RU2651757C2 - Line of biologically active gene-therapeutic substances based on sod2 gene for correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and human organs and tissues related to oxidative stress, method of obtaining and using - Google Patents

Line of biologically active gene-therapeutic substances based on sod2 gene for correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and human organs and tissues related to oxidative stress, method of obtaining and using Download PDF

Info

Publication number
RU2651757C2
RU2651757C2 RU2016101436A RU2016101436A RU2651757C2 RU 2651757 C2 RU2651757 C2 RU 2651757C2 RU 2016101436 A RU2016101436 A RU 2016101436A RU 2016101436 A RU2016101436 A RU 2016101436A RU 2651757 C2 RU2651757 C2 RU 2651757C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sod2
gene
seq
cdna
biologically active
Prior art date
Application number
RU2016101436A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016101436A (en
Inventor
Наталиа Савелиева
Антон Гамолски
Original Assignee
Селл энд Джин Терапи Лтд
Общество С Ограниченной Ответственностью "Прорывные Инновационные Технологии"
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 Селл энд Джин Терапи Лтд, Общество С Ограниченной Ответственностью "Прорывные Инновационные Технологии" filed Critical Селл энд Джин Терапи Лтд
Priority to RU2016101436A priority Critical patent/RU2651757C2/en
Publication of RU2016101436A publication Critical patent/RU2016101436A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2651757C2 publication Critical patent/RU2651757C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: group of inventions refers to medicine and concerns a means for correcting the pathological conditions of cells of organs and tissues and/or organs and tissues of human based on the SOD2 gene associated with oxidative stress, where the cells of organs and tissues are selected from cells of fibroblasts, keratocytes and epithelial cells of the eye, chondroblasts; organs and tissues are selected from the skin, the mucous membrane of the human mouth or the human muscle tissue, which is a collection of biologically active gene therapy substances, each of which is a gene therapeutic substance selected from the group of gene therapeutic substances, each being a genetic construct based on a vector plasmid comprising the cDNA of the SOD2 gene, with the coding sequence of the superoxide dismutase-1 protein, with deletions of 5' and 3' non-translated regions, namely the SOD2 gene derived from the site of the native unmodified cDNA, SEQ ID No: 1, or a modified cDNA of the SOD2 gene, with the modified cDNA of the SOD2 gene using SEQ ID No: 2, or SEQ ID No: 3, or SEQ ID No: 4, or SEQ ID No: 5, or SEQ ID No: 6, or SEQ ID No: 7, or a combination of these genetic constructs, each of which also contains regulatory elements that ensure transcription of this sequence in eukaryotic cells, human organs and tissues, in combination with or without a transport molecule. Group of inventions also relates to a method for producing said agent; a method of using said agent for correcting the pathological conditions of cells of organs and tissues and/or human organs and tissues based on the SOD2 gene associated with a quantitative reduction in the SOD2 protein.
EFFECT: group of inventions provides a high and stable level of the target protein in the cells.
5 cl, 18 ex, 20 dwg

Description

Область, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к молекулярной биологии, биотехнологии, генной инженерии и медицине и может быть использовано для усиления защиты клеток различных органов и тканей, а также собственно органов и тканей человека от оксидативного стресса, в частности, в терапевтических целях.The invention relates to molecular biology, biotechnology, genetic engineering and medicine and can be used to enhance the protection of cells of various organs and tissues, as well as the organs and tissues of a person from oxidative stress, in particular for therapeutic purposes.

Предшествующий уровень.Prior level.

Оксидативный стресс - нарушение баланса между процессами образования активных форм кислорода (свободных радикалов) и процессами их нейтрализации. Он приводит к повреждениям клеток, тканей и органов живого организма, в частности, к преждевременному старению кожи, поскольку из всех систем живого организма именно кожа наиболее подвержена воздействию активных форм кислорода.Oxidative stress is an imbalance between the processes of formation of active oxygen species (free radicals) and the processes of their neutralization. It leads to damage to cells, tissues and organs of a living organism, in particular, to premature aging of the skin, since of all the systems of a living organism, it is the skin that is most exposed to active oxygen species.

Кроме того, наиболее предрасположены к оксидативному стрессу дыхательная система (воздействие большого количества кислорода), мозг (высокая метаболическая активность и низкий уровень эндогенных антиоксидантов), глаза (постоянное УФ-облучение), система кровообращения (колебания уровней кислорода и оксида азота) и репродуктивная система (высокая метаболическая активность сперматозоидов).In addition, the respiratory system (exposure to a large amount of oxygen), the brain (high metabolic activity and low levels of endogenous antioxidants), the eyes (constant UV irradiation), the circulatory system (fluctuations in oxygen and nitric oxide levels) and the reproductive system are most prone to oxidative stress. (high metabolic activity of sperm).

Активные формы кислорода могут быть эндогенными, т.е. продуктами различных метаболических процессов в организме. Например, наиболее распространенный окислитель в организме - гидроксид-анион (ОН-) - образуется при многих аэробных процессах. Также активные формы кислорода могут иметь экзогенное происхождение. Они образуются под воздействием ультрафиолетового, ионизирующего и электромагнитного излучения, а также в результате взаимодействия с окислителями из окружающей среды, например, с озоном.Active oxygen species can be endogenous, i.e. products of various metabolic processes in the body. For example, the most common oxidizing agent in the body - hydroxide anion (OH-) - is formed during many aerobic processes. Also, active forms of oxygen can be of exogenous origin. They are formed under the influence of ultraviolet, ionizing and electromagnetic radiation, and also as a result of interaction with oxidizing agents from the environment, for example, with ozone.

Другой распространенной активной формой кислорода является супероксид-анион (O2.-). В отличие от гидроксильного радикала, супероксид-анион менее активен, но обладает большим временем жизни. Кроме того, он сам может быть источником образования гидроксид-анионов. В нормальных условиях супероксид-анион, как и другие свободные радикалы, быстро нейтрализуется естественными антиоксидантами - внутриклеточными, мембранными и внеклеточными. К внутриклеточным антиоксидантам относятся белки супероксиддисмутазы, пероксидазы и белок каталазы.Another common active form of oxygen is superoxide anion (O 2 .-). Unlike the hydroxyl radical, superoxide anion is less active, but has a longer lifetime. In addition, he himself can be a source of the formation of hydroxide anions. Under normal conditions, the superoxide anion, like other free radicals, is quickly neutralized by natural antioxidants - intracellular, membrane and extracellular. Intracellular antioxidants include superoxide dismutase, peroxidase and catalase proteins.

Супероксиддисмутазы - супероксиддисмутаза-1 (цитоплазматическая, или Cu-Zn-содержащая) и супероксиддисмутаза-2 (митохондриальная, или Mn-содержащая) - катализируют превращение супероксид-аниона в кислород и перекись водорода, которая затем утилизируется глутатионпероксидазами и каталазой.Superoxide dismutases - superoxide dismutase-1 (cytoplasmic, or Cu-Zn-containing) and superoxide dismutase-2 (mitochondrial, or Mn-containing) - catalyze the conversion of superoxide anion to oxygen and hydrogen peroxide, which is then utilized by glutathione peroxidases and catalase.

Следовательно, при пониженной активности супероксиддисмутазы или при повышенной скорости образования активных форм кислорода повышаются вероятность и интенсивность оксидативного повреждения клеток и тканей.Therefore, with a reduced activity of superoxide dismutase or with an increased rate of formation of reactive oxygen species, the probability and intensity of oxidative damage to cells and tissues increase.

Для усиления нейтрализации действия активных форм кислорода и снижения влияния оксидативного стресса существует несколько подходов.There are several approaches to enhance the neutralization of the action of reactive oxygen species and reduce the influence of oxidative stress.

Известно использование органических веществ природного происхождения, обладающих антиоксидантной активностью. Этот принцип положен в основу при производстве косметических средств.The use of organic substances of natural origin with antioxidant activity is known. This principle underlies the production of cosmetics.

Так была предложена композиция внутреннего применения для коррекции гормонального старения кожи, содержащая гормоноподобное вещество растительного происхождения диосгенин из корня диоскореи, один или более антиоксидант, выбранный из витамина С, витамина Е, коэнзима Q10, а также - гиалуроновую кислоту (RU 2527344). Было показано, что вышеописанная композиция эффективно корректирует гормональное старение кожи, увеличивает плотность и тургор кожи за счет стимулирования выработки коллагено-эластиновых волокон и обеспечения антиоксидантной защиты. Недостаток данного подхода состоит в том, что эти вещества обладают краткосрочным действием и требуют постоянного применения, могут вызвать побочные явления, например, аллергическую реакцию, применение препаратов антиоксидантов дополняет антиоксидантные системы организма, но полностью не компенсирует их недостаточную работу.So, a composition was proposed for internal use for the correction of hormonal aging of the skin, containing a hormone-like substance of plant origin diosgenin from the root of dioscorea, one or more antioxidants selected from vitamin C, vitamin E, coenzyme Q10, as well as hyaluronic acid (RU 2527344). It was shown that the above composition effectively corrects the hormonal aging of the skin, increases the density and turgor of the skin by stimulating the production of collagen-elastin fibers and providing antioxidant protection. The disadvantage of this approach is that these substances have a short-term effect and require constant use, can cause side effects, for example, an allergic reaction, the use of antioxidant preparations complements the body's antioxidant systems, but does not completely compensate for their insufficient work.

Известно также использование в качестве лекарственных средств собственно белков - антиоксидантов.It is also known to use, as drugs, the actual proteins - antioxidants.

Так в патенте US 6045809 для нейтрализации токсического действия активных форм кислорода было предложено использовать композиции фермента - антиоксиданта супероксиддисмутазы и, по крайней мере, одного из липидов (на примере керамидов) или белков (на примере проламинов). Новые фармацевтические композиции предназначены для перорального введения. Недостаток данного подхода состоит в том, что при данном методе введения желаемый терапевтический эффект может оказаться недостигнутым, а также - при недостаточной степени очистки возможны побочные реакции.So in the patent US 6045809 to neutralize the toxic effects of reactive oxygen species, it was proposed to use the composition of the enzyme - the antioxidant superoxide dismutase and at least one of the lipids (for example, ceramides) or proteins (for example, prolamins). New pharmaceutical compositions are intended for oral administration. The disadvantage of this approach is that with this method of administration, the desired therapeutic effect may not be achieved, and also, with an insufficient degree of purification, adverse reactions are possible.

В патенте US 8916373 было предложено использовать рекомбинантные модифицированные варианты супероксиддисмутазы-1, у которых за счет созданных мутаций в нуклеотидной последовательности произошли изменения аминокислотной структуры белка (степень идентичности модифицированных вариантов белка и нативного белка не менее 80%). Рекомбинантными плазмидами были транфицированы культуры эмбриональных клеток почек человека (HEK клетки, линия HEK293FT) или эмбриональных фибробластов мыши (3T3s, линии NIH 3Т3), в которых наличие модифицированных белков определяли методом иммуноблоттинга, после чего определяли их ферментативную активность. Было выявлено, что активность некоторых вариантов увеличилась более чем в 3 раза по сравнению с белком дикого типа. Недостатком данного подхода является то, что внесение модификаций в аминокислотную последовательность природного белка может привести к образованию структур, являющихся антигенными детерминантами.In the patent US 8916373 it was proposed to use recombinant modified variants of superoxide dismutase-1, in which due to the created mutations in the nucleotide sequence, changes in the amino acid structure of the protein occurred (the degree of identity of the modified variants of the protein and the native protein is at least 80%). Recombinant plasmids transfected cultures of human kidney embryonic cells (HEK cells, HEK293FT line) or mouse embryonic fibroblasts (3T3s, NIH 3T3 lines), in which the presence of modified proteins was determined by immunoblotting, after which their enzymatic activity was determined. It was found that the activity of some variants increased by more than 3 times compared with the wild-type protein. The disadvantage of this approach is that the introduction of modifications into the amino acid sequence of a natural protein can lead to the formation of structures that are antigenic determinants.

