, 150 и 500 нг/кг не оказывали отрицательного влияния на жизнеспособность, поведение и физиологические реакции, внешний вид, потребление пищи и воды животными. В некоторых случаях при введении максимальной дозы 500 нг/кг наблюдалось местное раздражающее действие, шелушение в местах введения препарата, у двух животных наблюдалось изменение пигментации кожи,Studies of the antitumor and antimetastatic effects of the developed drug were carried out using xenograft models based on SCID immunodeficient mice with transplanted human tumor cells of several types of cancer: ovarian cancer, melanoma, colorectal cancer. The drug was administered to animals subcutaneously in three doses of 30, 150 and 500 ng / kg. Tumor growth and administration of the developed drug to animals in all three studied doses of 30, 150 and 500 ng / kg did not adversely affect the viability, behavior and physiological reactions, appearance, and food and water intake of animals. In some cases, with the introduction of the maximum dose of 500 ng / kg, a local irritant effect was observed, peeling at the injection site, two animals showed a change in skin pigmentation,

У животных в группе рака яичников, получавших тестируемый препарат в дозах 30 и 500 нг/кг, наблюдалось статистически значимое увеличение продолжительности жизни по сравнению с контрольной группой (p<0,0002).In animals in the ovarian cancer group receiving the test drug at doses of 30 and 500 ng / kg, there was a statistically significant increase in life expectancy compared to the control group (p <0,0002).

У животных в группе меланомы, получавших дозу 150 нг/кг, средний вес первичных опухолей, был в 1,5 раза больше, чем в группе с дозой 30 нг/кг (p<0,04). В группе мышей, получавших 30 нг/кг заявляемого препарата, наблюдалось снижение количества метастазов в 2,3 по сравнению с контрольной группой (p<0,0001). Для всех экспериментальных групп детектировалось статистически значимое увеличение количества дендритных клеток, инфильтрированных в первичную опухоль (для всех групп p<0,05).In animals in the melanoma group receiving a dose of 150 ng / kg, the average weight of primary tumors was 1.5 times greater than in the group with a dose of 30 ng / kg (p <0.04). In the group of mice treated with 30 ng / kg of the claimed drug, there was a decrease in the number of metastases in 2.3 compared with the control group (p <0.0001). For all experimental groups, a statistically significant increase in the number of dendritic cells infiltrated into the primary tumor was detected (for all groups, p <0.05).

У животных в группе колоректального рака, получавших препарат в дозе 30 нг/кг, выживаемость была значительно лучше (p<0,01). При этом среднее значение массы первичной опухоли у животных в группе «30 нг/кг» было статистически значимо ниже, чем в контрольной группе (p=0,04). Также в этой группе наблюдалось значительное уменьшение количества метастазов (в 3,7 раза) по сравнению с контрольной группой (p<0,0001). Количество дендриных клеток для животных данной группы было больше в 1,8 раза.In animals in the colorectal cancer group treated with the drug at a dose of 30 ng / kg, survival was significantly better (p <0.01). Moreover, the average weight of the primary tumor in animals in the 30 ng / kg group was statistically significantly lower than in the control group (p = 0.04). Also in this group there was a significant decrease in the number of metastases (3.7 times) compared with the control group (p <0.0001). The number of dendrin cells for animals of this group was 1.8 times more.

Иммуномодулирующее действие препарата MLIImmunomodulatory effect of MLI

Иммуномодулирующие свойства разработанного препарата были изучены с использованием в качестве in vivo модели крыс линии Wistar. Показано увеличение абсолютного количества мононуклеарных клеток в периферической крови (РВМС) крыс после подкожного введения препарата на 15-22% в зависимости от вводимой дозы препарата (вводили от 1 до 30 нг/кг). Также было показано увеличение абсолютного количества больших гранулярных лимфоцитов (LGLs) в 2-3,5 раза через 24 и 48 ч в группах «0,5 нг/кг» и «1 нг/кг», соответственно. Более высокие дозы препарата (10 и 30 нг/кг) приводили к статистически значимому снижению общего числа LGLs в 1,5 и 2 раза через 24 ч и 48 ч, соответственно. Детектировалось повышенное содержание активированных моноцитов, а также NK-клеток.The immunomodulating properties of the developed preparation were studied using an in vivo model of Wistar rats. An increase in the absolute number of mononuclear cells in the peripheral blood (PBMC) of rats after subcutaneous administration of the drug by 15-22% depending on the administered dose of the drug (from 1 to 30 ng / kg) was shown. An increase in the absolute number of large granular lymphocytes (LGLs) was also shown to be 2–3.5 times after 24 and 48 hours in the “0.5 ng / kg” and “1 ng / kg” groups, respectively. Higher doses of the drug (10 and 30 ng / kg) led to a statistically significant decrease in the total number of LGLs by 1.5 and 2 times after 24 hours and 48 hours, respectively. An increased content of activated monocytes as well as NK cells was detected.

Кроме того, было показано, что низкие дозы (30 нг/кг или ниже) увеличивают количество дендритных клеток, инфильтрирующих в первичную опухоль мышей. Кроме того, эксперименты на крысах показали, что даже более низкие дозы препарата (1 нг/кг) приводят к увеличению количество больших гранулярных лимфоцитов, а также содержание активированных клеток иммунной системы.In addition, it has been shown that low doses (30 ng / kg or lower) increase the number of dendritic cells that infiltrate into the primary tumor of the mice. In addition, experiments on rats showed that even lower doses of the drug (1 ng / kg) lead to an increase in the number of large granular lymphocytes, as well as the content of activated cells of the immune system.

Изучение острой токсичности препарата MLIAcute Toxicity Study of MLI

Изучение острой токсичности растительного лектина MLI из Viscum album (далее по тексту - вискумин) на мышах и крысах при подкожном введении с определением переносимых, токсических и летальных доз выполнено на белых беспородных мышах крысах. Препарат вводили мышам и крысам подкожно однократно в заданных по условиям эксперимента дозах по вискумину. В предварительном исследовании каждая доза испытана на одном самце и одной самке, а в основном исследовании - 5 самцах и 5 самках. Животным контрольных групп вводили носитель - фосфатный буфер с pH 8,0 (раствор для разведения) - в таком же объеме, как и субстанцию в максимальной дозе. Вводимые объемы корректировали с учетом индивидуальной массы тела животного.The study of the acute toxicity of plant MLI lectin from Viscum album (hereinafter referred to as viscumin) in mice and rats after subcutaneous administration with the determination of tolerable, toxic and lethal doses was carried out on white outbred rat mice. The drug was administered to mice and rats subcutaneously once in prescribed doses of viscamine according to the experimental conditions. In a preliminary study, each dose was tested on one male and one female, and in the main study, 5 males and 5 females. The animals of the control groups were injected with a carrier - phosphate buffer with a pH of 8.0 (dilution solution) - in the same volume as the substance in the maximum dose. The injected volumes were adjusted taking into account the individual body weight of the animal.

В период наблюдения (в течение 14 дней после введения) оценивали общее состояние животных по их двигательной активности, потреблению корма и воды, состоянию шерсти и слизистых оболочек, массе тела.During the observation period (within 14 days after administration), the general condition of the animals was assessed by their motor activity, feed and water consumption, the condition of the coat and mucous membranes, and body weight.

После окончания периода наблюдения проводили патологоанатомическое вскрытие у всех животных, получивших растворитель и максимальную дозу препарата, не вызвавшую гибель. Умерщвление животных производили ингаляцией углекислого газа. Патологоанатомическое исследование осуществляли в течение 1 часа после эвтаназии животных. Морфологическое состояние внутренних органов животных определяли визуально при вскрытии.After the observation period, a postmortem autopsy was performed in all animals that received the solvent and the maximum dose of the drug that did not cause death. The killing of animals was carried out by inhalation of carbon dioxide. Postmortem examination was carried out within 1 hour after euthanasia of animals. The morphological state of the internal organs of animals was determined visually at autopsy.

Расчет параметров острой токсичности препаратов (ЛД10, ЛД16, ЛД50, 95% доверительный интервал ЛД50, ЛД84) проводили пробит-методом.The calculation of the acute toxicity parameters of the drugs (LD 10 , LD 16 , LD 50 , 95% confidence interval LD 50 , LD 84 ) was carried out by the probit method.

Оценку острой токсичности субстанции при подкожном введении проводили на белых беспородных мышах и крысах в два этапа.Assessment of acute toxicity of the substance during subcutaneous administration was carried out on white outbred mice and rats in two stages.

На первом этапе в предварительном исследовании определяли ориентировочный диапазон переносимых, токсических и летальных доз тестируемого вещества на двух животных на дозу (1 самец и 1 самка). На мышах были испытаны дозы 0,5, 5, 50, 100, 200 и 300 мкг/кг. Все животные на дозах: 100, 200 и 300 мкг/кг погибли. На крысах сначала были испытаны дозы 0,5, 5, 50, 100, 200 и 300 мкг/кг. Гибели животных в течение 14 дней опыта не было. Поэтому дополнительно были испытаны дозы 400 и 800 мкг/кг. Все животные на обоих дозах погибли на 3-4 день опыта.At the first stage, a preliminary study determined the indicative range of tolerated, toxic, and lethal doses of the test substance in two animals per dose (1 male and 1 female). Doses of 0.5, 5, 50, 100, 200 and 300 mcg / kg were tested on mice. All animals at doses: 100, 200 and 300 mcg / kg died. At rats, doses of 0.5, 5, 50, 100, 200 and 300 μg / kg were first tested. The death of animals within 14 days of experience was not. Therefore, additional doses of 400 and 800 μg / kg were tested. All animals at both doses died on the 3-4th day of the experiment.

По результатам предварительного исследования на мышах и крысах были установлены диапазоны доз для основного исследования.According to the results of a preliminary study in mice and rats, dose ranges were established for the main study.

В основном исследовании субстанцию вводили мышам в дозах 50, 100 и 200 мкг/кг, а крысам - в дозах 125, 250 и 500 мкг/кг (по 5 самцов и 5 самок на дозу).In the main study, the substance was administered to mice at doses of 50, 100 and 200 μg / kg, and to rats at doses of 125, 250 and 500 μg / kg (5 males and 5 females per dose).

В первые сутки после введения субстанции клинические симптомы отравления у мышей и крыс обоего пола и всех подопытных групп отсутствовали. На 2-е сутки после введения на максимальной и средней дозах у животных обоих видов отмечали дозозависимые неспецифические симптомы интоксикации (угнетенное состояние, учащенное дыхание, снижение потребления корма и воды) и местно-раздражающее действие.On the first day after administration of the substance, clinical symptoms of poisoning were absent in mice and rats of both sexes and all experimental groups. On the 2nd day after administration at the maximum and average doses in animals of both species, dose-dependent nonspecific symptoms of intoxication (depressed state, rapid breathing, decreased feed and water intake) and a local irritant effect were noted.