За прототип авторами было принято решение по патенту US 8926965, в котором предлагается использовать белок рекомбинантной супероксиддисмутазы-2 для снижения оксидативного стресса в клетках, тканях и органах.For the prototype, the authors decided on patent US 8926965, which proposes the use of recombinant superoxide dismutase-2 protein to reduce oxidative stress in cells, tissues and organs.

Марганецзависимая супероксиддисмутаза-2, локализованная в митохондриях, является важным ферментом, который контролирует уровень свободных радикалов в клетке. Поскольку митохондрия серьезно подвержена оксидантной нагрузке, функциональные особенности супероксиддисмутазы-2 актуальны для применения, поскольку способны компенсировать или усугублять оксидативный стресс (Green D.R., Reed J.С., 1998). Многочисленные исследования подтверждают, что митохондриальная супероксиддисмутаза-2 играет важную роль в предохранении клетки от оксидативного стресса. В патенте US 8926965 было предложено использовать рекомбинантный модифицированный вариант супероксиддисмутазы-2, у которой за счет созданных мутаций в нуклеотидной последовательности произошли изменения аминокислотной структуры белка по меньшей мере по K53 и K89 (степень идентичности модифицированного варианта белка и нативного белка не менее 95%). Нуклеотидная последовательность, кодирующая модифицированный белок, была введена в клетку-хозяин (клетку млекопитающего, например, человека, приматов, грызунов и др., клетку насекомого, дрожжевую клетку, прокариотические клетки, например бактериальные) с помощью рекомбинантного вектора экспрессии, который обеспечивал трансляцию белка. Было показано, что ферментативная активность модифицированной супероксиддисмутазы-2 более чем в 10 раз выше, чем у немодифицированного белка. Также было заявлено, что модифицированный пептид можно использовать для уменьшения оксидативного стресса и/или окислительного повреждения клетки как собственно лекарственное средство, так и в композиции с другими активными и вспомогательными компонентами.Manganese-dependent superoxide dismutase-2, localized in mitochondria, is an important enzyme that controls the level of free radicals in the cell. Since mitochondria is seriously susceptible to oxidative stress, the functional features of superoxide dismutase-2 are relevant for use, as they can compensate or exacerbate oxidative stress (Green D.R., Reed J.C., 1998). Numerous studies confirm that mitochondrial superoxide dismutase-2 plays an important role in protecting cells from oxidative stress. In the patent US 8926965 it was proposed to use a recombinant modified variant of superoxide dismutase-2, in which due to the created mutations in the nucleotide sequence, changes in the amino acid structure of the protein of at least K53 and K89 occurred (the degree of identity of the modified version of the protein and the native protein is at least 95%). The nucleotide sequence encoding the modified protein was introduced into the host cell (mammalian cell, for example, humans, primates, rodents, etc., an insect cell, yeast cell, prokaryotic cells, for example bacterial) using a recombinant expression vector that provided protein translation . It was shown that the enzymatic activity of modified superoxide dismutase-2 is more than 10 times higher than that of unmodified protein. It was also stated that the modified peptide can be used to reduce oxidative stress and / or oxidative damage to the cell, both the drug itself and in composition with other active and auxiliary components.

Недостатком данного подхода является высокая стоимость получения чистого рекомбинантного белка, более частое его введения при терапии (что увеличивает стоимость терапии и повышает риск побочных явлений) и сложность внутриклеточной доставки препарата. Кроме того, внесение модификаций в аминокислотную последовательность природного белка может привести к образованию структур, являющихся антигенными детерминантами. Также при создании терапевтического средства по прототипу не учтены индивидуальные характеристики пациента.The disadvantage of this approach is the high cost of obtaining pure recombinant protein, its more frequent administration during therapy (which increases the cost of therapy and increases the risk of side effects) and the complexity of intracellular drug delivery. In addition, modifications to the amino acid sequence of a natural protein can lead to the formation of structures that are antigenic determinants. Also, when creating a therapeutic agent for the prototype, the individual characteristics of the patient are not taken into account.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей данного изобретения является создание линейки высокоэффективных биологически активных генно-терапевтических субстанций, способных препятствовать снижению антиоксидантной активности белка супероксиддисмутазы-2 в клетках органов и тканей и/или органах и тканях человека путем повышения экспрессии гена SOD2 в клетках органов и тканей и/или органах и тканях человека, и/или за счет повышения активности белка супероксиддисмутазы-2, ответственного за поддержание окислительно-восстановительного баланса в клетках органов и тканей и/или органах и тканях организма с учетом индивидуальных особенностей пациента.The objective of the invention is to create a line of highly effective biologically active gene therapeutic substances that can prevent the decrease of the antioxidant activity of the superoxide dismutase-2 protein in the cells of organs and tissues and / or organs and tissues of a person by increasing the expression of the SOD2 gene in the cells of organs and tissues and / or organs and human tissues, and / or by increasing the activity of the superoxide dismutase-2 protein, responsible for maintaining the redox balance in the cells of organs and tissues and / or organs and tissues of the organism, taking into account the individual patient.

Указанная задача решается за счет того, что создана линейка биологически активных генно-терапевтических субстанций для коррекции патологических состояний клеток органов и тканей и/или органов и тканей человека, связанных с оксидативным стрессом, каждая из которых представляет собой генетическую конструкцию на основе векторной плазмиды, содержащей нативную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:1 или одну из модифицированных кДНК гена SOD2, и содержащей также регуляторные элементы, обеспечивающие транскрипцию этой последовательности в эукариотических клетках, в частности в клетках органов и тканей человека и способную обеспечить высокий уровень экспрессии гена SOD2 и увеличить активность белка супероксиддисмутазы-2 в клетках органов и тканей и/или органах и тканях человека, в частности, в гемопоэтических клетках, или гепатоцитах, или мезенхимальных стволовых клетках, или хондробластах, или клетках поджелудочной железы (например, в клетках панкреатических островков), или миоцитах или фибробластах кожи, или кератоцитах, или эпителиальных клетках роговицы, или в нейронах, ганглиях, Шванновских клетках, астроцитах, олигодендроцитах, микроглии, или в сперматозоидах, или в нефронах, или эндотелиальных клетках, или эпителиальных клетках в сочетании с транспортной молекулой или без нее при трансфекции этими биологически активными генно-терапевтическими субстанциями клеток органов и тканей человека и/или в органах и тканях человека в частности, в коже, суставах, печени, надпочечниках, почках, головном и спинном мозге, легких, сердце, сосудах, желудочно-кишечном тракте, простате, поджелудочной железе, глазе, роговице, слизистой оболочке, хрящевой ткани, мышечной ткани в сочетании с транспортной молекулой или без нее при введении этих биологически активных генно-терапевтических субстанций в органы и ткани человека. При этом генетическая конструкция с кДНК гена SOD2 содержит последовательность нуклеотидов, включающую в себя белок-кодирующую область кДНК гена SOD2, которая несет модификации не затрагивающие структуру белка супероксиддисмутазы-2, а именно: делеции 5' нетранслируемых областей или делеции 3'-нетранслируемых областей, или нуклеотидные замены, не приводящие к аминокислотным заменам или обрыву аминокислотной цепи, или комбинации вышеперечисленных модификаций и, соответственно, не влияющие на кодируемую этой последовательностью аминокислотную последовательность. В качестве модифицированной кДНК гена SOD2 используют SEQ ID No:2. Или в качестве модифицированной кДНК гена SOD2 используют SEQ ID No:3. Или в качестве модифицированной кДНК гена SOD2 используют SEQ ID No:4. Или в качестве модифицированной кДНК гена SOD2 используют SEQ ID No:5. Или в качестве модифицированной кДНК гена SOD2 используют SEQ ID No:6. Или в качестве модифицированной кДНК гена SOD2 используют SEQ ID No:7. При этом в качестве транспортной молекулы используют липосомы, или дендримеры 5-го и выше поколений, или амфифильные блок-сополимеры.This problem is solved due to the fact that a line of biologically active gene therapeutic substances has been created for the correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and / or human organs and tissues associated with oxidative stress, each of which is a genetic construct based on a vector plasmid containing native cDNA of the SOD2 gene SEQ ID No: 1 or one of the modified cDNA of the SOD2 gene, and also containing regulatory elements that ensure transcription of this sequence in eukaryotic cells and, in particular, in cells of human organs and tissues and capable of providing a high level of SOD2 gene expression and increasing the activity of superoxide dismutase-2 protein in cells of organs and tissues and / or human organs and tissues, in particular in hematopoietic cells, or hepatocytes, or mesenchymal stem cells, or chondroblasts, or pancreatic cells (for example, in pancreatic islet cells), or skin myocytes or fibroblasts, or keratocytes, or corneal epithelial cells, or in neurons, ganglia, Schwann cells, astrocytes, oligodendrocytes, microglia, or in spermatozoa, or in nephrons, or endothelial cells, or epithelial cells in combination with or without a transport molecule during transfection with these biologically active gene therapeutic substances of human and / or human cells and / or organs and human tissues, in particular in the skin, joints, liver, adrenal glands, kidneys, brain and spinal cord, lungs, heart, vessels, gastrointestinal tract, prostate, pancreas, eye, cornea, mucous membrane e, cartilage tissue, muscle tissue in conjunction with the transport molecule with or without the introduction of these biologically active substances gene therapy in human organs and tissues. At the same time, the genetic construct with cDNA of the SOD2 gene contains a nucleotide sequence that includes the protein coding region of the cODA of the SOD2 gene, which carries modifications that do not affect the structure of the superoxide dismutase-2 protein, namely: deletions of 5 'untranslated regions or deletions of 3'-untranslated regions, or nucleotide substitutions that do not lead to amino acid substitutions or termination of the amino acid chain, or a combination of the above modifications and, accordingly, do not affect the amino acid encoded by this sequence th sequence. As a modified cDNA of the SOD2 gene, SEQ ID No: 2 is used. Or, as a modified cDNA of the SOD2 gene, use SEQ ID No: 3. Or, as a modified cDNA of the SOD2 gene, use SEQ ID No: 4. Or, as a modified cDNA of the SOD2 gene, use SEQ ID No: 5. Or, as a modified cDNA of the SOD2 gene, use SEQ ID No: 6. Or, as a modified cDNA of the SOD2 gene, use SEQ ID No: 7. Moreover, liposomes, or dendrimers of the 5th and higher generations, or amphiphilic block copolymers are used as a transport molecule.

Способ получения биологически активной генно-терапевтической субстанции для коррекции патологических состояний клеток органов и тканей и/или органов и тканей человека, связанных с оксидативным стрессом из созданной линейки заключающийся в том, что получают кДНК гена SOD2, затем помещают кДНК в векторную плазмиду, способную обеспечить высокий уровень экспрессии этой кДНК в клетках различных органов и тканей человека, наращивают и выделяют необходимое количество генетической конструкции, затем комбинируют генетическую конструкцию с транспортной молекулой для трансфекции полученной биологически активной генно-терапевтической субстанцией клеток органов и тканей и/или введения полученной биологически активной генно-терапевтической субстанции в органы и ткани человека.A method of obtaining a biologically active gene-therapeutic substance for the correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and / or human organs and tissues associated with oxidative stress from the created line consists in the production of SOD2 gene cDNA, then cDNA is inserted into a vector plasmid capable of providing high level of expression of this cDNA in cells of various organs and tissues of a person, they increase and secrete the necessary amount of genetic construct, then combine the genetic construct with tra an export molecule for transfection of the obtained biologically active gene therapeutic substance of cells of organs and tissues and / or the introduction of the obtained biologically active gene therapeutic substance into human organs and tissues.

Или способ получения каждой биологически активной генно-терапевтической субстанции для коррекции патологических состояний клеток различных органов и тканей человека, связанных с оксидативным стрессом из созданной линейки, заключающийся в том, что получают кДНК гена SOD2, модифицируют его по п.п. 3, или 4, или 5 или 6 или 7 или 8, затем помещают модифицированную кДНК в векторную конструкцию, способную обеспечить высокий уровень экспрессии этой кДНК в клетках различных органов и тканей человека, наращивают и выделяют необходимое количество генетической конструкции, затем комбинируют генетическую конструкцию с транспортной молекулой для трансфекции полученной биологически активной генно-терапевтической субстанцией клеток органов и тканей и/или введения полученной биологически активной генно-терапевтической субстанции в органы и ткани человека.Or a method for producing each biologically active gene-therapeutic substance for correcting pathological conditions of cells of various organs and human tissues associated with oxidative stress from the created line, which consists in the fact that SOD2 gene cDNA is obtained, modify it according to 3, or 4, or 5 or 6 or 7 or 8, then the modified cDNA is placed in a vector construct capable of providing a high level of expression of this cDNA in cells of various organs and tissues of the person, the necessary amount of the genetic construct is increased and secreted, then the genetic construct is combined with a transport molecule for transfecting the obtained biologically active gene therapeutic substance of cells of organs and tissues and / or introducing the obtained biologically active gene therapeutic substance into the organs, etc. kani man.

Способ использования каждой из созданных и представленных в линейке биологически активных генно-терапевтических субстанций для коррекции патологических состояний клеток органов и тканей и/или органов и тканей человека, связанных с оксидативным стрессом, заключается в трансфекции созданной биологически активной генно-терапевтической субстанцией, и выбранной из линейки с учетом индивидуальных особенностей каждого конкретного пациента на основе предварительного эксперимента по определению наиболее эффективного для пациента варианта из созданных и представленных в линейке биологически активных генно-терапевтических субстанций, клеток органов и тканей человека.The method of using each of the biologically active gene-therapeutic substances created and presented in the lineup to correct the pathological conditions of cells of organs and tissues and / or organs and tissues of a person associated with oxidative stress is to transfect the created biologically active gene-therapeutic substance, and selected from line taking into account the individual characteristics of each individual patient based on a preliminary experiment to determine the most effective option for the patient and from the established and represented in the line of biologically active substances, gene therapy, cells, organs and tissues.

Или способ использования каждой из созданных и представленных в линейке биологически активных генно-терапевтических субстанций для коррекции патологических состояний клеток органов и тканей и/или органов и тканей человека, связанных с оксидативным стрессом, заключающийся во введении одной из созданных биологически активных генно-терапевтической субстанций, выбранной из линейки именно для данного пациента на основе предварительного эксперимента по определению наиболее эффективного для пациента варианта из созданных и представленных в линейке биологически активных генно-терапевтических субстанций, в органы и ткани этого пациента, и/или во введении аутологичных клеток пациента, трансфицированных одной из созданных биологически активных генно-терапевтической субстанций, выбранной именно для данного пациента на основе предварительного эксперимента по определению наиболее эффективного для пациента варианта из созданных и представленных в линейке биологически активных генно-терапевтических субстанций, в органы и ткани этого пациента.Or a method of using each of the biologically active gene-therapeutic substances created and presented in the lineup to correct the pathological conditions of cells of organs and tissues and / or human organs and tissues associated with oxidative stress, which consists in administering one of the created biologically active gene-therapeutic substances, selected from the line for this patient on the basis of a preliminary experiment to determine the most effective option for the patient from those created and presented in the line of biologically active gene-therapeutic substances, into the organs and tissues of this patient, and / or in the introduction of autologous cells of a patient transfected with one of the created biologically active gene-therapeutic substances selected for this patient on the basis of a preliminary experiment to determine the most effective for the patient, a variant of the created and presented in the line of biologically active gene-therapeutic substances into the organs and tissues of this patient.

Реализация изобретенияThe implementation of the invention

Перечень фигурList of figures

На фиг. 1In FIG. one

Представлена нуклеотидная последовательность немодифицированной кДНК гена SOD2, последовательность которой идентична приводимой в базе даных GenBank под номером NM_000636.2 - SOD2 SEQ ID NO:1.The nucleotide sequence of the unmodified cDNA of the SOD2 gene is presented, the sequence of which is identical to that given in the GenBank database under the number NM_000636.2 - SOD2 SEQ ID NO: 1.

На фиг. 2In FIG. 2

Представлена нуклеотидная последовательность модифицированной кДНК гена SOD2, SEQ ID NO:2, котораяPresents the nucleotide sequence of the modified cDNA of the SOD2 gene, SEQ ID NO: 2, which

содержит 3 нуклеотидных замены G→C в позициях 199, 286 и 322, не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2.contains 3 nucleotide substitutions G → C at positions 199, 286 and 322, which do not lead to changes in the amino acid sequence of superoxide dismutase-2 protein.

На фиг. 3In FIG. 3

Представлена нуклеотидная последовательность модифицированной кДНК гена SOD2, SEQ ID NO:3, котораяPresents the nucleotide sequence of the modified cDNA of the SOD2 gene, SEQ ID NO: 3, which

содержит 4 нуклеотидные замены G→C в позициях 199, 286, 322 и 370 и замену А→С в позиции 400, не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2.contains 4 nucleotide substitutions G → C at positions 199, 286, 322 and 370 and the substitution A → C at position 400, which does not lead to changes in the amino acid sequence of superoxide dismutase-2 protein.

На фиг. 4In FIG. four

Представлена нуклеотидная последовательность модифицированной кДНК гена SOD2, SEQ ID NO:4, котораяPresents the nucleotide sequence of the modified cDNA of the SOD2 gene, SEQ ID NO: 4, which

содержит 5 нуклеотидных замен G→C в позициях 199, 286, 322, 370, 562; замену А→С в позиции 400; замену С→А в позиции 521 и замену Т→А в позиции 523, не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2.contains 5 nucleotide substitutions G → C at positions 199, 286, 322, 370, 562; A → C change at position 400 C → A substitution at position 521 and T → A substitution at position 523, which do not lead to changes in the amino acid sequence of the superoxide dismutase-2 protein.

На фиг. 5In FIG. 5

Представлена нуклеотидная последовательность модифицированной кДНК гена SOD2, SEQ ID NO:5, которая содержит 5 нуклеотидных замен G→C в позициях 199, 286, 322, 370, 562; замену А→С в позиции 400; замену С→А в позиции 521, замену Т→А в позициях 523, замену Т→С в позиции 629 и 2 замены A→G в позициях 631 и 775, не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2.Presents the nucleotide sequence of the modified cDNA of the SOD2 gene, SEQ ID NO: 5, which contains 5 nucleotide substitutions G → C at positions 199, 286, 322, 370, 562; A → C change at position 400 substitution C → A at position 521, substitution T → A at positions 523, substitution T → C at positions 629 and 2, substitutions A → G at positions 631 and 775, which do not lead to changes in the amino acid sequence of the superoxide dismutase-2 protein.

На фиг. 6In FIG. 6

Представлена нуклеотидная последовательность модифицированной кДНК гена SOD2, SEQ ID NO:6, котораяPresents the nucleotide sequence of the modified cDNA of the SOD2 gene, SEQ ID NO: 6, which

содержит 5 нуклеотидных замен G→C в позициях 199, 286, 322, 370, 562; замену А→С в позиции 400; замену С→А в позиции 521, замену Т→А в позициях 523, замену Т→С в позиции 629 и 4 замены A→G в позициях 631, 757, 775 и 793 не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2.contains 5 nucleotide substitutions G → C at positions 199, 286, 322, 370, 562; A → C change at position 400 substitution C → A at position 521, substitution T → A at positions 523, substitution T → C at positions 629 and 4 substitutions A → G at positions 631, 757, 775 and 793 not leading to changes in the amino acid sequence of the protein superoxide dismutase-2.

На фиг. 7In FIG. 7

Представлена нуклеотидная последовательность модифицированной кДНК гена SOD2, SEQ ID NO:7, котораяPresents the nucleotide sequence of the modified cDNA of the SOD2 gene, SEQ ID NO: 7, which

не содержит нетранслируемые 5' и 3' области гена и содержит 5 нуклеотидных замен G→С в позициях 199, 286, 322, 370, 562; замену А→С в позиции 400; замену С→А в позиции 521, замену Т→А в позициях 523, замену Т→С в позиции 629 и 4 замены A→G в позициях 631, 757, 775 и 793 не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2.does not contain untranslated 5 'and 3' regions of the gene and contains 5 nucleotide substitutions G → C at positions 199, 286, 322, 370, 562; A → C change at position 400 substitution C → A at position 521, substitution T → A at positions 523, substitution T → C at positions 629 and 4 substitutions A → G at positions 631, 757, 775 and 793 not leading to changes in the amino acid sequence of the protein superoxide dismutase-2.

На фиг. 8In FIG. 8

С целью последующего корректного определения генно-терапевтического эффекта после трансфекции фибробластов биологически активной генно-терапевтической субстанции с кДНК гена SOD2 проводили анализ эндогенной экспрессии гена SOD2 в культуре первичных фибробластов. На фигуре представлены графики накопления продуктов полимеразной цепной реакции (ПЦР), соответствующих:In order to subsequently correctly determine the gene therapeutic effect after transfection of fibroblasts of a biologically active gene therapeutic substance with cDNA of the SOD2 gene, an analysis of the endogenous expression of the SOD2 gene in a primary fibroblast culture was performed. The figure shows the graphs of the accumulation of products of polymerase chain reaction (PCR), corresponding to:

1 - кДНК гена SOD2, фибробласты со сниженной экспрессией гена SOD21 - cODNA of the SOD2 gene, fibroblasts with reduced expression of the SOD2 gene

2 - кДНК гена SOD2, фибробласты с нормальной экспрессией гена SOD22 - cDNA of the SOD2 gene, fibroblasts with normal expression of the SOD2 gene

3 - кДНК гена В2М, фибробласты со сниженной экспрессией гена SOD23 - cDNA of the B2M gene, fibroblasts with reduced expression of the SOD2 gene

4 - кДНК гена В2М, фибробласты с нормальной экспрессией гена SOD24 - cDNA of the B2M gene, fibroblasts with normal expression of the SOD2 gene

В качестве референтного гена использовали ген В2М (Бета-2-микроглобулин) приведенного в базе данных GenBank под номером NM 004048.2.The B2M gene (Beta-2-microglobulin) shown in the GenBank database under the number NM 004048.2 was used as the reference gene.