Местно-раздражающее действие проявлялось следующим образом. У всех животных на максимальной дозе отмечали со второго дня опыта отек и покраснение кожи в месте введения, и некротические изменения подкожной клетчатки в области введения. У животных, получивших минимальную и среднюю дозы, наблюдали покраснение кожи в области введения. И начиная с 2-3 дня опыта и до окончания срока наблюдения (14 дней) отмечали нарастающие дозозависимые некротические изменения в подкожной клетчатке с образованием открытых незаживающих язв у части подопытных животных, получавших тестируемое вещество в дозах ≥50 мкг/кг (мыши) и ≥125 мкг/кг (крысы).Local irritant effect was manifested as follows. In all animals at the maximum dose, swelling and redness of the skin at the injection site, and necrotic changes in the subcutaneous tissue at the injection site were observed from the second day of the experiment. In animals that received the minimum and average doses, reddening of the skin at the injection site was observed. And starting from 2-3 days of the experiment and until the end of the observation period (14 days), increasing dose-dependent necrotic changes in the subcutaneous tissue were observed with the formation of open nonhealing ulcers in some experimental animals receiving the test substance in doses of ≥50 μg / kg (mouse) and ≥ 125 mcg / kg (rat).

Гибель мышей и крыс наблюдалась, начиная с 3-го дня опыта. Гибель основной массы животных происходила в ночные часы на фоне угнетенного состояния в 3-6 дни.The death of mice and rats was observed starting from the 3rd day of the experiment. The death of the bulk of the animals occurred at night against the background of an oppressed state in 3-6 days.

Параметры острой токсичности субстанции для мышей и крыс представлены в таблицах 2 и 3. Из полученных результатов следует, что мыши более чем крысы чувствительны к вискумину. В то же время, у мышей и крыс половые различия чувствительности к вискумину не выражены.The parameters of the acute toxicity of the substance for mice and rats are presented in tables 2 and 3. From the obtained results it follows that mice are more than rats sensitive to viscumin. At the same time, in mice and rats, sexual differences in sensitivity to viscumin are not expressed.

У всех животных, получивших исследуемое вещество, в первую неделю наблюдения отмечали потерю веса. У выживших животных на 2-й неделе опыта общее состояние несколько улучшилось: стали больше потреблять корма, и частично восполнили потерю массы тела.In all animals that received the test substance, weight loss was noted in the first week of observation. In the surviving animals, in the 2nd week of the experiment, the general condition improved slightly: they began to consume more food, and partially compensated for the loss of body weight.

Патоморфологическое исследование мышей и крыс проводили в случаях падежа животных в течение периода наблюдения, а также на 15-й день после введения вискумина (Субстанция заявляемого препарата, раствор для инъекций, 0,1 мг/мл) (животные из групп, в которых не было падежа и животные, получавшие носитель).A pathomorphological study of mice and rats was carried out in cases of death of animals during the observation period, as well as on the 15th day after the administration of viscumin (substance of the claimed drug, solution for injection, 0.1 mg / ml) (animals from groups in which there were no case and animals receiving the carrier).

При патологоанатомическом вскрытии павших мышей и крыс, получивших подкожно препарат вискумина, в месте введения были обнаружены выраженные некротические изменения в коже и подкожной клетчатке, а в отдельных случаях дополнительно - петехиальные кровоизлияния в прилежащей мышечной ткани.During pathoanatomical autopsy of dead mice and rats receiving a subcutaneous preparation of viscumin, pronounced necrotic changes in the skin and subcutaneous tissue were found at the injection site, and in some cases, additional petechial hemorrhages in the adjacent muscle tissue.

Кроме того, у павших мышей, ранее получивших вискумин в дозе 200 мкг/кг, в желудочно-кишечном тракте обнаруживали содержимое темно-красного цвета, предположительно кровь. При этом повреждений слизистых оболочек или сосудов желудка и кишечника выявлено не было.In addition, in fallen mice that had previously received a dose of 200 μg / kg of viscumin, dark red contents, presumably blood, were found in the gastrointestinal tract. In this case, damage to the mucous membranes or vessels of the stomach and intestines was not detected.

При плановом патологоанатомическом вскрытии мышей, получивших тестируемое вещество в дозе 50 мкг/кг, при внешнем осмотре и исследовании трупов были установлены изменения в коже и подкожной клетчатке. В участках кожи в месте введения вискумина у животных определяли небольшие уплотнения, иногда с изъязвлением на поверхности кожи, а также петехии в подлежащей подкожной клетчатке и мышечной ткани. У мышей, которым инъецировали носитель, изменений в коже и прилежащих тканях не обнаруживали. Других различий между подопытными и контрольными мышами не установлено. При некропсии органы грудной и брюшной полостей мышей подопытных и контрольных групп имели анатомически правильное расположение и нормальную макроструктуру, каких-либо макроскопически различимых патологических изменений не установлено.During a planned autopsy of mice that received the test substance at a dose of 50 μg / kg, changes in the skin and subcutaneous tissue were established during external examination and examination of corpses. Small densities were determined in the skin areas at the injection site of viscumin in animals, sometimes with ulceration on the surface of the skin, as well as petechiae in the underlying subcutaneous tissue and muscle tissue. In mice that were injected with the media, changes in the skin and adjacent tissues were not detected. No other differences between experimental and control mice were found. With necropsy, the organs of the thoracic and abdominal cavities of mice in the experimental and control groups had an anatomically correct location and normal macrostructure; no macroscopically distinguishable pathological changes were found.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

При плановом патологоанатомическом вскрытии крыс, получивших вискумин в дозе 250 мкг/кг, при внешнем осмотре и исследовании трупов были установлены значительные по размеру и выраженности признаков изменения в коже и подкожной клетчатке. Так, в участках кожи в месте введения тестируемого вещества у животных определяли обширные постнекротические очаги, покрытые сухими корками цвета от темно-серого до черного и размером от 4,5×1,5 см до 7,0×3,5 см. У одного самца и двух самок под описываемыми корками были обнаружены очаги со сметанообразным содержимым, имевшим ихорозный запах, что, по всей видимости, явилось следствием инфицирования некротических тканей гноеродными бактериями. У крыс, которым инъецировали носитель, изменений в коже и прилежащих тканях не обнаруживали. Других различий между подопытными и контрольными крысами не установлено. При некропсии органы грудной и брюшной полостей крыс подопытных и контрольных групп имели анатомически правильное расположение и нормальную макроструктуру, каких-либо макроскопически различимых патологических изменений не установлено.When a postmortem autopsy was performed on rats receiving a dose of 250 mcg / kg of viscumin, external examination and examination of corpses revealed significant changes in the size and severity of signs of changes in the skin and subcutaneous tissue. So, in the skin areas at the injection site of the test substance in animals, extensive post-necrotic lesions covered with dry crusts of color from dark gray to black and ranging in size from 4.5 × 1.5 cm to 7.0 × 3.5 cm were determined. males and two females under the described crusts were found foci with creamy contents that had an ichorous odor, which, apparently, was a consequence of infection of necrotic tissues with pyogenic bacteria. In rats to which the vehicle was injected, no changes in the skin and adjacent tissues were detected. No other differences between experimental and control rats were found. With necropsy, the organs of the thoracic and abdominal cavities of rats of the experimental and control groups had an anatomically correct location and normal macrostructure; no macroscopically distinguishable pathological changes were found.

Таким образом, проведенным патоморфологическим исследованием установлено выраженное местное раздражающее действие вискумина при подкожном введении в испытанных концентрациях и дозах мышам и крысам, приводящее к глубокому некрозу кожи и прилежащих тканей. Повреждения макроструктуры внутренних органов животных установлено не было.Thus, a pathomorphological study found a pronounced local irritant effect of viscumin when administered subcutaneously in tested concentrations and doses to mice and rats, leading to deep necrosis of the skin and adjacent tissues. Damage to the macrostructure of the internal organs of animals has not been established.

На белых беспородных мышах и крысах изучена острая токсичность вискумина (субстанции нового лекарственного препарата) при однократном подкожном введении.On white outbred mice and rats, the acute toxicity of viscumin (the substance of a new drug) was studied with a single subcutaneous injection.

По результатам клинических наблюдений выявлены дозозависимые неспецифические симптомы интоксикации (угнетенное состояние, учащенное дыхание, снижение потребления корма и воды) и местно-раздражающее действие. Гибель мышей и крыс наблюдалась, начиная с 3-го дня опыта. Гибель основной массы животных происходила в ночные часы на фоне угнетенного состояния в 3-6 дни.According to the results of clinical observations, dose-dependent nonspecific symptoms of intoxication (depressed state, rapid breathing, decreased feed and water intake) and local irritating effect were revealed. The death of mice and rats was observed starting from the 3rd day of the experiment. The death of the bulk of the animals occurred at night against the background of an oppressed state in 3-6 days.

По данным гибели животных в экспериментах установлены параметры острой токсичности субстанции (ЛД10, ЛД16, ЛД50, 95% доверительный интервал ЛД50, ЛД84) для мышей и крыс.According to animal death data, the parameters of acute toxicity of the substance (LD 10 , LD 16 , LD 50 , 95% confidence interval LD 50 , LD 84 ) for mice and rats were established in experiments.

Установлено, что мыши более чувствительны к вискумину чем крысы. У мышей и крыс половые различия чувствительности к вискумину не выражены. Минимальные значения ЛД50 вискумина для самок мышей (59 мкг/кг) и самок крыс (266 мкг/кг) превышают предполагаемую разовую терапевтическую для человека дозу при подкожном введении (5 нг/кг) более чем в 11800 раз и 53200 раз соответственно.Mice were found to be more sensitive to viscumin than rats. In mice and rats, gender differences in viscumin sensitivity are not pronounced. The minimum LD 50 values of viscumin for female mice (59 μg / kg) and female rats (266 μg / kg) exceed the expected single human therapeutic dose by subcutaneous administration (5 ng / kg) by more than 11,800 times and 53200 times, respectively.

Патоморфологическим исследованием установлено выраженное местное раздражающее действие вискумина при подкожном введении в испытанных концентрациях и дозах мышам и крысам, приводящее к глубокому некрозу кожи и прилежащих тканей. Повреждения макроструктуры внутренних органов животных установлено не было.A pathomorphological study found a pronounced local irritant effect of viscumin when administered subcutaneously in tested concentrations and doses to mice and rats, leading to deep necrosis of the skin and adjacent tissues. Damage to the macrostructure of the internal organs of animals has not been established.