На фиг. 9In FIG. 9

С целью подтверждения увеличения экспрессии гена SOD2 в клеточной культуре фибробластов со сниженной экспрессией гена SOD2 при трансфекции данных клеток биологически активной генно-терапевтической субстанцией с кДНК гена SOD2 представлены графики накопления ПЦР-продуктов, соответствующих:In order to confirm the increase in the expression of the SOD2 gene in a cell culture of fibroblasts with reduced expression of the SOD2 gene during transfection of these cells with a biologically active gene therapeutic substance with cDNA of the SOD2 gene, graphs of the accumulation of PCR products corresponding to:

1 - кДНК гена SOD2 в фибробластах с нормальной экспрессией гена SOD2,1 - cDNA of the SOD2 gene in fibroblasts with normal expression of the SOD2 gene,

2 - кДНК гена SOD2 в фибробластах со сниженной экспрессией гена SOD2 до трансфекции БАГТС с кДНК гена SOD22 - cDNA of the SOD2 gene in fibroblasts with reduced expression of the SOD2 gene before transfection of BAGTS with cDNA of the SOD2 gene

3 - кДНК гена SOD2 в фибробластах со сниженной экспрессией гена SOD2 после трансфекции БАГТС с кДНК гена SOD23 - cDNA of the SOD2 gene in fibroblasts with reduced expression of the SOD2 gene after transfection of BAGTS with cDNA of the SOD2 gene

4 - кДНК гена SOD2 в фибробластах со сниженной экспрессией гена SOD2 после трансфекции вектором без кДНК гена SOD24 - SOD2 gene cDNA in fibroblasts with reduced SOD2 gene expression after transfection with a vector without SOD2 gene cDNA

5 - кДНК гена В2М в фибробластах с нормальной экспрессией гена SOD2,5 - cDNA of the B2M gene in fibroblasts with normal expression of the SOD2 gene,

6 - кДНК гена В2М в фибробластах со сниженной экспрессией гена SOD2 до трансфекции БАГТС с кДНК гена SOD26 - cDNA of the B2M gene in fibroblasts with reduced expression of the SOD2 gene prior to transfection of BAGTS with cDNA of the SOD2 gene

7 - кДНК гена В2М в фибробластах со сниженной экспрессией гена SOD2 после трансфекции БАГТС с кДНК гена SOD27 - cDNA of the B2M gene in fibroblasts with reduced expression of the SOD2 gene after transfection of BAGTS with cDNA of the SOD2 gene

8 - кДНК гена В2М в фибробластах со сниженной экспрессией гена SOD2 после трансфекции вектором без кДНК гена SOD28 - cDNA of the B2M gene in fibroblasts with reduced expression of the SOD2 gene after transfection with a vector without cDNA of the SOD2 gene

Из графиков следует, что в случае трансфекции вектором без вставки кДНК гена SOD2 уровень кДНК гена SOD2 в фибробластах не изменился, а в случае трансфекции вектором с кДНК SOD2 - уровень кДНК фибробластов со сниженной экспрессией гена SOD2 многократно увеличился (до уровня выше, чем уровень кДНК гена SOD2 в нормальных фибробластах).From the graphs it follows that in the case of transfection with a vector without inserting the SOD2 cDNA gene, the level of SOD2 cDNA in fibroblasts did not change, and in the case of transfection with a SOD2 cDNA vector, the level of fibroblast cDNA with reduced SOD2 gene expression increased significantly (to a level higher than the cDNA level SOD2 gene in normal fibroblasts).

На фиг. 10In FIG. 10

С целью подтверждения увеличения активности белка супероксиддисмутазы-2 в клеточной культуре фибробластов с нормальной экспрессией гена SOD2 при трансфекции данных клеток биологически активной генно-терапевтической субстанцией содержащей кДНК SOD2 представлен график изменения активности белка супероксиддисмутазы-2 в зависимости от разведения клеточного лизата нетрансфицированных фибробластов (культура А), трансфицированных вектором pCDNA 3.1 (+) не содержащим кДНК SOD2 (культура В) и трансфицированных биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе генетической конструкции pCDNA 3.1- SOD2 SEQ ID No1 (культура С). Из графика следует, что при трансфекции фибробластов биологически активной генно-терапевтической субстанцией с кДНК гена SOD2 происходит увеличение активности белка супероксиддисмутазы-2 в клеточном лизате.In order to confirm the increase in the activity of superoxide dismutase-2 protein in a cell culture of fibroblasts with normal expression of the SOD2 gene during transfection of these cells with a biologically active gene therapeutic substance containing SOD2 cDNA, a graph of the activity of superoxide dismutase-2 protein depending on the dilution of non-transfected fibroblast cell lysate is presented (culture A ) transfected with pCDNA 3.1 (+) vector not containing SOD2 cDNA (culture B) and transfected with biologically active gene therapy substance based on the genetic construct pCDNA 3.1-SOD2 SEQ ID No1 (culture C). It follows from the graph that upon transfection of fibroblasts with a biologically active gene therapeutic substance with cDNA of the SOD2 gene, the activity of superoxide dismutase-2 protein in the cell lysate increases.

Обозначения:Designations:

Figure 00000001
культура А
Figure 00000001
culture A

Figure 00000002
культура В
Figure 00000002
culture B

Figure 00000003
культура С
Figure 00000003
culture C

На фиг. 11In FIG. eleven

С целью подтверждения увеличения активности супероксиддисмутазы-2 в коже человека при введении в кожу клеточной культуры фибробластов, трансфицированной биологически активной генно-терапевтической субстанцией представлен анализ изменения активности супероксиддисмутазы-2 в коже пациентов. При этом пациентам вводили три варианта культуры аутологичных фибробластов - нетрансфицированные (А), трансфицированные вектором pCMV6-XL5 (Б) и трансфицированные биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе pCMV6- SOD2 SEQ ID No:7 (С) - в кожу предплечья. Также анализировали активность супероксиддисмутазы-2 в интактной коже. Показано повышение активности супероксиддисмутазы-2 в коже пациента в области введения фибробластов, трансфицированных биологически активной генно-терапевтической субстанцией кДНК гена SOD2. (C)In order to confirm the increase in the activity of superoxide dismutase-2 in human skin when a cell culture of fibroblasts transfected with a biologically active gene-therapeutic substance is introduced into the skin, an analysis of the change in the activity of superoxide dismutase-2 in the skin of patients is presented. At the same time, three variants of autologous fibroblast culture were injected into patients - non-transfected (A), transfected with pCMV6-XL5 vector (B) and transfected with a biologically active gene-therapeutic substance based on pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 7 (C) - into the skin of the forearm. The activity of superoxide dismutase-2 in intact skin was also analyzed. An increase in the activity of superoxide dismutase-2 in the patient’s skin in the area of the introduction of fibroblasts transfected with the biologically active gene-therapeutic substance of the SOD2 gene cDNA was shown. (C)

Обозначения:Designations:

Figure 00000004
культура А
Figure 00000004
culture A

Figure 00000002
культура В
Figure 00000002
culture B

Figure 00000005
культура С
Figure 00000005
culture C

Figure 00000006
контрольная биопсия
Figure 00000006
control biopsy

На фиг. 12In FIG. 12

С целью подтверждения увеличения активности супероксиддисмутазы-2 до различного индивидуального уровня в клеточных культурах фибробластов пациентов при трансфекции данных клеток биологически активными генно-терапевтическими субстанциями с модифицированными и нативной кДНК гена SOD2 в зависимости от наличия и типа в них той или иной модификации кДНК гена SOD2 представлен анализ изменения активности белка супероксиддисмутазы-2 в культурах фибробластов кожи человека в зависимости от наличия и типа модификаций в кДНК гена SOD2, используемой для трансфекции фибробластов.In order to confirm the increase in the activity of superoxide dismutase-2 to various individual levels in cell cultures of patient’s fibroblasts during transfection of these cells with biologically active gene therapeutic substances with modified and native SOD2 cDNA depending on the presence and type of a particular modification of the SOD2 cDNA in them, analysis of changes in the activity of superoxide dismutase-2 protein in cultures of human skin fibroblasts depending on the presence and type of modifications in the cODNA of the SOD2 gene used for transfection of fibroblasts.

Культуры фибробластов 20-ти пациентов делили на 8 частей каждую с (А) по (Н); части (А) клеточных культур пациентов трансфицировали биологически активной генно-терапевтической субстанцией pCMV6-SOD2 SEQ ID No:1, части (В) трансфицировали биологически активной генно-терапевтической субстанцией pCMV6-SOD2 SEQ ID No:2, части (С) трансфицировали биологически активной генно-терапевтической субстанцией pCMV6-SOD2 SEQ ID No:3, части (D) трансфицировали биологически активной генно-терапевтической субстанцией pCMV6-SOD2 SEQ ID No:4, части (E) трансфицировали биологически активной генно-терапевтической субстанцией pCMV6-SOD2 SEQ ID No:5, части (F) трансфицировали биологически активной генно-терапевтической субстанцией pCMV6-SOD2 SEQ ID No:6, части (G) трансфицировали биологически активной генно-терапевтической субстанцией pCMV6-SOD2 SEQ ID No:7, части (H) трансфицировали векторной плазмидой, не содержащей кДНК гена SOD2.Fibroblast cultures of 20 patients were divided into 8 parts each from (A) to (H); part (A) of the patient’s cell cultures was transfected with the biologically active gene therapeutic substance pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 1, part (B) was transfected with the biologically active gene therapeutic substance pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 2, part (C) was transfected with the biologically active gene-therapeutic substance pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 3, part (D) was transfected with the biologically active gene-therapeutic substance pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 4, part (E) was transfected with the biologically active gene substance pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 3 : 5, part (F) transfected biologist cally active therapeutic substance genetically pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 6, part (G) were transfected with the biologically active therapeutic substance genetically pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 7, part (H) were transfected with the vector plasmid containing no cDNA SOD2 gene.

По итогам анализа уровня активности белка супероксиддисмутазы-2 выбрали показатели, касательно каждой части клеточной культуры от каждого пациента, продемонстрировавшие максимальные уровни активности супероксиддисмутазы-2 и объединили их в семь групп, исходя из следующего критерия:Based on the analysis of the level of activity of superoxide dismutase-2 protein, we selected indicators for each part of the cell culture from each patient, which showed the maximum levels of activity of superoxide dismutase-2 and combined them into seven groups, based on the following criterion:

В группе 1 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при трансфекцииIn group 1, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed during transfection

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:1.pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 1.

В группе 2 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при трансфекцииIn group 2, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed during transfection

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:2pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 2

В группе 3 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при трансфекцииIn group 3, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed during transfection

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:3.pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 3.

В группе 4 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при трансфекцииIn group 4, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed during transfection

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:4.pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 4.

В группе 5 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при трансфекцииIn group 5, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed during transfection

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:5.pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 5.

В группе 6 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при трансфекцииIn group 6, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed during transfection

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:6.pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 6.

В группе 7 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при трансфекцииIn group 7, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed during transfection

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:7.pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 7.

Ни в одной из клеточных культур не наблюдалось того, что максимальная активность супероксиддисмутазы-2 присутствует при трансфекции вектором без вставки кДНК гена SOD2.None of the cell cultures was observed that the maximum activity of superoxide dismutase-2 is present upon transfection with a vector without insertion of the cODNA of the SOD2 gene.

На фигуре 12 для каждой группы клеточных культур приведены диаграммы показателей ингибирования цветной реакции (усредненных в рамках группы, в случае, если в группу входит более одной клеточной культуры) применительно ко всем, участвующим в эксперименте активным генно-терапевтическим субстанциям, после трансфекции этих клеточных культур активными генно-терапевтическими субстанциями, содержащими модифицированные и нативную кДНК гена SOD2Figure 12 shows, for each group of cell cultures, charts of indicators of the inhibition of the color reaction (averaged within the group, if more than one cell culture is included in the group) for all active gene therapeutic substances participating in the experiment, after transfection of these cell cultures active gene-therapeutic substances containing modified and native cDNA of the SOD2 gene

Из рисунка следует, что достижение максимальной активности супероксиддисмутазы-2 в культурах фибробластов кожи различных пациентов при их трансфекции биологически активными генно-терапевтическими субстанциями, связано с индивидуальными особенностями пациентов и зависит от наличия и типа модификаций в кДНК гена SOD2, входящих в биологически активные генно-терапевтические субстанции.It follows from the figure that the achievement of the maximum activity of superoxide dismutase-2 in the skin fibroblast cultures of various patients upon their transfection with biologically active gene therapeutic substances is associated with the individual characteristics of the patients and depends on the presence and type of modifications of the SOD2 gene in the cDNA included in biologically active gene therapeutic substances.

Каждая биологически активная генно-терапевтическая субстанция из линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций является эффективной в некоторой значительной группе пациентов. Следовательно для выбора наиболее эффективной биологически активной генно-терапевтической субстанции из линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций для терапевтических целей необходимо предварительное персонализированное исследование пациента.Each biologically active gene-therapeutic substance from the line of biologically active gene-therapeutic substances is effective in some significant group of patients. Therefore, in order to choose the most effective biologically active gene-therapeutic substance from the line of biologically active gene-therapeutic substances for therapeutic purposes, a preliminary personalized study of the patient is necessary.

Обозначения:Designations:

Figure 00000007
части клеточных культур, трансфицированных БАГТС SOD2 SEQ ID No:1 (А)
Figure 00000007
parts of cell cultures transfected with BAHTS SOD2 SEQ ID No: 1 (A)

Figure 00000008
части клеточных культур, трансфицированных БАГТС SOD2 SEQ ID No:2 (В)
Figure 00000008
parts of cell cultures transfected with BAHTS SOD2 SEQ ID No: 2 (B)

Figure 00000009
части клеточных культур, трансфицированных БАГТС SOD2 SEQ ID No:3 (С)
Figure 00000009
parts of cell cultures transfected with BAHTS SOD2 SEQ ID No: 3 (C)

Figure 00000002
части клеточных культур, трансфицированных БАГТС SOD2 SEQ ID No:4 (D)
Figure 00000002
parts of cell cultures transfected with BAHTS SOD2 SEQ ID No: 4 (D)

Figure 00000010
части клеточных культур, трансфицированных БАГТС SOD2 SEQ ID No:5 (Е)
Figure 00000010
parts of cell cultures transfected with BAHTS SOD2 SEQ ID No: 5 (E)

Figure 00000011
части клеточных культур, трансфицированных БАГТС SOD2 SEQ ID No:6 (F)
Figure 00000011
parts of cell cultures transfected with BAHTS SOD2 SEQ ID No: 6 (F)

Figure 00000012
части клеточных культур, трансфицированных БАГТС SOD2 SEQ ID No:7 (G)
Figure 00000012
parts of cell cultures transfected with BAHTS SOD2 SEQ ID No: 7 (G)

Figure 00000013
части клеточных культур, трансфицированных плацебо (Н)
Figure 00000013
parts of cell cultures transfected with placebo (H)

На фиг. 13In FIG. 13

С целью подтверждения увеличения экспрессии гена SOD2 в клеточной культуре кератоцитов и эпителиальных клеток глаза при трансфекции данных клеток биологически активной генно-терапевтической субстанцией с кДНК гена SOD2 приведены графики накопления ПЦР-продуктов, соответствующих:In order to confirm the increase in the expression of the SOD2 gene in cell culture of keratocytes and epithelial cells of the eye during transfection of these cells with a biologically active gene therapeutic substance with cDNA of the SOD2 gene, the graphs of the accumulation of PCR products corresponding to:

1 - кДНК гена SOD2, кератоциты до трансфекции1 - cDNA of the SOD2 gene, keratocytes before transfection

2 - кДНК гена SOD2, эпителий роговицы до трансфекции2 - cDNA of the SOD2 gene, corneal epithelium prior to transfection

3 - кДНК гена SOD2, кератоциты после трансфекции3 - cDNA of the SOD2 gene, keratocytes after transfection

4 - кДНК гена SOD2, эпителий роговицы после трансфекции4 - cDNA of the SOD2 gene, corneal epithelium after transfection

5 - кДНК гена В2М, кератоциты до трансфекции5 - cDNA of the B2M gene, keratocytes before transfection

6 - кДНК гена В2М, эпителий роговицы до трансфекции6 - cDNA of the B2M gene, corneal epithelium prior to transfection

7 - кДНК гена В2М, кератоциты после трансфекции7 - cDNA of the B2M gene, keratocytes after transfection

8 - кДНК гена В2М, эпителий роговицы после трансфекции8 - cDNA of the B2M gene, corneal epithelium after transfection

Ген В2М использовали в качестве референтного.The B2M gene was used as a reference.

Из фигуры следует, что в результате трансфекции уровень специфической кДНК гена SOD2 в культуре кератоцитов и в культуре эпителия многократно вырос.It follows from the figure that as a result of transfection, the level of specific cDNA of the SOD2 gene in the culture of keratocytes and in the culture of the epithelium increased many times.

На фиг. 14In FIG. fourteen

С целью подтверждения увеличения экспрессии гена SOD2 в клеточной культуре хондробластов при трансфекции данных клеток биологически активной генно-терапевтической субстанцией с кДНК гена SOD2 приведены графики накопления ПЦР-продуктов, соответствующих:In order to confirm the increase in the expression of the SOD2 gene in the cell culture of chondroblasts during the transfection of these cells with a biologically active gene therapeutic substance with cDNA of the SOD2 gene, the graphs of the accumulation of PCR products corresponding to:

1 - кДНК гена SOD2, до трансфекции1 - cDNA of the SOD2 gene, before transfection

2 - кДНК гена SOD2, после трансфекции2 - cDNA of the SOD2 gene, after transfection

3 - кДНК гена В2М, до трансфекции3 - cDNA of the B2M gene, before transfection

4 - кДНК гена В2М, после трансфекции4 - cDNA of the B2M gene, after transfection

Ген В2М использовали в качестве референтного.The B2M gene was used as a reference.

Из фигуры следует, что в результате трансфекции уровень специфической кДНК гена SOD2 вырос многократно.From the figure it follows that as a result of transfection, the level of specific cDNA of the SOD2 gene increased many times.

На фиг. 15In FIG. fifteen

С целью подтверждения увеличения активности супероксиддисмутазы-2 в коже человека при введении в кожу биологически активной генно-терапевтической субстанции представлен анализ изменения активности супероксиддисмутазы-2 в коже. При этом пациенту вводили биологически активную генно-терапевтическую субстанцию, содержащую векторную плазмиду с кДНК гена SOD2 pCMV6-SOD2 SEQ ID No:4 (В) и параллельно вводили плацебо, представляющее собой комбинацию векторной плазмиды pCMV-XL5 не содержащей кДНК гена SOD2 с транспортной молекулой (А) - в кожу предплечья. Показано увеличение активности супероксиддисмутазы-2 в биоптате кожи пациента 1В, которому вводились биологически активная генно-терапевтическая субстанция, содержащая генетическую конструкцию с кДНК гена SOD2, что говорит об эффективности биологически активной генно-терапевтической субстанции.In order to confirm the increase in the activity of superoxide dismutase-2 in human skin when a biologically active gene-therapeutic substance is introduced into the skin, an analysis of the change in the activity of superoxide dismutase-2 in the skin is presented. At the same time, the patient was injected with a biologically active gene therapeutic substance containing a vector plasmid with cDNA of the SOD2 pCMV6-SOD2 gene SEQ ID No: 4 (B) and a placebo, which is a combination of the vector plasmid pCMV-XL5 without the cODNA of the SOD2 gene with the transport molecule, was administered (A) - into the skin of the forearm. An increase in the activity of superoxide dismutase-2 in a skin biopsy of patient 1B was shown, to which a biologically active gene therapeutic substance containing a genetic construct with cDNA of the SOD2 gene was injected, which indicates the effectiveness of the biologically active gene therapeutic substance.

Обозначения:Designations:

Figure 00000014
пациент 1А
Figure 00000014
patient 1A

Figure 00000015
пациент 1В
Figure 00000015
patient 1B

Figure 00000002
пациент 1В до введения БАГТС
Figure 00000002
patient 1B before administration of BAGTS

На фиг. 16In FIG. 16

С целью подтверждения увеличения активности супероксиддисмутазы-2 в слизистой оболочке рта человека при введении в слизистую оболочку рта биологически активной генно-терапевтической субстанции представлен анализ изменения активности супероксиддисмутазы-2 в слизистой оболочке рта. При этом пациенту вводили биологически активную генно-терапевтическую субстанцию, содержащую векторную плазмиду с кДНК гена SOD2 pCDNA 3.1 SOD2 SEQ ID No:5 (В) и параллельно вводили плацебо pCDNA 3.1(+), представляющее собой комбинацию векторной плазмиды не содержащей кДНК гена SOD2 с транспортной молекулой (А) - в слизистую оболочку рта.In order to confirm the increase in the activity of superoxide dismutase-2 in the oral mucosa of a person with the introduction of a biologically active gene-therapeutic substance into the oral mucosa, an analysis of the change in the activity of superoxide dismutase-2 in the oral mucosa is presented. In this case, the patient was injected with a biologically active gene therapeutic substance containing a vector plasmid with cDNA of the SOD2 pCDNA 3.1 gene SOD2 SEQ ID No: 5 (B) and a placebo pCDNA 3.1 (+) was introduced in parallel, which is a combination of a vector plasmid that does not contain the SOD2 cDNA gene with transport molecule (A) - into the mucous membrane of the mouth.

Показано увеличение активности супероксиддисмутазы-2 в лизате биоптата слизистой оболочки рта пациента 1В, которому вводились биологически активная генно-терапевтическая субстанция, содержащая генетическую конструкцию с кДНК гена SOD2, что говорит об эффективности биологически активной генно-терапевтической субстанции.An increase in the activity of superoxide dismutase-2 in the lysate of a biopsy sample of the oral mucosa of patient 1B was shown, to which a biologically active gene therapeutic substance containing a genetic construct with cDNA of the SOD2 gene was introduced, which indicates the effectiveness of the biologically active gene therapeutic substance.