Несмотря на наличие местного раздражающего действия в чрезмерных дозах (≥50 мкг/кг у мышей и ≥125 мкг/кг у крыс), субстанция имеет высокий терапевтический индекс и не имеет противопоказаний для проведения клинических испытаний.Despite the presence of local irritant effects in excessive doses (≥50 μg / kg in mice and ≥125 μg / kg in rats), the substance has a high therapeutic index and has no contraindications for conducting clinical trials.

Во второй части исследования острой токсичности препарата MLI белым беспородным мышам и крысам однократно подкожно вводили препарат в дозах 50, 500 и 5000 нг/кг по вискумину. Животным контрольных групп вводили носитель - фосфатный буфер с pH 8,0 (раствор для разведения) - в таком же объеме, как и препарат в максимальной дозе.In the second part of the acute toxicity study of the MLI preparation, white outbred mice and rats were injected subcutaneously with doses of 50, 500 and 5000 ng / kg viscumin. The animals of the control groups were injected with a carrier - phosphate buffer with a pH of 8.0 (dilution solution) - in the same volume as the drug in the maximum dose.

Патоморфологическое исследование проводили на 15-й день после введения препарата. Некропсии подвергали мышей и крыс, получивших исследуемый препарат в максимальной дозе, не вызвавшей гибели животных - 5000 нг/кг, а также всех животных, получавших носитель.A pathomorphological study was performed on the 15th day after drug administration. Necropsy was performed on mice and rats that received the study drug in the maximum dose that did not cause the death of the animals — 5000 ng / kg, as well as all animals that received the vehicle.

Проведенным патоморфологическим исследованием не установлено морфологических признаков какого-либо повреждающего действия препарата на органы и ткани подопытных крыс и мышей. Также в месте введения препарата ни в одном из случаев не было обнаружено признаков местного раздражающего действия.A pathomorphological study did not establish morphological signs of any damaging effects of the drug on the organs and tissues of experimental rats and mice. Also, at the injection site in no case were any signs of local irritant effect found.

Разработанный препарат имеет высокий терапевтический индекс и не имеет противопоказаний для проведения клинических испытаний.The developed drug has a high therapeutic index and has no contraindications for conducting clinical trials.

Изучение хронической токсичности разработанного препарата MLI на крысах при подкожном введении в течение одного месяцаThe study of chronic toxicity of the developed drug MLI in rats after subcutaneous administration for one month

Опыты проводили на белых беспородных крысах по оценке характера и выраженности возможного повреждающего действия препарата на организм крыс при многократном подкожном введении.The experiments were carried out on white outbred rats to assess the nature and severity of the possible damaging effect of the drug on the rat organism with repeated subcutaneous administration.

Тестируемый препарат вводили крысам в течение одного месяца подкожно по 2 раза в неделю через 2-3 дня в дозах 0, 5, 50 и 500 нг/кг по вискумину. Каждая доза препарата испытана на 10 самцах и 10 самках.The test drug was administered to rats for one month subcutaneously 2 times a week after 2-3 days at doses of 0, 5, 50 and 500 ng / kg for viscumin. Each dose of the drug was tested on 10 males and 10 females.

В течение курса введения и 14 дней восстановительного периода оценивали общее состояние животных по их двигательной активности, потреблению корма и воды, состоянию шерсти и слизистых оболочек, массе тела. Через 24 ч после окончания курса введения и после 14 дней восстановительного периода проводили отбор биологических образцов согласно схеме эксперимента в каждый срок для проведения гематологических, биохимических и патоморфологических исследований.During the course of administration and 14 days of the recovery period, the general condition of the animals was assessed by their motor activity, feed and water consumption, the condition of the coat and mucous membranes, and body weight. 24 hours after the end of the administration course and after 14 days of the recovery period, biological samples were selected according to the experimental design at each time for hematological, biochemical and pathomorphological studies.

В течение месячного курса введения и 14 дней восстановительного периода клинических симптомов интоксикации и гибели животных не было. Общее состояние животных подопытных и контрольных групп не различалось. Во всех группах животные были активны, охотно поедали корм. Динамика изменения массы тела у животных всех групп была положительная. Статистически значимых различий среднегрупповых значений массы тела животных подопытных групп относительно контрольных не выявлено.During the monthly course of administration and 14 days of the recovery period, there were no clinical symptoms of intoxication and death of the animals. The general condition of the animals in the experimental and control groups did not differ. In all groups, the animals were active, willingly ate food. The dynamics of changes in body weight in animals of all groups was positive. There were no statistically significant differences in the mean group values of body weight of animals of the experimental groups relative to the control.

Анализ данных гематологического исследования, биохимического исследования сыворотки крови крыс, патоморфологического исследования, массовых коэффициентов органов, сравнительного микроскопическом изучении гистологических препаратов органов и тканей животных показывает, что препарат при подкожном введении в течение одного месяца в изученных дозах не вызывает признаков общетоксического и местного раздражающего действия как после месячного курса подкожного введения крысам, так и по окончании восстановительного периода.Analysis of the data of hematological studies, biochemical studies of rat blood serum, pathomorphological studies, organ mass ratios, comparative microscopic studies of histological preparations of animal organs and tissues shows that the preparation, when administered subcutaneously for one month in the studied doses, does not cause signs of general toxic and local irritating effect after a monthly course of subcutaneous administration to rats, and at the end of the recovery period.

Изучение влияния разработанного препарата MLI на жизненно важные системы (нервную, дыхательную, сердечно-сосудистую) при его подкожном введенииStudy of the effect of the developed MLI drug on vital systems (nervous, respiratory, cardiovascular) with its subcutaneous injection

В исследовании оценивалось влияние субстанции препарата «ВискулаН»-«Вискумин, растительный лектин MLI из Viscum album» на функции нервной, кровеносной и дыхательной систем при многократном подкожном введении самцам и самкам мышей CD-I.The study evaluated the effect of the substance of the drug “ViskulaN” - “Viscumin, plant lectin MLI from Viscum album” on the functions of the nervous, circulatory and respiratory systems with repeated subcutaneous administration of CD-I mice to males and females.

Тестируемое вещество вводили в трех дозах (10 нг/кг, 100 нг/кг и 1000 нг/кг). Доза 10 нг/кг (условно-терапевтическая) близка к предполагаемой терапевтической дозе человека и к минимальным дозам, при которых наблюдается терапевтический эффект (с учетом перерасчета на единицу площади поверхности тела мыши (мг/м2)), доза 1000 нг/кг (условно-токсическая) взята как субтоксическая. Доза 100 нг/кг взята как промежуточная. Препарат сравнения не был предусмотрен, поскольку препарат «Вискулан» является инновационным и не имеет аналогов, позволяющих провести сравнение.The test substance was administered in three doses (10 ng / kg, 100 ng / kg and 1000 ng / kg). A dose of 10 ng / kg (conditionally therapeutic) is close to the proposed therapeutic dose of a person and to the minimum doses at which the therapeutic effect is observed (taking into account conversion per unit surface area of the mouse body (mg / m 2 )), a dose of 1000 ng / kg ( conditionally toxic) taken as subtoxic. A dose of 100 ng / kg was taken as an intermediate. The comparison drug was not provided, because the drug "Viskulan" is innovative and has no analogues, allowing comparisons.

В качестве контрольного вещества вводили растворитель - специальный буфер, предназначенный для разведения оригинального препарата.As a control substance, a solvent was introduced - a special buffer intended for dilution of the original preparation.

Препарат и контрольное вещество вводились один раз в двое суток, в течение 30 дней, то есть каждое животное получило всего 15 доз.The drug and the control substance were administered once every two days, for 30 days, that is, each animal received a total of 15 doses.

В течение периода введения у животных регистрировали прирост массы тела, потребление корма, смертность, локомоторную активность, мышечную силу передних лап (тест Grip strength), параметры ЦНС (оценка нейротоксичности), параметры дыхания. На 31-й день после первого введения была произведена оценка состояния кровеносной системы, после чего животные были подвергнуты эвтаназии и некропсии; органы осмотрены и взвешены, взяты образцы кожи в месте введения.During the administration period, an increase in body weight, feed intake, mortality, locomotor activity, forefoot muscle strength (Grip strength test), central nervous system parameters (assessment of neurotoxicity), and respiration parameters were recorded in animals. On the 31st day after the first injection, the state of the circulatory system was evaluated, after which the animals were euthanized and necropsy; organs examined and weighed, skin samples taken at the injection site.

В ходе исследования не обнаружено никаких признаков нейротоксичности, в том числе никаких признаков отклонений в локомоторной активности, мышечной силе и других параметрах нейротоксичности. Не обнаружено отклонений в динамике массы тела, потреблении корма, параметрах дыхательной системы.During the study, no signs of neurotoxicity were found, including no signs of abnormalities in locomotor activity, muscle strength, and other parameters of neurotoxicity. No deviations were found in the dynamics of body weight, feed intake, and respiratory system parameters.

При оценке состояния сердечно-сосудистой системы не выявлено признаков влияния на артериальное давление. Не выявлено статистически достоверных признаков влияния препарата на частоту сердечных сокращений у самок во всех группах и у самцов, получавших препарат в условно-терапевтической дозе (10 нг/кг). Имеющиеся данные частоты сердечных сокращений обнаруживают тенденцию к увеличению для животных, получавших препарат в дозах 100 нг/кг и 1000 нг/кг, однако не выходят за рамки допустимых значений и не могут однозначно интерпретироваться как проявление патологии и, в то же время, не могут исключить возможность влияния препарата на сердечно-сосудистую систему.When assessing the state of the cardiovascular system, there were no signs of an effect on blood pressure. There were no statistically significant signs of the effect of the drug on the heart rate in females in all groups and in males who received the drug in a conditionally therapeutic dose (10 ng / kg). Available heart rate data show a tendency to increase for animals that received the drug at doses of 100 ng / kg and 1000 ng / kg, but do not go beyond the acceptable values and cannot be unambiguously interpreted as a manifestation of pathology and, at the same time, cannot exclude the possibility of the effect of the drug on the cardiovascular system.

В ходе эксперимента у отдельных животных, получавших препарат в дозе 1000 нг/кг наблюдались выраженные признаки местно-раздражающего действия в месте введения (кожа между лопаток). Эффект наблюдался и к моменту некропсии, у животных взяты образцы кожи. В группах, получавших препарат в дозах 10 нг/кг и 100 нг/кг, признаков местно-раздражающего действия не наблюдалось. Гибели животных, связанной с действием препарата, не установлено.During the experiment, in individual animals treated with the drug at a dose of 1000 ng / kg, pronounced signs of local irritating effect were observed at the injection site (skin between the shoulder blades). The effect was also observed at the time of necropsy; skin samples were taken from animals. In the groups receiving the drug in doses of 10 ng / kg and 100 ng / kg, no signs of local irritating effect were observed. The death of animals associated with the action of the drug is not installed.