Обозначения:Designations:

Figure 00000016
пациент 1А
Figure 00000016
patient 1A

Figure 00000015
пациент 1В
Figure 00000015
patient 1B

Figure 00000002
пациент 1В до введения БАГТС
Figure 00000002
patient 1B before administration of BAGTS

На фиг. 17In FIG. 17

С целью подтверждения увеличения активности супероксиддисмутазы-2 в мышечной ткани человека при введении в мышечную ткань биологически активной генно-терапевтической субстанции представлен анализ изменения активности супероксиддисмутазы-2 в мышечной ткани. При этом пациенту вводили биологически активную генно-терапевтическую субстанцию, содержащую векторную плазмиду с кДНК гена SOD2 -pCMV6-Kan/NeoSOD2 SEQ ID No:6 (В) и параллельно вводили плацебо pCMV6-Kan/Neo, представляющее собой комбинацию векторной плазмиды не содержащей кДНК гена SOD2 с транспортной молекулой (А) - в мышечную ткань икроножной мышцы. Показано увеличение активности супероксиддисмутазы-2 в биоптате мышечной ткани пациента 1В, которому вводились биологически активная генно-терапевтическая субстанция, содержащая генетическую конструкцию с кДНК гена SOD2, что говорит об эффективности биологически активной генно-терапевтической субстанции.In order to confirm the increase in the activity of superoxide dismutase-2 in human muscle tissue when a biologically active gene-therapeutic substance is introduced into muscle tissue, an analysis of the change in the activity of superoxide dismutase-2 in muscle tissue is presented. In this case, a biologically active gene therapeutic substance containing a vector plasmid with the cDNA of the SOD2-pCMV6-Kan / NeoSOD2 gene SEQ ID No: 6 (B) was administered to the patient and a placebo pCMV6-Kan / Neo, which is a combination of a vector plasmid without cDNA, was administered SOD2 gene with a transport molecule (A) - into the muscle tissue of the gastrocnemius muscle. An increase in the activity of superoxide dismutase-2 in a biopsy of the muscle tissue of patient 1B was shown, which was injected with a biologically active gene therapeutic substance containing a genetic construct with cDNA of the SOD2 gene, which indicates the effectiveness of the biologically active gene therapeutic substance.

Обозначения:Designations:

Figure 00000017
пациент 1А
Figure 00000017
patient 1A

Figure 00000015
пациент 1В
Figure 00000015
patient 1B

Figure 00000002
пациент 1В до введения БАГТС
Figure 00000002
patient 1B before administration of BAGTS

На фиг. 18In FIG. eighteen

С целью подтверждения увеличения активности супероксиддисмутазы-2 до различного индивидуального уровня при введении в кожу пациентов биологически активных генно-терапевтических субстанций с модифицированными и нативной кДНК гена SOD2 анализировали уровень активности супероксиддисмутазы-2 в коже человека в зависимости от наличия и типа модификаций в кДНК гена SOD2.In order to confirm the increase in the activity of superoxide dismutase-2 to a different individual level when biologically active gene therapeutic substances with modified and native SOD2 cDNA were introduced into the skin of the patients, the level of superoxide dismutase-2 activity in human skin was analyzed depending on the presence and type of modifications in the SOD2 cDNA gene .

Каждому из 15-ти пациентов, отобранных в случайном порядке, вводили в кожу предплечья 7 биологически активных генно-терапевтических субстанций pCMV6- SEQ ID NO:1, pCMV6- SEQ ID NO:2, pCMV6- SEQ ID NO:3, pCMV6- SEQ ID NO:4, pCMV6- SEQ ID NO:5, pCMV6- SEQ ID NO:6, pCMV6- SEQ ID NO:7, и плацебо pCMV6- XL5.Each of the 15 patients selected in random order was injected into the skin of the forearm with 7 biologically active gene therapeutic substances pCMV6-SEQ ID NO: 1, pCMV6-SEQ ID NO: 2, pCMV6-SEQ ID NO: 3, pCMV6-SEQ ID NO: 4, pCMV6-SEQ ID NO: 5, pCMV6-SEQ ID NO: 6, pCMV6-SEQ ID NO: 7, and placebo pCMV6-XL5.

По итогам анализа уровня активности супероксиддисмутазы-2 в биоптатах выбрали показатели, касательно каждого биоптата от каждого пациента, продемонстрировавшие максимальные уровни активности супероксиддисмутазы-2 и объединили их в семь групп, исходя из следующего критерия:Based on the results of the analysis of the level of activity of superoxide dismutase-2 in biopsy samples, we selected indicators for each biopsy sample from each patient, which showed the maximum levels of activity of superoxide dismutase-2 and combined them into seven groups, based on the following criterion:

В группе 1 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при введенииIn group 1, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed upon administration

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:1.pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 1.

В группе 2 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при введенииIn group 2, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed upon administration

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:2.pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 2.

В группе 3 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при введенииIn group 3, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed upon administration

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:3.pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 3.

В группе 4 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при введенииIn group 4, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed upon administration

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:4,pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 4,

В группе 5 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при введенииIn group 5, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed upon administration

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:5.pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 5.

В группе 6 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при введенииIn group 6, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed upon administration

pCMV6-SOD2 SEQ ID NO:6.pCMV6-SOD2 SEQ ID NO: 6.

В группе 7 максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 наблюдалась при введенииIn group 7, the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein was observed upon administration

pCMV6-SOD2 SEQ ID No:7.pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 7.

Ни в одном из биоптатов не наблюдалось того, что максимальная активность белка супероксиддисмутазы-2 присутствует в случае введения плацебо.None of the biopsy specimens showed that the maximum activity of superoxide dismutase-2 protein is present when a placebo is administered.

На фигуре 18 для каждой группы биоптатов приведены диаграммы показателей ингибирования цветной реакции (усредненных в рамках группы, в случае, если в группу входит более одного биоптата) применительно ко всем, участвующим в эксперименте активным генно-терапевтическим субстанциям, после введения пациентам этих активных генно-терапевтических субстанций, содержащих модифицированные и нативную кДНК гена SOD2.Figure 18 shows, for each group of biopsy samples, charts of indicators of the inhibition of the color reaction (averaged within the group, if more than one biopsy is included in the group) for all active gene therapeutic substances participating in the experiment, after the patients have been given these active gene therapeutic substances containing modified and native cDNA of the SOD2 gene.

Из данного примера следует, что достижение максимальной активности супероксиддисмутазы-2 в биоптатах кожи различных пациентов при введении им в кожу биологически активных генно-терапевтических субстанций, связано с индивидуальными особенностями пациентов и зависит от наличия и типа модификаций в кДНК гена SOD2, входящих в биологически активные генно-терапевтические субстанции.From this example, it follows that the achievement of the maximum activity of superoxide dismutase-2 in biopsies of the skin of various patients when biologically active gene-therapeutic substances are introduced into the skin is associated with the individual characteristics of the patients and depends on the presence and type of modifications in the SOD2 gene cDNA included in biologically active gene therapeutic substances.

Каждая биологически активная генно-терапевтическая субстанция из линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций является эффективной в некоторой значительной группе пациентов. Следовательно, для выбора наиболее эффективной биологически активной генно-терапевтической субстанции из линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций для терапевтических целей, необходимо предварительное персонализированное исследование пациента.Each biologically active gene-therapeutic substance from the line of biologically active gene-therapeutic substances is effective in some significant group of patients. Therefore, in order to select the most effective biologically active gene-therapeutic substance from the line of biologically active gene-therapeutic substances for therapeutic purposes, a preliminary personalized study of the patient is necessary.

Обозначения:Designations:

Figure 00000018
биоптаты пациентов после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:1 (А)
Figure 00000018
biopsy samples of patients after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 1 (A)

Figure 00000002
биоптаты пациентов после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:2 (В)
Figure 00000002
biopsy samples of patients after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 2 (B)

Figure 00000009
биоптаты пациентов после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:3 (С)
Figure 00000009
biopsy samples of patients after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 3 (C)

Figure 00000015
биоптаты пациентов после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:4 (D)
Figure 00000015
biopsy samples of patients after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 4 (D)

Figure 00000019
биоптаты пациентов после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:5 (Е)
Figure 00000019
biopsy samples of patients after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 5 (E)

Figure 00000020
биоптаты пациентов после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:6 (F)
Figure 00000020
biopsy samples of patients after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 6 (F)

Figure 00000021
биоптаты пациентов после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:7 (G)
Figure 00000021
biopsy samples of patients after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 7 (G)

Figure 00000022
биоптаты пациентов после введения плацебо (Н)
Figure 00000022
biopsy samples of patients after placebo (N)

На фиг. 19In FIG. 19

С целью определения наиболее эффективной применительно к конкретному пациенту биологически активной генно-терапевтической субстанции анализировали активность супероксиддисмутазы-2 в клеточных лизатах фибробластов этого пациента, трансфицированных разными генетическими конструкциями, содержащими нативную или модифицированные кДНК гена SOD2.In order to determine the most effective biologically active gene-therapeutic substance in relation to a particular patient, the activity of superoxide dismutase-2 in cell lysates of this patient's fibroblasts transfected with different genetic constructs containing native or modified SOD2 gene cDNAs was analyzed.

По итогам анализа активности супероксиддисмутазы-2 в культуре фибробластов пациента выделили вариант биологически активной генно-терапевтической субстанции, при трансфекции которой происходит максимальное ингибирование в лизате клеточной культуры и соответственно наблюдается максимальная активность супероксиддисмутазы-2. В данном эксперименте максимальное ингибирование в лизате наблюдается при трансфекции биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе pCMV6SOD2SEQ ID NO:5, содержащей модифицированную кДНК SOD2, что показано на фигуре 19.According to the results of the analysis of the activity of superoxide dismutase-2 in the patient’s fibroblast culture, a variant of the biologically active gene-therapeutic substance was isolated, during transfection of which the maximum inhibition occurs in the cell culture lysate and, accordingly, the maximum activity of superoxide dismutase-2 is observed. In this experiment, the maximum inhibition in the lysate is observed upon transfection of a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6SOD2SEQ ID NO: 5 containing modified SOD2 cDNA, as shown in Figure 19.

Таким образом, выбрана наиболее эффективная применительно к данному пациенту биологически активная генно-терапевтическая субстанция для последующей трансфекции клеток пациента в рамках терапевтической процедуры.Thus, the most effective biologically active gene-therapeutic substance was selected for this patient for subsequent transfection of the patient's cells as part of a therapeutic procedure.

Обозначения:Designations:

1 - клеточный лизат после трансфекции БАГТС SOD2 SEQ ID No:1 (А)1 - cell lysate after transfection of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 1 (A)

2 - клеточный лизат после трансфекции БАГТС SOD2 SEQ ID No:2 (В)2 - cell lysate after transfection of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 2 (B)

3 - клеточный лизат после трансфекции БАГТС SOD2 SEQ ID No:3 (С)3 - cell lysate after transfection of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 3 (C)

4 - клеточный лизат после трансфекции БАГТС SOD2 SEQ ID No:4 (D)4 - cell lysate after transfection of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 4 (D)

5 - клеточный лизат после трансфекции БАГТС SOD2 SEQ ID No:5 (Е)5 - cell lysate after transfection of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 5 (E)

6 - клеточный лизат после трансфекции БАГТС SOD2 SEQ ID No:6 (F)6 - cell lysate after transfection of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 6 (F)

7 - клеточный лизат после трансфекции БАГТС SOD2 SEQ ID No:7 (G)7 - cell lysate after transfection of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 7 (G)

8 - клеточный лизат после трансфекции плацебо (Н)8 - cell lysate after placebo transfection (H)

На фиг. 20In FIG. twenty

С целью определения наиболее эффективной применительно к конкретному пациенту биологически активной генно-терапевтической субстанции анализировали активность супероксиддисмутазы-2 в лизатах биоптатов кожи этого пациента, после введения ему биологически активных генно-терапевтических субстанций, содержащих нативную или модифицированные кДНК гена SOD2.In order to determine the most effective biologically active gene-therapeutic substance for a particular patient, the activity of superoxide dismutase-2 in the lysates of biopsy samples of the skin of this patient was analyzed after the introduction of biologically active gene-therapeutic substances containing native or modified SOD2 gene cDNA.

По итогам анализа активности супероксиддисмутазы-2 в лизате биоптатов кожи пациента выделили вариант биологически активной генно-терапевтической субстанции, при введении которой происходит максимальное ингибирование в лизате биоптата кожи и соответственно наблюдается максимальная активность супероксиддисмутазы-2. В данном эксперименте максимальное ингибирование в лизате отмечено при введении биологически активной генно-терапевтической субстанции на базе pCMV6 SOD2 SEQ ID NO:6, содержащей модифицированную кДНК SOD2, что показано на фигуре 20.According to the results of the analysis of the activity of superoxide dismutase-2 in the lysate of biopsy samples of the patient’s skin, a variant of the biologically active gene-therapeutic substance was isolated, with the introduction of which there is maximum inhibition in the lysate of the skin biopsy and the maximum activity of superoxide dismutase-2 is observed. In this experiment, the maximum inhibition in the lysate was observed with the introduction of a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6 SOD2 SEQ ID NO: 6 containing modified SOD2 cDNA, as shown in Figure 20.

Таким образом, выбрана наиболее эффективная применительно к данному пациенту биологически активная генно-терапевтическая субстанция для ее последующего введения пациенту в рамках терапевтической процедуры.Thus, the most effective biologically active gene-therapeutic substance has been selected for this patient for its subsequent administration to the patient as part of a therapeutic procedure.

Обозначения:Designations:

1 - лизат биоптата после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:1 (А)1 - biopsy sample lysate after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 1 (A)

2 - лизат биоптата после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:2 (В)2 - biopsy sample lysate after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 2 (B)

3 - лизат биоптата после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:3 (С)3 - biopsy specimen lysate after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 3 (C)

4 - лизат биоптата после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:4 (D)4 - biopsy sample lysate after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 4 (D)

5 - лизат биоптата после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:5 (Е)5 - biopsy sample lysate after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 5 (E)

6 - лизат биоптата после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:6 (F)6 - biopsy sample lysate after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 6 (F)

7 - лизат биоптата после введения БАГТС SOD2 SEQ ID No:7 (G)7 - biopsy sample lysate after administration of BAHTS SOD2 SEQ ID No: 7 (G)

8 - лизат биоптата после введения плацебо (Н)8 - lysate biopsy specimen after the introduction of placebo (N)

Реализация изобретения.The implementation of the invention.

При снижении активности генов, кодирующих белки окислительно-восстановительного баланса, например гена SOD2, происходит снижение антиоксидантной активности белка в организме.With a decrease in the activity of genes encoding redox balance proteins, for example, the SOD2 gene, the antioxidant activity of the protein in the body decreases.

Например, изучение трансгенных мышей с инактивированным геном SOD2 методом гомологичной рекомбинации показали, что гомозиготы (null) умерли в течение 10 дней, у них наблюдалось развитие кардиомиопатии, накопление липидов в печени и скелетных мышцах, метаболический ацидоз, и развитие нейродегенеративных заболеваний. У гетерозиготных мышей по аллелю SOD2 наблюдали выраженные дефекты митохондрий и запуска процесса апоптоза, которые проявлялись с возрастом [PMID: 23862693], [PMID: 19293248], [PMID: 15890620], [PMID: 11514315], [PMID: 14679299]For example, a study of transgenic mice with an inactivated SOD2 gene by homologous recombination showed that homozygotes (null) died within 10 days, they observed the development of cardiomyopathy, the accumulation of lipids in the liver and skeletal muscles, metabolic acidosis, and the development of neurodegenerative diseases. In heterozygous mice, pronounced defects of the mitochondria and the start of the apoptosis process were observed in the SOD2 allele, which manifested with age [PMID: 23862693], [PMID: 19293248], [PMID: 15890620], [PMID: 11514315], [PMID: 14679299]

Преимущества использования генетической конструкции с геном SOD2 для коррекции уровня активности белка супероксиддисмутазы-2 в клетках органов и тканей человека, по сравнению с использованием модифицированного белка супероксиддисмутазы-2 по прототипу US8926965 следующие:The advantages of using a genetic construct with the SOD2 gene to correct the level of activity of superoxide dismutase-2 protein in cells of human organs and tissues, compared with the use of a modified superoxide dismutase-2 protein according to prototype US8926965 are as follows:

1) легче обеспечить более высокий и стабильный уровень белка в клетках,1) it is easier to provide a higher and stable level of protein in the cells,

2) не требуется сложная и дорогостоящая процедура рефолдинга и очистки белкового препарата,2) a complex and expensive procedure for refolding and purification of a protein preparation is not required,

3) обеспечивается транспортировка биологически активной генно-терапевтической субстанции в больший спектр клеток органов и тканей человека, а также более эффективная внутриклеточная транспортировка биологически активной генно-терапевтической субстанции,3) the transportation of biologically active gene-therapeutic substance to a larger spectrum of cells of human organs and tissues, as well as more efficient intracellular transportation of biologically active gene-therapeutic substance,

4) учитываются индивидуальные характеристики пациента.4) individual characteristics of the patient are taken into account.

Таким образом, для создания линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций по данному изобретению был выбран ген SOD2, а не белок, кодируемый этим геном.Thus, to create a line of biologically active gene-therapeutic substances according to this invention, the SOD2 gene was chosen, and not the protein encoded by this gene.

Для получения линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций осуществляют следующие действия:To obtain a line of biologically active gene-therapeutic substances, the following actions are performed:

1. Получение нативной кДНК гена SOD2, содержащей белок-кодирующую область гена SOD2, клонирование ее в промежуточную плазмиду для дальнейших модификаций этой кДНК.1. Obtaining a native cDNA of the SOD2 gene containing the protein coding region of the SOD2 gene, cloning it into an intermediate plasmid for further modifications of this cDNA.

2. Внесение в последовательность нуклеотидов кДНК гена SOD2 модификаций с целью создания линейки кДНК гена SOD2, обеспечивающих достаточный для борьбы с оксидативным стрессом уровень трансляции белка супероксиддисмутазы-2.2. Introduction of modifications of the SOD2 gene to the cDNA sequence of the cDNA nucleotide sequence to create the SOD2 gene cDNA line that provides the level of superoxide dismutase-2 protein translation sufficient to combat oxidative stress.

3. Клонирование нативной и модифицированных кДНК гена SOD2 в векторные плазмиды, способные обеспечить эффективную экспрессию этой кДНК в клетках органов и тканей человека.3. Cloning of native and modified cDNAs of the SOD2 gene into vector plasmids capable of ensuring efficient expression of this cDNA in cells of human organs and tissues.

4. Трансформация каждой из полученных генетических конструкций бактериальных клеток E.coli, анализ трансформированных клонов на предмет наличия, ориентации и копийности вставки кДНК и наращивание отобранных клонов для получения необходимого для дальнейшей работы количества вариантов плазмидной ДНК.4. Transformation of each of the obtained genetic constructs of bacterial E. coli cells, analysis of transformed clones for the presence, orientation, and copy number of the cDNA insert and the growth of selected clones to obtain the number of plasmid DNA variants necessary for further work.

5. Выделение линейки генетических конструкций, содержащих модифицированные и нативную кДНК гена SOD2 для создания на ее базе линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций.5. Isolation of the line of genetic constructs containing the modified and native cDNA of the SOD2 gene to create a line of biologically active gene-therapeutic substances on its basis.

6. Создание линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций, каждая из которых включает генетическую конструкцию с модифицированной или нативной кДНК гена SOD2, или комбинацию такой конструкции с транспортной молекулой для эффективной трансфекции различных типов клеток органов и тканей и/или введения в органы и ткани человека.6. Creation of a line of biologically active gene-therapeutic substances, each of which includes a genetic construct with a modified or native SOD2 gene cDNA, or a combination of such a construct with a transport molecule for efficient transfection of various types of cells of organs and tissues and / or introduction into human organs and tissues .

Для доказательства эффективности созданных биологически активных генно-терапевтических субстанций, приводящих к увеличению экспрессии гена SOD2, проводят следующие исследования:To prove the effectiveness of the created biologically active gene therapeutic substances, leading to an increase in the expression of the SOD2 gene, the following studies are carried out:

A) Выращивание культур различных типов клеток из биоптатов различных органов и тканей человека, например, фибробластов кожи человека, или хондробластов, или кератоцитов, или эпителиальных клеток роговицы.A) Cultivation of cultures of various types of cells from biopsies of various human organs and tissues, for example, human skin fibroblasts, or chondroblasts, or keratocytes, or corneal epithelial cells.

B) Выделение РНК из культуры клеток, например, фибробластов кожи человека, или хондробластов, или кератоцитов, или эпителиальных клеток роговицы, и анализ транскрипции гена SOD2 из генома этих клеток.B) Isolation of RNA from a cell culture, for example, human skin fibroblasts, or chondroblasts, or keratocytes, or corneal epithelial cells, and analysis of transcription of the SOD2 gene from the genome of these cells.

C) Трансфекция культуры клеток, например, фибробластов кожи человека, или хондробластов, или кератоцитов, или эпителиальных клеток роговицы, биологически активными генно-терапевтическими субстанциями содержащими нативную и/или модифицированные кДНК гена SOD2 и параллельная трансфекция культуры этих же клеток векторной плазмидой, не содержащей кДНК гена SOD2 в различных комбинациях.C) Transfection of a cell culture, for example, human skin fibroblasts, or chondroblasts, or keratocytes, or corneal epithelial cells, containing biologically active gene therapeutic substances containing native and / or modified codNAs of the SOD2 gene and parallel transfection of the same cell culture with a vector plasmid that does not contain SOD2 gene cDNA in various combinations.

D) Сравнительный анализ изменения уровня кДНК и/или изменения активности белка супероксиддисмутазы-2, после трансфекции в различных комбинациях клеток, например, фибробластов кожи человека, или хондробластов, или кератоцитов, или эпителиальных клеток роговицы, биологически активными генно-терапевтическими субстанциями содержащими нативную и/или модифицированные кДНК гена SOD2 и параллельной трансфекции культуры этих же клеток векторной плазмидой, не содержащей кДНК гена SOD2. Данный анализ проводят, в частности, перед предполагаемой терапией с целью определения наиболее эффективной для пациента биологически активной генно-терапевтической субстанции.D) Comparative analysis of changes in cDNA levels and / or changes in the activity of superoxide dismutase-2 protein after transfection in various combinations of cells, for example, human skin fibroblasts, or chondroblasts, or keratocytes, or corneal epithelial cells, with biologically active gene therapeutic substances containing native and / or modified cDNA of the SOD2 gene and parallel transfection of the culture of the same cells with a vector plasmid that does not contain cDNA of the SOD2 gene. This analysis is carried out, in particular, before the proposed therapy in order to determine the most effective biologically active gene-therapeutic substance for the patient.