Таким образом, исследование препарата «Вискумин» не выявило признаков влияния на нервную и дыхательную системы. Выявлена возможность формирования у отдельных животных выраженного местно-раздражающего действия при введении препарата в дозе 1000 нг/кг. Имеющиеся данные параметров сердечно-сосудистой системы не исключают влияния препарата на это звено физиологии, но не могут однозначно интерпретироваться как проявление патологического влияния.Thus, the study of the drug "Viscumin" did not reveal signs of influence on the nervous and respiratory systems. The possibility of the formation of a pronounced local irritant effect in individual animals with the administration of the drug at a dose of 1000 ng / kg was revealed. Available data on the parameters of the cardiovascular system do not exclude the effect of the drug on this link in physiology, but cannot be unambiguously interpreted as a manifestation of a pathological effect.

Специфическая токсичность препарата MLISpecific Toxicity of MLI

Изучение влияния разработанного препарата на гуморальный иммунитетStudy of the effect of the developed drug on humoral immunity

Воздействие исследуемого препарата на гуморальный иммунитет изучали на модели иммунного ответа на ЭБ. Использовали два пути введения препарата:The effect of the studied drug on humoral immunity was studied on the model of the immune response to EB. Used two routes of administration of the drug:

- однократное внутрибрюшинное введение в дозе 10 ТД;- a single intraperitoneal injection at a dose of 10 TD;

- курсовое введение: подкожно по 2 раза в неделю в течение 30 дней в дозах 10 ТД и 100 ТД.- course introduction: subcutaneously 2 times a week for 30 days in doses of 10 TD and 100 TD.

Гуморальный иммунитет оценивали после завершения курса введения препарата и после восстановительного периода, по уровню гемагглютининов в сыворотке крови животных, выделенной на 7 сутки после иммунизации ЭБ.Humoral immunity was evaluated after completion of the course of administration of the drug and after the recovery period, according to the level of hemagglutinins in the blood serum of animals isolated on the 7th day after immunization with EB.

Было показано супрессивное действие препарата в дозе 100 ТД на гуморальный иммунитет, однако оно имело обратимый эффект с восстановлением к 21 суткам после завершения курса введения.The suppressive effect of the drug at a dose of 100 TD on humoral immunity was shown, however, it had a reversible effect with recovery by 21 days after completion of the course of administration.

Изучение влияния разработанного препарата MLI на клеточный иммунитетStudy of the influence of the developed drug MLI on cellular immunity

Воздействие препарата на клеточный иммунитет изучали на модели иммунного ответа на тринитробензолсульфоновую кислоту (ТНБС). Исследуемый препарат вводили подкожно в дозах 10 ТД и 100 ТД по 2 раза в неделю в течение 30 дней. Гаптен ТНБС вводили в день завершения курса введения препарата и после восстановительного периода (через 14 суток после последнего введения). Клеточный иммунитет оценивали в тесте отека лапки мыши на 6 сутки после введения ТНБС, по показателю ИР, рассчитанному по формуле. Установлено, что заявляемый препарат не оказывает влияния на клеточный иммунитет.The effect of the drug on cellular immunity was studied on the model of the immune response to trinitrobenzenesulfonic acid (TNBS). The study drug was administered subcutaneously at doses of 10 TD and 100 TD 2 times a week for 30 days. Hapten TNBS was administered on the day of completion of the drug administration and after the recovery period (14 days after the last injection). Cellular immunity was assessed in the test paw swelling of the mouse on the 6th day after injection of TNBS, according to the index of IR calculated by the formula. It was found that the claimed drug does not affect cellular immunity.

Изучение влияния разработанного препарата MLI на функциональную активность перитонеальных макрофаговStudy of the effect of the developed MLI preparation on the functional activity of peritoneal macrophages

Воздействие исследуемого препарата на функциональную активность перитонеальных макрофагов (ПМФ) изучали при подкожном введении в дозах 10 ТД и 100 ТД по 2 раза в неделю в течение 30 дней. ПМФ выделяли на следующие сутки после завершения курса введения препарата. Оценивали показатель активности фагоцитоза (АФ - процентный показатель количества макрофагов, поглотивших бактерии) и показатель интенсивности фагоцитоза (ИФ - показатель среднего количества бактерий в одном фагоците).The effect of the study drug on the functional activity of peritoneal macrophages (PMF) was studied with subcutaneous administration at doses of 10 TD and 100 TD 2 times a week for 30 days. PMF was isolated on the next day after completion of the drug. The indicator of phagocytosis activity (AF is a percentage indicator of the number of macrophages that have absorbed bacteria) and the phagocytosis intensity indicator (IF is an indicator of the average number of bacteria in one phagocyte) were evaluated.

Статистически значимых отличий в значениях показателей АФ и ИФ между группами, получавшими исследуемый препарат, и группой отрицательного контроля выявлено не было. Так как после завершения курса введения изученные показатели в группах опыта не отличались от показателей в группе контроля, необходимости в их оценке после восстановительного периода не было.There were no statistically significant differences in the values of the AF and IF indicators between the groups receiving the study drug and the negative control group. Since, after completion of the introduction course, the studied indicators in the experimental groups did not differ from the indicators in the control group, there was no need to evaluate them after the recovery period.

Таким образом, препарат MLI не оказывает влияния на фагоцитарную активность макрофагов.Thus, the MLI preparation does not affect the phagocytic activity of macrophages.

Изучение мутагенного действия разработанного препарата MLI при однократном подкожном введенииThe study of the mutagenic effect of the developed drug MLI with a single subcutaneous injection

При однократном подкожном введении изучали мутагенное действие двух доз препарата (по содержанию активного вещества): 1,2 нг/особь (1 ТД) и 20 нг/особь (1/5 LD50). Животным из группы отрицательного контроля вводили однократно подкожно фосфатный буфер с pH 8,0 (раствор для разведения). Животным из группы положительного контроля вводили однократно внутрибрюшинно циклофосфамид в дозе 20 мг/кг. Исследование проведено на самцах.With a single subcutaneous injection, the mutagenic effect of two doses of the drug (according to the content of the active substance) was studied: 1.2 ng / individual (1 TD) and 20 ng / individual (1/5 LD 50 ). Animals from the negative control group were injected once subcutaneously with phosphate buffer at pH 8.0 (dilution solution). Animals from the positive control group were injected once intraperitoneally with cyclophosphamide at a dose of 20 mg / kg. The study was conducted on males.

Показано, что при однократном подкожном введении мышам в дозах до 20 нг/особь (1000 нг/кг) по содержанию активного вещества мутагенное действие заявляемого препарата в тесте учета хромосомных аберраций костного мозга не установлено.It was shown that with a single subcutaneous injection in mice at doses of up to 20 ng / individual (1000 ng / kg), the mutagenic effect of the inventive preparation in the test for accounting for bone marrow chromosome aberrations was not established in mice according to the content of the active substance.

Изучение мутагенного действия разработанного препарата MLI при четырехкратном подкожном введенииThe study of the mutagenic effect of the developed drug MLI with four subcutaneous administration

При четырехкратном подкожном введении изучали мутагенное действие одной дозы препарата: 1,2 нг/особь по содержанию активного вещества (1 ТД). Препарат вводили с интервалом 24 часа. Животным из группы отрицательного контроля вводили четырехкратно подкожно фосфатный буфер с pH 8,0 (раствор для разведения). Исследование проведено на самцах и самках.With four subcutaneous injections, the mutagenic effect of one dose of the drug was studied: 1.2 ng / individual by the content of the active substance (1 TD). The drug was administered at intervals of 24 hours. The animals from the negative control group were injected four times subcutaneously with phosphate buffer with a pH of 8.0 (dilution solution). The study was conducted on males and females.

При анализе цитогенетических препаратов костного мозга мышей после четырехкратного подкожного введения исследуемого препарата не отмечено статистически значимого увеличения количества клеток со структурными нарушениями хромосом по сравнению с группами отрицательного контроля. Клетки с множественными аберрациями не обнаружены. Выявленные хромосомные аберрации - одиночные или парные фрагменты хромосом. Доля поврежденных клеток у мышей не достигала 4%: в подопытных группах было выявлено 2,00±0,71% (самки) и 1,40±0,55% (самцы) клеток с хромосомными аберрациями, в соответствующих группах отрицательного контроля - 1,60±0,89% и 1,80±0,45% клеток с хромосомными аберрациями.In the analysis of cytogenetic preparations of the bone marrow of mice after four times subcutaneous administration of the studied drug, there was no statistically significant increase in the number of cells with structural chromosome abnormalities compared with the negative control groups. No cells with multiple aberrations were detected. Identified chromosomal aberrations are single or paired fragments of chromosomes. The proportion of damaged cells in mice did not reach 4%: 2.00 ± 0.71% (females) and 1.40 ± 0.55% (males) cells with chromosomal aberrations were detected in the experimental groups, in the corresponding negative control groups - 1 , 60 ± 0.89% and 1.80 ± 0.45% of cells with chromosomal aberrations.

Таким образом, при четырехкратном подкожном введении мышам в дозе, эквивалентной терапевтической, рассчитанной по соотношению площади поверхности тела человека и мыши, мутагенное действие препарата в тесте учета хромосомных аберраций костного мозга не установлено.Thus, with four subcutaneous injections of mice at a dose equivalent to the therapeutic one, calculated by the ratio of the surface area of the human and mouse body, the mutagenic effect of the drug in the test for accounting for bone marrow chromosome aberrations has not been established.

Изучение аллергизирующего действия разработанного препарата MLI на мышахThe study of the allergenic effect of the developed drug MLI in mice

Препарат вводили мышам подкожно по 2 раза в неделю в течение 30 дней, оценку ГЗТ проводили через 5 после завершения курса введения, оценку ГНТ - через 14 дней после завершения курса введения.The drug was administered to mice subcutaneously 2 times a week for 30 days, HRT was evaluated 5 after the completion of the administration course, and GNT was evaluated 14 days after the completion of the administration.

Для выявления у мышей ГЗТ использовали тест отека лапки. Индекс реакции (ИР) ГЗТ определяли по разнице в весе опытной и контрольной лапок через 24 часа после введения разрешающей дозы (РД).To detect HRT in mice, a paw edema test was used. The reaction index (IR) of HRT was determined by the difference in weight of the experimental and control paws 24 hours after the introduction of the resolving dose (RD).

В результате проведенного исследования аллергизирующее действие заявляемого препарата на мышах не выявлено.As a result of the study, the allergenic effect of the claimed drug in mice was not detected.

Изучение аллергизирующего действия разработанного препарата MLI на морских свинкахThe study of the allergenic effect of the developed drug MLI in guinea pigs

Для сенсибилизации морских свинок использовали две схемы введения: 1) подкожное введение по 2 раза в неделю в течение 30 дней; 2) трехкратное введение: первое - подкожно, второе и третье - через сутки - внутримышечно.For the sensitization of guinea pigs, two administration schemes were used: 1) subcutaneous administration 2 times a week for 30 days; 2) three times administration: the first - subcutaneously, the second and third - in a day - intramuscularly.

Для выявления гиперчувствительности у морских свинок использовали метод конъюнктивальной пробы и реакцию общей анафилаксии.To identify hypersensitivity in guinea pigs, the conjunctival test method and the general anaphylaxis reaction were used.

Методом конъюнктивальной пробы тестировали морских свинок-альбиносов, получавших препарат подкожно в течение 30 дней. При проведении конъюнктивальной пробы не было отмечено признаков беспокойства животных и изменений в состоянии слезного протока и конъюнктивы в течение первых 30 минут, а также через 24 и 48 часов после введения разрешающей дозы. Методом конъюнктивальной пробы аллергическая реакция на заявляемый препарат не выявлена ни у одного животного, получившего курс подкожного введения препарата в дозах до 10 ТД.The conjunctival test method tested albino guinea pigs receiving the drug subcutaneously for 30 days. When conducting a conjunctival test, there were no signs of animal anxiety and changes in the condition of the lacrimal duct and conjunctiva during the first 30 minutes, as well as 24 and 48 hours after the introduction of the resolving dose. By the conjunctival test method, an allergic reaction to the claimed drug was not detected in any animal that received a course of subcutaneous administration of the drug in doses up to 10 TD.

Реакцию общей анафилаксии проводили на морских свинках, сенсибилизированных по схеме: первое введение - подкожно, второе и третье - через сутки - внутримышечно. При проведении реакции общей анафилаксии состояние животных регистрировали в течение часа после внутрисердечного введения разрешающей дозы, превышающей суммарную сенсибилизирующую. Реакция общей анафилаксии была отрицательной у всех животных: 0 баллов по таблице индексов по Weigle.The reaction of general anaphylaxis was carried out on guinea pigs sensitized according to the scheme: the first injection was subcutaneous, the second and third one day later intramuscularly. During the reaction of general anaphylaxis, the state of the animals was recorded within an hour after intracardiac administration of the resolving dose in excess of the total sensitizing dose. The reaction of general anaphylaxis was negative in all animals: 0 points on the Weigle index table.

Таким образом, аллергизирующее действие заявляемого препарата на морских свинках не выявлено.Thus, the allergenic effect of the claimed drug in guinea pigs has not been identified.

Определение токсичности исследуемого препарата MLI на тест-штаммах сальмонелл методом разведенийDetermination of the toxicity of the studied drug MLI on test strains of salmonella dilution method

При постановке теста Эймса в пробирки с селективным полуобогащенным агаром (0,6%) вносили по 0,1 см3 суспензии исследуемого препарата в необходимых концентрациях, затем - по 0,1 см3 суспензий исследуемых штаммов бактерий в 2,5% растворе DMSO, растворенном в физиологическом растворе. После этого в пробы вносили по 0,5 см3 микросомной активирующей смеси. В контрольных вариантах суспензии исследуемого вещества заменяли равным объемом 2,5%-ного раствора DMSO. Содержимое пробирок быстро перемешивали и выливали на поверхность нижнего минимального агара. Интервал времени между внесением в пробы микросомной активирующей смеси и разливом полужидкого агара на чашки не превышал 5-10 секунд.When setting the Ames test in test tubes with selective semi-enriched agar (0.6%), 0.1 cm 3 suspensions of the test drug were added at the required concentrations, then 0.1 cm 3 suspensions of the studied bacterial strains in 2.5% DMSO solution were added. dissolved in physiological saline. After that, 0.5 cm 3 of a microsomal activating mixture was introduced into the samples. In control variants, suspensions of the test substance were replaced with an equal volume of a 2.5% DMSO solution. The contents of the tubes were quickly mixed and poured onto the surface of the lower minimum agar. The time interval between introducing a microsomal activating mixture into the samples and pouring semi-liquid agar into plates did not exceed 5-10 seconds.

Чашки оставляли при комнатной температуре на 30-40 минут и после полного застывания агара переносили в термостат (37°C). Учет результатов проводили через 48-72 часа инкубации. В качестве позитивных контролей использовали вещества, индуцирующие мутации у соответствующих тест-штаммов при наличии или отсутствии условий активации.The cups were left at room temperature for 30-40 minutes and after complete solidification of the agar was transferred to a thermostat (37 ° C). Analysis was carried out after 48-72 hours of incubation. As positive controls, substances that induce mutations in the corresponding test strains in the presence or absence of activation conditions were used.

Результаты исследований продемонстрировали, что коллекционные штаммы Salmonella typhimurium соответствуют своим паспортным характеристикам, соответствующим требуемым для работы по оценке мутагенности лекарственного препарата в форме таблеток, покрытых пленочной оболочкой, содержащего в качестве активных субстанций метформин и сибутрамин.The results of the studies showed that the collection strains of Salmonella typhimurium correspond to their passport characteristics that are relevant for the work on assessing the mutagenicity of a drug in the form of film-coated tablets containing metformin and sibutramine as active substances.

ЦитотоксичностьCytotoxicity

На первом этапе исследования оценивали цитотоксичность тестируемого образца. Результаты исследований показали, что в диапазоне всех исследованных концентраций 0,1-1000,0 мкг/чашку исследуемый препарат не оказывал цитотоксического действия на штаммы Salmonella typhimurium TA97, TA98, TA100.At the first stage of the study, the cytotoxicity of the test sample was evaluated. The results of the studies showed that in the range of all studied concentrations of 0.1-1000.0 μg / cup, the studied drug did not exert a cytotoxic effect on the strains of Salmonella typhimurium TA97, TA98, TA100.

Оценка мутагенности препарата MLIMutagenicity Assessment for MLI

При проведении теста Эймса в каждом контрольном и опытном вариантах использовали по три чашки. В качестве положительных контролей использовали вещества, индуцирующие мутации у соответствующих тест-штаммов. При постановке негативных контролей вместо исследуемого вещества в чашки вносили равные объемы 2,5% раствора DMSO.When conducting the Ames test in each control and experimental variants, three cups were used. Mutants inducing mutations in the corresponding test strains were used as positive controls. When setting negative controls, instead of the test substance, equal volumes of a 2.5% DMSO solution were added to the plates.

Положительные контроли сработали как на штаммы, так и на работоспособность микросомальной смеси. Опытные варианты, содержащие препарат достоверно (p=0.95) не отличались от вариантов без препарата (отрицательные контроли).Positive controls worked for both the strains and the performance of the microsomal mixture. The experimental variants containing the drug were not significantly (p = 0.95) did not differ from the variants without the drug (negative controls).

Таким образом, в результате проведенных экспериментальных исследований по оценке потенциальной мутагенной активности заявляемого препарата установлено, что изучаемый препарат и его метаболиты не вызывают индукции к прототрофности по гистидину у his- - ревертантов Salmonella typhimurium (штаммы TA97, TA98, TA100) как в условиях с метаболической активацией фракцией S9 гомогената печени крыс, так и без нее.Thus, as a result of experimental studies evaluating the potential mutagenic activity of the claimed drug, it was found that the studied drug and its metabolites do not induce histidine prototrophy in his - Salmonella typhimurium revertants (strains TA97, TA98, TA100) as in conditions with metabolic activation by the S9 fraction of rat liver homogenate, and without it.

Контроль биологической активности препарата MLI в концентрации 0,1 мг/мл N-гликозидазная активностьMonitoring the biological activity of MLI at a concentration of 0.1 mg / ml N-glycosidase activity

Специфической активностью A-цепи вискумина является гидролиз N-гликозидной связи в 4324 положении сарциновой петли 28S рибосомальной РНК. Метод оценки данной активности вискумина основан на определении разрушенных рибосом в клетке с помощью ПЦР в режиме реального времени. Для этого клетки линии Caco2 культивировали с интактной питательной средой, и содержащей MLI в концентрации 1,04⋅10-8 M в течение 6 часов в CO2-инкубаторе (37°C, 5% CO2). Затем отбирали среду с препаратом MLI из каждой лунки с клетками практически досуха. Клетки лизировали добавлением Qiazol Lysis реагента (Qiagen, Германия), инкубировали в течение 5 мин при комнатной температуре. Далее проводили выделение РНК из полученных лизатов. На обратную транскрипцию и последующий анализ брали РНК только высокого качества (RIN ≥7).A specific activity of viscumin A-chain is the hydrolysis of the N-glycosidic bond at the 4324 position of the sarcin loop of the 28S ribosomal RNA. The method for assessing this activity of viscumin is based on the determination of destroyed ribosomes in the cell using real-time PCR. For this, Caco2 cells were cultured with an intact nutrient medium and containing MLI at a concentration of 1.04 × 10 -8 M for 6 hours in a CO 2 incubator (37 ° C, 5% CO 2 ). Then, the medium with the MLI preparation was taken from each cell well almost to dryness. Cells were lysed by the addition of Qiazol Lysis reagent (Qiagen, Germany), incubated for 5 min at room temperature. Next, RNA was isolated from the obtained lysates. Only high quality RNA (RIN ≥7) was taken for reverse transcription and subsequent analysis.

Проведение обратной транскрипции проводили с использованием коммерческого набора SuperScriptVILO™ cDNASynthesisKit (Invitrogen, США). Количественное определение содержания модифицированных фрагментов рибосом в образцах проводили с помощью ПЦР-РВ. Действовали по следующему протоколу:Reverse transcription was performed using the commercial SuperScriptVILO ™ cDNASynthesisKit kit (Invitrogen, USA). The quantification of the content of modified ribosome fragments in the samples was carried out using PCR-RV. They acted according to the following protocol:

1) Разбавляли кДНК каждого образца в 1000 раз.1) The cDNA of each sample was diluted 1000 times.

2) В качестве праймеров использовали две пары к различным частям 28S субъединицы РНК:2) Two pairs to different parts of the 28S RNA subunit were used as primers:

CLR_L: 5'-AGGTGGGGAGTTTGACTGGG-3'CLR_L: 5'-AGGTGGGGAGTTTGACTGGG-3 '

CLR_R: 5'- TCCACGGGAGGTTTCTGTCC-3'CLR_R: 5'- TCCACGGGAGGTTTCTGTCC-3 '

RIP_L: 5'-TGCCATGGTAATCCTGCTCAGTA-3'RIP_L: 5'-TGCCATGGTAATCCTGCTCAGTA-3 '

RIP_m_R: 5'-TCTGAACCTGCGGTTCCACA-3'RIP_m_R: 5'-TCTGAACCTGCGGTTCCACA-3 '

CLR - праймеры, которые отжигаются рядом с модифицированным нуклеотидом, но не затрагивают его - контрольные праймеры дистального фрагмента.CLR - primers that are annealed next to the modified nucleotide, but do not affect it - control primers of the distal fragment.

RIP_m - праймеры к модифицированной последовательности, позволяют нарабатывать ПЦР-продукт с модифицированной 28S рибосомной РНК. Количество праймера RIP_m_R в реакционной смеси должно быть в 3 раза больше по отношению к RIP_L.RIP_m - primers for the modified sequence, allow to generate a PCR product with modified 28S ribosomal RNA. The amount of RIP_m_R primer in the reaction mixture should be 3 times greater with respect to RIP_L.

3) Для приготовления реакционных смесей использовали набор для ПЦР-РВ «2,5x Реакционная смесь для проведения ПЦР-РВ» (Синтол, Россия). Готовили 2 реакционные смеси на 24 лунки (с запасом) для каждой из пары праймеров.3) To prepare the reaction mixtures, the 2.5x reaction mixture for PCR-RV PCR-RV kit was used (Synthol, Russia). Prepared 2 reaction mixtures for 24 wells (with a margin) for each of a pair of primers.

4) Проводили анализ выходных данных ПЦР-РВ (значений пороговых циклов Ct).4) An analysis of the output of PCR-RV (values of threshold cycles Ct) was carried out.

Для этого:For this:

А. Рассчитывали средние значенияA. Calculated averages

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

где i - повторности реакций (i=1…n), j - номер биологического повтора (j=1…k), Ct(контр) - пороговый цикл для контрольной пары праймеров, Ct(мод) - пороговый цикл для пары праймеров к модифицированному участку.where i are the repetitions of the reactions (i = 1 ... n), j is the number of the biological repeat (j = 1 ... k), Ct (counter) is the threshold cycle for the control pair of primers, Ct (mode) is the threshold cycle for the pair of primers to the modified plot.

Б. Рассчитывали среднее значение по трем биологическим повторам для каждой пары праймеров:B. The average value was calculated for three biological repeats for each pair of primers:

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Действующее вещество в составе исследуемого раствора считается активным, если пороговый цикл для контрольной пары праймеров (для дистального фрагмента) лежит в диапазоне Ct(контр)=12±2. Пороговый цикл для пары праймеров к модифицированному участку рибосомной РНК Ct(мод)≤22.The active substance in the composition of the test solution is considered active if the threshold cycle for the control pair of primers (for the distal fragment) lies in the range Ct (control) = 12 ± 2. The threshold cycle for a pair of primers to the modified portion of the ribosomal RNA Ct (mode) ≤22.

Разработанный препарат представляет собой раствор для подкожного введения, содержащий растительный лектин вискумин (MLI) и буфер. Белок MLI, выделенный из листьев омелы белой, принадлежит к рибосоминактивирующим белкам, а именно удаляет аденин в сарциновой петле рибосомной РНК, и, таким образом, блокирует белковый синтез в клетке и вызывает апоптоз. Противоопухолевое действие препарата обусловлено не только прямым действием на опухолевые клетки, но и воздействием на цитотоксические звенья иммунной системы.The developed preparation is a solution for subcutaneous administration containing plant-based viscumin lectin (MLI) and a buffer. The MLI protein isolated from white mistletoe leaves belongs to the ribosomine activating proteins, namely it removes the adenine in the sarcinoma loop of the ribosomal RNA, and thus blocks protein synthesis in the cell and causes apoptosis. The antitumor effect of the drug is caused not only by a direct effect on tumor cells, but also by the effect on the cytotoxic links of the immune system.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что препарат обладает противоопухолевой активностью (ингибирование роста опухоли) и иммуномодулирующим действием.The studies conducted allow us to conclude that the drug has antitumor activity (inhibition of tumor growth) and immunomodulating effect.

Установлено, что все испытанные дозы препарата не вызывали гибели подопытных животных. Значения ЛД50 препарата для мышей и крыс обоего пола превышают максимальную испытанную дозу - 5000 нг/кг и, таким образом, превышают разовую терапевтическую для человека дозу при подкожном введении (5 нг/кг) более чем в 1000 раз. Различий половой чувствительности к препарату в испытанных дозах не установлено. Препарат не обладает местным раздражающим действием при однократном подкожном введении.It was established that all tested doses of the drug did not cause the death of experimental animals. The LD 50 values of the preparation for mice and rats of both sexes exceed the maximum tested dose of 5000 ng / kg and, thus, exceed the single therapeutic dose for humans by subcutaneous administration (5 ng / kg) by more than 1000 times. Differences in sexual sensitivity to the drug in the tested doses have not been established. The drug does not have a local irritant effect with a single subcutaneous injection.

Исследование препарата не выявило признаков влияния на нервную и дыхательную системы. Выявлена возможность формирования у отдельных животных выраженного местно-раздражающего действия при введении препарата в дозе 1000 нг/кг. Имеющиеся данные параметров сердечно-сосудистой системы не исключают прямого или косвенного влияния препарата на это звено физиологии, но не могут однозначно интерпретироваться как проявление патологического влияния.A study of the drug showed no signs of an effect on the nervous and respiratory systems. The possibility of the formation of a pronounced local irritant effect in individual animals with the administration of the drug at a dose of 1000 ng / kg was revealed. The available data on the parameters of the cardiovascular system do not exclude the direct or indirect effect of the drug on this link in physiology, but cannot be unambiguously interpreted as a manifestation of the pathological effect.

Для подтверждения стабильности полученного растительного лектина были проведены исследования стабильности концентрата для приготовления раствора для подкожных инъекций при долгосрочном испытании хранения +2 - +8°C в течение 2,5 года на трех сериях препарата. Результаты представлены в таблице 4.To confirm the stability of the obtained plant lectin, stability studies of the concentrate were carried out for the preparation of a solution for subcutaneous injection with a long-term storage test of +2 - + 8 ° C for 2.5 years in three series of the drug. The results are presented in table 4.

На протяжении 2,5 лет хранения препарата - концентрат для приготовления раствора для подкожных инъекций, исследованные показатели соответствуют требованиям спецификации.Over 2.5 years of storage of the drug - a concentrate for the preparation of a solution for subcutaneous injection, the studied parameters comply with the specifications.

Многочисленные данные свидетельствуют о том, что в основе противоопухолевого действия MLI лежит запуск иммуногенного апоптоза и стресса эндоплазматического ретикулума (ER-стресса) - стимуляторов, так называемой, иммунизация in vivo (Aaes Т.L., Kaczmarek A., Delvaeye Т., et al. Vaccination with Necroptotic Cancer Cells Induces Efficient Anti-tumor Immunity // Cell reports. 2016. Vol. 15. №. 2. P. 274-287). При этом, как было показано выше, по-видимому, важным является время присутствия лектина в ткани, тогда как увеличение локальной концентрации MLI может нивелировать иммуномодулирующий эффект. С целью возможного увеличения времени удержания тканью белка MLI после введения, был получен и охарактеризован конъюгат ферромагнитных наночастиц магнетита и MLI (ФНЧ-MLI). В рамках изучения фармакологических свойств ФНЧ-MLI, исследовалось элиминирование конъюгата у мышей при внутриопухолевом введении.Numerous data indicate that the antitumor effect of MLI is based on the launch of immunogenic apoptosis and endoplasmic reticulum stress (ER-stress) - stimulators, the so-called immunization in vivo (Aaes T.L., Kaczmarek A., Delvaeye T., et al. Vaccination with Necroptotic Cancer Cells Induces Efficient Anti-tumor Immunity // Cell reports. 2016. Vol. 15. No. 2. P. 274-287). In this case, as was shown above, the time of the presence of lectin in the tissue is apparently important, whereas an increase in the local concentration of MLI can offset the immunomodulating effect. In order to possibly increase the retention time of MLI protein by the tissue after administration, a conjugate of ferromagnetic magnetite and MLI nanoparticles (LPF-MLI) was obtained and characterized. As part of the study of the pharmacological properties of the low-pass filter, MLI, the elimination of the conjugate in mice with intratumoral administration was studied.

Методика исследования препарата ФНЧ-MLIMethodology for the study of the drug LPF-MLI

Реактивы и материалы, питательная среда для культивирования клеток L-15 (Invitrogen, США), FBS (PAA, Австрия), амниотик (смесь антибиотиков-пенициллин, стрептомицин и амфотерацин B; Invitrogen, США), матригель Matrigel Growth Factor Reduced (GFR) Basement Membrane Matrix, LDEV-Free (Coining, США).Reagents and materials, L-15 cell culture medium (Invitrogen, USA), FBS (PAA, Austria), amniotic (antibiotic-penicillin, streptomycin and amphoteracin B; Invitrogen, USA), Matrigel Growth Factor Reduced (GFR) Basement Membrane Matrix, LDEV-Free (Coining, USA).

Получение растительного лектина MLI и конъюгата MLI с ферромагнитными наночастицами магнетита. Нативный растительный лектин MLI получали из зеленных частей омелы белой (Viscum album) заявляемым способом. Ферромагнитные наночастицы и их конъюгат с MLI с получали также, как описано в работе (Хуторненко А.А., Герасимов В.М., Сахаров Д.А. Получение и изучение интернализации конъюгата вискумин-ферромагнитных наночастиц с клетками глиобластомы человека А172 // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2015. Vol. 160. №12/ P. 797-801). Количество молекул MLI, конъюгированных с одной наночастицей и сохранивших активность, определяли методом конкурентного связывания с иммобилизованным лигандом белком фетуин в присутствии различных концентраций лактозы (Manevich Е.М., Tonevitsky А.G., Bergelson L.D. The binding of the B-chain of ricin to Burkitt lymphoma cells // FEBS letters. 1986. Vol. 194. №. 2. P. 313-316.).Obtaining plant lectin MLI and conjugate MLI with ferromagnetic magnetite nanoparticles. Native plant MLI lectin was obtained from the green parts of the white mistletoe (Viscum album) of the claimed method. Ferromagnetic nanoparticles and their conjugate with MLI с were also obtained as described in (Khutornenko A.A., Gerasimov V.M., Sakharov D.A. Preparation and study of the internalization of the conjugate of viscumin-ferromagnetic nanoparticles with human glioblastoma cells A172 // Bulletin experimental biology and medicine. 2015. Vol. 160. No. 12 / P. 797-801). The number of MLI molecules conjugated to a single nanoparticle and retaining activity was determined by competitive binding of the fetuin protein to immobilized ligand in the presence of various concentrations of lactose (Manevich E.M., Tonevitsky A.G., Bergelson LD The binding of the B-chain of ricin to Burkitt lymphoma cells // FEBS letters. 1986. Vol. 194. No. 2. P. 313-316.).

Культивирование клеточной культуры MDA-MB231 модель. Клетки аденокарциномы молочной железы человека MDA-MB231 культивировали в течение 5-7 пассажей на среде L-15 с добавлением 10% FBS и амниотика. Перед инъекцией животным клетки опухоли снимали с подложки раствором трипсин/версен и после 5 мин центрифугирования при 1000 об/мин осадок тщательно ресуспендировали в среде без сыворотки, доводя до концентрации 4-5×106 клеток в 100 мкл.Cell culture cultivation MDA-MB231 model. MDA-MB231 human mammary adenocarcinoma cells were cultured for 5-7 passages on L-15 medium supplemented with 10% FBS and amniotic. Before injection into animals, tumor cells were removed from the substrate with trypsin / versene solution and after 5 min centrifugation at 1000 rpm, the pellet was carefully resuspended in serum-free medium, bringing to a concentration of 4-5 × 10 6 cells in 100 μl.

Оценку выживаемости клеток гибридом, а также линии MDA-MB231 при различных концентрациях MLI проводили методом МТТ в течение 24 ч, как описано в [Moisenovich, 2004].The survival of hybridoma cells, as well as the MDA-MB231 line at various MLI concentrations, was assessed by MTT for 24 hours, as described in [Moisenovich, 2004].

Ксенографтная модель. Использовалась модель ортотопической ксенотрансплантации клеток карциномы молочной железы человека MDA-MB231 иммунодефицитным мышам линии SCID (Severe combined immunodeficient mouse). Самкам мышей подкожно ортотопически вводили клетки линии MDA-MB231 в смеси с матригелем в соотношении 1:1 в количестве 100 мкл (5×106 клеток). После введения в течении 42 суток наблюдали за ростом опухолевого узла. В исследовании принимали участие животные с размерами опухолевого узла меньше 500 мм3 (маленькая опухоль).Xenograft model. The model of orthotopic xenograft of human breast carcinoma cells MDA-MB231 to immunodeficient mice of the SCID line (Severe combined immunodeficient mouse) was used. Female mice were subcutaneously orthotopically injected with MDA-MB231 cells in a mixture with matrigel in a 1: 1 ratio in an amount of 100 μl (5 × 10 6 cells). After administration for 42 days, the growth of the tumor node was observed. The study involved animals with tumor site sizes less than 500 mm 3 (small tumor).

Исследование биораспределения конъюгата ферромагнитных наночастиц магнетита и MLI. Животным однократно внутриопухолево вводили по 10 мкл препарата ФНЧ-MLI (концентрация по MLI составляла 6×10-9 М) или контрольного препарата наночастиц в эквивалентном количестве по содержанию железа. В качестве контрольного препарата наночастиц использовали ферромагнитные наночастицы магнетита, обшитые полиэтеленгликолем (ФНЧ). За распределение препаратов следили с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) по изменению сигнала магниторезонасного вещества (ФНЧ) через 0,15 мин, 2 и 24 часа после введения препарата.Investigation of the biodistribution of the conjugate of ferromagnetic magnetite nanoparticles and MLI. Animals were injected intratumorally once with 10 μl of the LPF-MLI preparation (MLI concentration was 6 × 10 -9 M) or a control preparation of nanoparticles in an equivalent amount in terms of iron content. As a control preparation of nanoparticles, ferromagnetic magnetite nanoparticles coated with polyethylene glycol (LPF) were used. The distribution of the preparations was monitored by magnetic resonance imaging (MRI) by the change in the signal of the magnetic resonant substance (LPF) after 0.15 minutes, 2 and 24 hours after drug administration.

Часть животных через 3 суток после однократной внутриопухолевой инъекции ФНЧ-MLI была подвергнута эфтаназии, осуществлены забор ткани опухоли и фиксация ее в 4% растворе формалина. Затем проводилась стандартная проводка тканей с последующей заливкой в парафиновые блоки для гистологического анализа.Some animals, 3 days after a single intratumoral injection of low-pass filter MLF-MLI, were subjected to eftanasia, tumor tissue was taken and fixed in 4% formalin solution. Then, standard tissue wiring was performed, followed by pouring into paraffin blocks for histological analysis.

Гистологический анализ. Срезы толщиной 4 мкм монтировались на позитивно заряженные стекла (SuperFrost Plus, ThermoFisher Scientific). Окраска гематоксилином и эозином производилась по стандартной методике.Histological analysis. Sections 4 μm thick were mounted on positively charged glasses (SuperFrost Plus, ThermoFisher Scientific). Hematoxylin and eosin staining was performed according to standard procedures.

Результаты исследованияResearch results

Для оценки влияния конъюгирования MLI с ферромагнитными наночастицами на свойства вискумина, была изучена цитотоксичность конъюгата для клеток гибридом. Результаты, представленные на фиг. 4, указывают на сохранение цитотоксической активности MLI в составе конъюгата.To assess the effect of conjugation of MLI with ferromagnetic nanoparticles on the properties of viscumin, the conjugate cytotoxicity for hybridoma cells was studied. The results presented in FIG. 4, indicate the preservation of the cytotoxic activity of MLI in the conjugate.

В качестве модели опухолевых клеток была выбрана линия MDA-MB-231. Данная линия является трижды негативной аденокарциномой молочной железы человека (без рецепторов эстрогена, прогестерона и со сниженной экспрессией рецепторов Her2) и обладает повышенной устойчивостью к различным противоопухолевым препаратам. Известно, что чувствительность разных клеток к MLI сильно различается. Поэтому сначала была проведена оценка цитотоксических свойств MLI для клеток линии MDA-MB-231. Показано, что IC50 составляет 3,4×10-8 М.The MDA-MB-231 line was chosen as a model of tumor cells. This line is a thrice-negative human breast adenocarcinoma (without estrogen, progesterone receptors and with reduced expression of Her2 receptors) and has increased resistance to various antitumor drugs. The sensitivity of different cells to MLI is known to vary greatly. Therefore, the cytotoxic properties of MLI were first evaluated for MDA-MB-231 cells. The IC 50 is shown to be 3.4 × 10 −8 M.

Самкам иммунодефицитных мышей линии SCID с ортотопически привитой подкожной опухолью MDA-MB231 однократно внутриопухолево вводилось 10 мкл контрольного препарата ферромагнитных наночастиц, не содержащих вектор-лиганд MLI, или препарата ФНЧ-MLI, содержащего эквивалентное количество железа. Концентрация MLI во вводимом образце ФНЧ-MLI составляла 6×10-9 M. Полученные предварительные данные свидетельствую о том, что иммуномодулирующие свойства MLI проявляются в концентрациях ниже цитотоксических. Используемая для внутриопухолевого введения доза препарата ФНЧ-MLI удовлетворяет этому условию.Female SCID immunodeficient mice with orthotopically inoculated with a subcutaneous tumor MDA-MB231 were once injected intratumorally with 10 μl of a control preparation of ferromagnetic nanoparticles that did not contain the MLI vector ligand, or an LPF-MLI preparation containing an equivalent amount of iron. The concentration of MLI in the injected LPF-MLI sample was 6 × 10 -9 M. The preliminary data obtained indicate that the immunomodulating properties of MLI are manifested in concentrations lower than cytotoxic. The dose of the LPF-MLI preparation used for intratumoral administration satisfies this condition.

За изменением содержания ФНЧ-MLI и контрольного препарата в опухоли следили с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). Динамика изменения МРТ сигнала в опухоли по отношению к сигналу в мышце, как наиболее стабильной магнитоконтрастной ткани, представлена на фиг. 5. Наибольшее снижение относительной интенсивности МРТ сигнала в опухоли, которое свидетельствует о накоплении магнитоконтрастного вещества, наблюдалось и для контрольных ФНЧ, и для ФНЧ-MLI через 15 мин. Однако во временной точке 2 ч уже проявлялись различия в скорости выведения контрольного препарата наночастиц и препарата, содержащего MLI, когда можно отметить большую степень накопления для ФНЧ-MLI (p<0.08).The change in the content of the low-pass filter-MLI and the control drug in the tumor was monitored using magnetic resonance imaging (MRI). The dynamics of changes in the MRI signal in the tumor with respect to the signal in the muscle, as the most stable magnetocontrast tissue, is shown in FIG. 5. The largest decrease in the relative intensity of the MRI signal in the tumor, which indicates the accumulation of magnetocontrast substance, was observed both for the control low-pass filter and for low-pass filter-MLI after 15 minutes. However, at the 2 hour time point, differences in the rate of excretion of the control preparation of nanoparticles and the preparation containing MLI were already manifested, when a high degree of accumulation for low-pass filter MLI was noted (p <0.08).

Ранее было исследовано биораспределение нативного растительного MLI у мышей при подкожном введении, было показано, что через 2 ч в месте введения остается не более 8% от введенной дозы, а через 24 ч - менее 1%. В случае ФНЧ-MLI, в опухолевом узле содержание конъюгата через 2 ч уменьшается в 1,4 раза, а через 24 часа в 3,5 раза, по сравнению со значением через 15 мин. При этом относительная интенсивность ткани опухоли на 10% остается ниже, чем до введения препарата. Таким образом, по-видимому, скорость элиминирования конъюгата ФНЧ-MLI значительно ниже, чем нативного растительного MLI. Гистологический анализ через трое суток после введения препарата не выявил существенных различий в состоянии ткани опухолевых узлов в случае инъекции контрольного препарата и конъюгата ФНЧ-MLI.Previously, the biodistribution of native plant MLI in mice was studied with subcutaneous administration, it was shown that after 2 hours no more than 8% of the administered dose remained at the injection site, and after 24 hours less than 1%. In the case of the LPF-MLI, the content of the conjugate in the tumor node decreases 1.4 times after 2 hours, and 3.5 times after 24 hours, compared with the value after 15 minutes. In this case, the relative intensity of the tumor tissue by 10% remains lower than before the introduction of the drug. Thus, the elimination rate of the LPF-MLI conjugate is apparently much lower than that of native plant MLI. Histological analysis three days after the administration of the drug did not reveal significant differences in the state of the tissue of the tumor nodes in the case of injection of the control drug and the LPF-MLI conjugate.

Таким образом, полученные данные свидетельствую о том, что конъюгирование MLI с ферромагнитными наночастицами магнетита приводит к уменьшению скорости элиминирования лектина из опухолевого узла. Кроме того, присутствие конъюгата в дозах, использованных в исследовании, не приводит к нежелательным изменениям состояния опухолевой ткани. Это позволяет предполагать возможность тонкой регуляции противоопухолевого иммунного посредством запуска иммуногенного апоптоза, индукция которого была нами продемонстрирована на клеточных линиях.Thus, the data obtained indicate that conjugation of MLI with ferromagnetic magnetite nanoparticles leads to a decrease in the rate of elimination of lectin from the tumor node. In addition, the presence of the conjugate in the doses used in the study does not lead to undesirable changes in the state of the tumor tissue. This suggests the possibility of fine regulation of the antitumor immune by triggering immunogenic apoptosis, the induction of which was demonstrated by us on cell lines.

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Claims (13)

1. Способ выделения белка ML1 из омелы белой Viscum album, включающий:1. A method for isolating ML1 protein from white mistletoe Viscum album, comprising: - получение мелкодисперсной суспензии из сухих листьев омелы белой в 0,25 М растворе NaCl, взятом в количестве, достаточном для экстрагирования;- obtaining a finely divided suspension of dried leaves of white mistletoe in a 0.25 M NaCl solution, taken in an amount sufficient for extraction; - проведение первого этапа очистки суспензии от примесей, не относящихся к группе белков ML, посредством введения в суспензию сульфата аммония из расчета 60-80 г на 100 мл экстракта, выдерживание полученной суспензии для осаждения растительных белков, включая группу белков ML, с последующим отделением образовавшегося осадка;- carrying out the first stage of purification of the suspension from impurities not belonging to the ML protein group by introducing into the suspension ammonium sulfate at a rate of 60-80 g per 100 ml of extract, keeping the suspension obtained to precipitate plant proteins, including the ML protein group, followed by separation of the resulting draft; - растворение полученного осадка в растворе NaCl, который берут в количестве, достаточном для полного растворения осадка;- dissolution of the obtained precipitate in a NaCl solution, which is taken in an amount sufficient to completely dissolve the precipitate; - проведение второго этапа очистки для выделения белков группы ML из полученного раствора растительных белков посредством аффинной хроматографии с использованием лактозил-содержащего сорбента и в качестве буфера 0,25 М раствора NaCl;- carrying out the second purification step to isolate the proteins of the ML group from the resulting vegetable protein solution by affinity chromatography using a lactosyl-containing sorbent and as a buffer of a 0.25 M NaCl solution; - проведение третьего этапа очистки для выделения белка MLI из раствора смеси белков группы ML с использованием ионно-обменной хроматографии, при этом в качестве сорбента используют катионообменную смолу типа monoS с размером частиц сорбента не более 10 мкм; затем полученную фракцию очищенного белка MLI переводят в фосфатно-солевой буфер с физиологическим значением pH и изотоническим составом.- the third stage of purification for the isolation of MLI protein from a solution of a mixture of proteins of the ML group using ion-exchange chromatography, using a cation exchange resin of the monoS type with a sorbent particle size of not more than 10 microns as a sorbent; then, the obtained fraction of purified MLI protein is transferred to phosphate-buffered saline with physiological pH and isotonic composition. 2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что время выдерживания суспензии составляет не менее 16 ч.2. The method according to p. 1, characterized in that the aging time of the suspension is at least 16 hours 3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что перевод очищенного белка MLI в фосфатно-солевой буфер с физиологическим значением pH и изотоническим составом осуществляют с помощью диализа, используя диализные мембраны типа Slide-A-Lyzer™ Dialysis Cassettes с отсечкой по молекулярной массе 10-20 кДа, или гель-фильтрацией, используя колонку типа HiTrap Desalting Column.3. The method according to p. 1, characterized in that the translation of the purified MLI protein into phosphate-buffered saline with physiological pH and isotonic composition is carried out using dialysis using dialysis membranes of the type Slide-A-Lyzer ™ Dialysis Cassettes with molecular weight cutoff 10-20 kDa, or by gel filtration using a HiTrap Desalting Column column. 4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что включает концентрирование раствора белка MLI до величины 2 мг/мл с допустимой величиной отклонения до 20% с использованием концентрирующей системы с мембраной, имеющей поры размерами от 10 до 30 кДа.4. The method according to p. 1, characterized in that it comprises concentrating the MLI protein solution to a value of 2 mg / ml with an acceptable deviation of up to 20% using a concentrating system with a membrane having pores ranging in size from 10 to 30 kDa. 5. Фармацевтическая композиция для инъекционного введения, обладающая иммуностимулирующим и противоопухолевым действием, характеризующаяся тем, что представляет собой буфер и активный компонент, где в качестве активного компонента использован белок МL1, полученный способом по п. 1, в качестве буфера - водный изотонический солевой раствор с физиологическим pH, при этом содержание растительного белка МL1 в 1 мл раствора составляет 0,04-0,15 мг.5. A pharmaceutical composition for injection, having an immunostimulating and antitumor effect, characterized in that it is a buffer and an active component, where the ML1 protein obtained by the method according to claim 1 is used as the active component, and an aqueous isotonic saline solution is used as a buffer physiological pH, while the content of plant protein ML1 in 1 ml of solution is 0.04-0.15 mg. 6. Фармацевтическая композиция по п. 5, характеризующаяся тем, что она дополнительно содержит вспомогательные вещества для стабилизации белка, уменьшения сорбции белка.6. The pharmaceutical composition according to claim 5, characterized in that it further comprises auxiliary substances for stabilizing the protein, reducing protein sorption. 7. Фармацевтическая композиция по п. 5, характеризующаяся тем, что для получения водного изотонического солевого раствора используют кристаллогидраты натрия гидрофосфат, натрия дигидрофосфат, калия гидрофосфат, калия дигидрофосфат, а также натрия хлорид.7. The pharmaceutical composition according to claim 5, characterized in that for the preparation of an aqueous isotonic saline, sodium hydrogen hydrate, sodium dihydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, and also sodium chloride are used. 8. Фармацевтическая композиция для инъекционного введения, обладающая иммуностимулирующим и противоопухолевым действием, характеризующаяся тем, что представляет собой буфер и активный компонент, где в качестве активного компонента использован белок МL1, полученный способом по п. 1, конъюгированный с ферромагнитными наночастицами магнетита, в качестве буфера - водный изотонический солевой раствор с физиологическим pH, при этом содержание растительного белка MLI в 1 мл раствора составляет 0,1-10 мкг, ферромагнитных наночастиц - 0,1-1 мг.8. A pharmaceutical composition for injection, having an immunostimulating and antitumor effect, characterized in that it is a buffer and an active component, where the ML1 protein obtained by the method of claim 1, conjugated with magnetite ferromagnetic nanoparticles, is used as the buffer as an active component. - an aqueous isotonic saline solution with a physiological pH, while the content of MLI plant protein in 1 ml of solution is 0.1-10 μg, ferromagnetic nanoparticles - 0.1-1 mg.
RU2016152524A 2016-12-30 2016-12-30 Method for obtaining a vegetable ml1 lecture from a missile white and a pharmaceutical composition on its basis (variants) RU2644332C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152524A RU2644332C1 (en) 2016-12-30 2016-12-30 Method for obtaining a vegetable ml1 lecture from a missile white and a pharmaceutical composition on its basis (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152524A RU2644332C1 (en) 2016-12-30 2016-12-30 Method for obtaining a vegetable ml1 lecture from a missile white and a pharmaceutical composition on its basis (variants)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2644332C1 true RU2644332C1 (en) 2018-02-08

Family

ID=61173826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016152524A RU2644332C1 (en) 2016-12-30 2016-12-30 Method for obtaining a vegetable ml1 lecture from a missile white and a pharmaceutical composition on its basis (variants)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2644332C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021005500A1 (en) 2019-07-09 2021-01-14 Unichem Laboratories Ltd Stable formulations of recombinant proteins

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002040041A2 (en) * 2000-11-14 2002-05-23 Ian Pryme Orally ingestible preparation of mistletoe lectins and method
US6846913B1 (en) * 1999-07-27 2005-01-25 Mistle Biotech Co., Ltd. Crude extract from Viscum album coloratum, and proteins and lectins isolated therefrom
UA59331U (en) * 2010-10-29 2011-05-10 Ольга Романівна Кущак Method for preparing lectin from (euonymus europaea l.)

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6846913B1 (en) * 1999-07-27 2005-01-25 Mistle Biotech Co., Ltd. Crude extract from Viscum album coloratum, and proteins and lectins isolated therefrom
WO2002040041A2 (en) * 2000-11-14 2002-05-23 Ian Pryme Orally ingestible preparation of mistletoe lectins and method
UA59331U (en) * 2010-10-29 2011-05-10 Ольга Романівна Кущак Method for preparing lectin from (euonymus europaea l.)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021005500A1 (en) 2019-07-09 2021-01-14 Unichem Laboratories Ltd Stable formulations of recombinant proteins

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cheng et al. Preparation and in vitro absorption studies of a novel polysaccharide‑iron (III) complex from Flammulina velutipes
US11166934B2 (en) Pharmaceutical composition for preventing or treating allergic diseases such as asthma or atopy including baicalein as active ingredient
CN114452382B (en) Application of bacteroides fragilis capsular polysaccharide A and PD-1 and PD-L1 antibody in combined treatment of respiratory system tumor
WO2004083257A1 (en) Proteoglycan isolated from cartilaginous fish and process for producing the same
CN109608557A (en) Polysaccharides extracts Isolation and purification method, Lycium chinense glycopeptide and preparation method
JPH09502706A (en) Bile-derived immunomodulatory composition
RU2644332C1 (en) Method for obtaining a vegetable ml1 lecture from a missile white and a pharmaceutical composition on its basis (variants)
US6726932B2 (en) Fatty acid-containing composition
CN101167755B (en) Method for preparing centipede polysaccharide protein composition with anti-tumor activity and use
CN101724029B (en) Anti-tumor protein and preparation method and application thereof
JP4896445B2 (en) Composition for preventing and / or treating adenocarcinoma comprising garlic processed product
US20060078569A1 (en) Method for recovery of photo-inhibited immunological activity
CN100441177C (en) Application of ring icariine in the preparation of medicine for preventing and treating organ transplantation rejection
CN109400669B (en) Extraction method and application of micromolecular protein of walnut kernel peel
Zhang et al. A zinc-modified Anemarrhena asphodeloides polysaccharide complex enhances immune activity via the NF-κB and MAPK signaling pathways
CN101293925A (en) Preparation and application of synthetic polypeptide medicaments for treating tubercle bacillus infection contamination
KR102218600B1 (en) A preparation method of immunity enhancing and anti-cancer composition comprising polysaccharide derived from fermented ginseng leaves
JP2002537267A (en) High molecular weight extract of CONVOLVULUSARVENSIS
JPS59141519A (en) Protein having carcinostatic action
CN115490778B (en) Pleurotus sajor-caju polysaccharide extract and preparation method and application thereof
JP3040699B2 (en) Toxic reducer
CN102304178A (en) Preparation method and application of African clawed toad antitumor polypeptide
JPH04273824A (en) Isolation of acid secretion-inhibiting substance
JPS6216428A (en) Biologically active substance obtained from tritonia crocosmaeflora lemoine and production thereof
WO2007072576A1 (en) Method for production of strain capable of expressing m toxin derived from helicobacter pylori in large quantity