E) Введение пациентам в органы и ткани культуры клеток с кДНК гена SOD2, например, введение, в кожу человека, аутологичных фибробластов, трансфицированных биологически активной генно-терапевтической субстанцией с кДНК гена SOD2 и параллельное введение пациентам в органы и ткани, например, в кожу, культур этих же клеток нетрансфицированных и трансфицированных вектором без вставки кДНК гена SOD2 и/или введение пациентам в органы и ткани биологически активных генно-терапевтических субстанций, например, введение в кожу человека биологически активных генно-терапевтических субстанций, содержащих нативную и/или модифицированные кДНК SOD2, а также плацебо в различных комбинациях.E) The introduction into the organs and tissues of a cell culture of the SOD2 gene cDNA, for example, the introduction into the human skin of autologous fibroblasts transfected with a biologically active gene therapeutic substance with the SOD2 gene cDNA and the parallel introduction into the organs and tissues, for example, of the skin cultures of the same cells untransfected and transfected with a vector without inserting the SOD2 gene cDNA and / or introducing into the organs and tissues biologically active gene-therapeutic substances, for example, introducing a biologically active substance into human skin s genetic therapeutic substances containing native and / or modified cDNAs SOD2, and placebo in various combinations.

F) Сравнительный анализ активности белка супероксиддисмутазы-2 в органах и тканях человека, в частности в коже человека, после введения клеток нетрансфицированных и трансфицированных биологически активными генно-терапевтическими субстанциями, содержащими кДНК гена SOD2 и векторными плазмидами, не содержащими кДНК гена SOD2 и/или биологически активных генно-терапевтических субстанций, содержащих нативную или модифицированные кДНК гена SOD2, а также плацебо.F) Comparative analysis of the activity of superoxide dismutase-2 protein in human organs and tissues, in particular in human skin, after the administration of cells untransfected and transfected with biologically active gene therapeutic substances containing the cDNA of the SOD2 gene and vector plasmids not containing cDNA of the SOD2 gene and / or biologically active gene therapeutic substances containing native or modified cDNA of the SOD2 gene, as well as a placebo.

G) Введение пациентам в органы и ткани, например, слизистую оболочку рта, или мышечную ткань биологически активных генно-терапевтических субстанций, содержащих нативную и/или модифицированные кДНК гена SOD2, а также плацебо.G) Introduction to patients in organs and tissues, for example, the mucous membrane of the mouth, or muscle tissue of biologically active gene therapeutic substances containing native and / or modified cDNA of the SOD2 gene, as well as a placebo.

H) Сравнительный анализ активности белка супероксиддисмутазы-2 в органах и тканях человека, в частности в слизистой оболочке рта, или мышечной ткани человека, после введения биологически активных генно-терапевтических субстанций, содержащих нативную и/или модифицированные кДНК SOD2 а также плацебо.H) Comparative analysis of the activity of superoxide dismutase-2 protein in human organs and tissues, in particular in the oral mucosa, or human muscle tissue, after the administration of biologically active gene therapeutic substances containing native and / or modified SOD2 cDNA as well as placebo.

I) Введение пациентам в органы и ткани, например, введение в кожу пациента биологически активных генно-терапевтических субстанций, содержащих нативную и модифицированные кДНК гена SOD2.I) The introduction into patients of organs and tissues, for example, the introduction into the patient’s skin of biologically active gene-therapeutic substances containing native and modified cDNA of the SOD2 gene.

J) Сравнительный анализ изменения активности белка супероксиддисмутазы-2 в органах и тканях пациента, в частности в коже, после введения биологически активных генно-терапевтических субстанций, содержащих нативную и модифицированные кДНК гена SOD2. Данный анализ проводят, в частности, перед предполагаемой терапией с целью выбора наиболее эффективной для пациента биологически активной генно-терапевтической субстанции из линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций.J) A comparative analysis of changes in the activity of superoxide dismutase-2 protein in the organs and tissues of a patient, in particular in the skin, after the administration of biologically active gene therapeutic substances containing native and modified cODNAs of the SOD2 gene. This analysis is carried out, in particular, before the proposed therapy in order to select the most effective biologically active gene-therapeutic substance for the patient from the line of biologically active gene-therapeutic substances.

Пример 1.Example 1

Получение нативной (немодифицированной) кДНК гена SOD2.Obtaining native (unmodified) cODNA of the SOD2 gene.

Немодифицированная кДНК гена SOD2 представляет собой последовательность нуклеотидов, идентичную приводимой в базе данных GenBank под номером NM_000636.2; нуклеотиды со 155 по 823 транслируются в аминокислотную последовательность, соответствующую приведенной в GenBank под номером NP_000627.2.Unmodified cDNA of the SOD2 gene is a nucleotide sequence identical to that given in the GenBank database under the number NM_000636.2; nucleotides 155 through 823 are translated into the amino acid sequence corresponding to that shown in GenBank under the number NP_000627.2.

Суммарную РНК получают из клеток человеческой крови с помощью набора PAXGeneBlood RNA Kit (Qiagen, Germany) и используют для получения суммарной кДНК путем обратной транскрипции с помощью обратной транскриптазы RevertAid (ThermoScientific, USA) и случайных 9-нуклеотидных праймеров по методике производителя обратной транскриптазы. Затем, используя суммарную кДНК в качестве матрицы и специфичные, предварительно кинированные праймеры, комплементарные нуклеотидам 37-54 5'-GCTCCCCGCGCTTTCTTA-3' (SOD2F1) и 934-912 5'-AGCAACATCAAGAAATGCTACAA-3' (SOD2R1) из последовательности мРНК SOD2 (GenBank NM_000636.2), получают кДНК SOD2. Полимеразную цепную реакцию (ПЦР) проводят с помощью ДНК-полимеразы Phusion (ThermoScientific, USA), дающей продукты с тупыми концами. ПЦР проводят с помощью амплификатора Master CyclerGradient (Eppendorf, USA) в 50 мкл реакционной смеси, содержащей 0,5 мкл суммарной кДНК первой цепи, по 0,1 мкМ каждого праймера SOD2F1 и SOD2R1, 250 мкМ каждого дезоксинуклеотидтрифосфата (дАТФ, дЦТФ, дТТФ и дГТФ), 100 мМ трис-HCl (рН 8,85 при 20°С), 50 мМ сульфата аммония, 250 мМ хлористого калия, 0,01% Твин-20 и 5 ед. Pfu ДНК-полимеразы (PhusionThermoScientific, USA) при следующих условиях: первоначальная денатурация при 98°С в течение 30 сек., 35 циклов, включающих денатурацию при 98°С в течение 10 сек., отжиг праймеров при 58°С в течение 30 сек. и элонгацию при +68°С в течение 2 мин.Total RNA is obtained from human blood cells using the PAXGeneBlood RNA Kit (Qiagen, Germany) and is used to obtain total cDNA by reverse transcription using RevertAid reverse transcriptase (ThermoScientific, USA) and random 9-nucleotide primers according to the method of the manufacturer of reverse transcriptase. Then, using the total cDNA as a template and specific, pre-kinered primers complementary to nucleotides 37-54 5'-GCTCCCCGCGCTTTCTTA-3 '(SOD2F1) and 934-912 5'-AGCAACATCAAGAAATGCTACAA-3' (SOD2R1 S2 mOD sequence SOD2R1B2) NM_000636.2), receive SOD2 cDNA. Polymerase chain reaction (PCR) is carried out using Phusion DNA polymerase (ThermoScientific, USA), giving products with blunt ends. PCR is performed using a Master CyclerGradient amplifier (Eppendorf, USA) in 50 μl of the reaction mixture containing 0.5 μl of total cDNA of the first strand, 0.1 μM of each primer SOD2F1 and SOD2R1, 250 μM of each deoxynucleotide triphosphate (dATP, dTTP, dTTP and dGTP), 100 mM Tris-HCl (pH 8.85 at 20 ° C), 50 mM ammonium sulfate, 250 mM potassium chloride, 0.01% Tween-20 and 5 units. Pfu DNA polymerase (PhusionThermo Scientific, USA) under the following conditions: initial denaturation at 98 ° С for 30 sec., 35 cycles, including denaturation at 98 ° С for 10 sec., Annealing of primers at 58 ° С for 30 sec. . and elongation at + 68 ° C for 2 minutes

Продукт амплификации выделяют из агарозного геля с помощью набора QIAquickGelExtractionKit (Qiagen, Germany)The amplification product was isolated from agarose gel using the QIAquickGelExtractionKit kit (Qiagen, Germany)

Амплифицированный фрагмент кДНК, несущий ген SOD2, клонируют в плазмидном векторе pUC19 (NEB, USA, кат. номер N3041S). ДНК векторной плазмиды pUC19 (NEB, USA, кат. номep N3041S) гидролизуют рестриктазой Smal (NEB, USA), или другой рестриктазой, дающей тупые концы, и обрабатывают щелочной фосфатазой. Амплифицированный фрагмент кДНК и линеаризованную плазмиду pUC19 лигируют с помощью ДНК-лигазы фага Т4 400000 ед./мл. (NEB, USA, кат номер M0202S) из расчета 1 мкл фермента на 1 мкг ДНК. Лигирование проводят в объеме 20 мкл в присутствии 2 мМ АТФ, 50 мМ трис -HCl, рН 7,6, 10 мМ MgCl2, 10 мМ DTT в течение 10 ч при 16°C.The amplified cDNA fragment carrying the SOD2 gene is cloned in pUC19 plasmid vector (NEB, USA, cat. No. N3041S). The DNA of the vector plasmid pUC19 (NEB, USA, cat. No. N3041S) is digested with Smal restriction enzyme (NEB, USA), or another blunt terminated restrictase enzyme, and is treated with alkaline phosphatase. The amplified cDNA fragment and the linearized plasmid pUC19 are ligated with 400,000 U / ml phage T4 DNA ligase. (NEB, USA, Cat. No. M0202S) at the rate of 1 μl of the enzyme per 1 μg of DNA. Ligation is carried out in a volume of 20 μl in the presence of 2 mm ATP, 50 mm Tris-HCl, pH 7.6, 10 mm MgCl 2 , 10 mm DTT for 10 hours at 16 ° C.

Полученной смесью трансформируют компетентные клетки Е.coliTop10 (http://molbiol.ru/protocol/03_04.html), которые высевают на чашки Петри с L-агаром, содержащих 100 мкг/мл ампициллина и по 40 мкл на чашку растворов 100 мМ ИПТГ и 2% X-gal. Отдельные колонии анализируют на наличие вставки с помощью ПЦР с праймерами SOD2F1 и SOD2R1 и подтверждают секвенированием по методу Сэнгера, которое показывает наличие клонов с разной ориентацией целевого гена: EcoRI-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTRHindIII и HindIII--5'NTR-кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI.The resulting mixture was transformed with competent E. coliTop10 cells (http://molbiol.ru/protocol/03_04.html), which were plated on Petri dishes with L-agar containing 100 μg / ml ampicillin and 40 μl per cup of solutions of 100 mM IPTG and 2% X-gal. Individual colonies are analyzed for insertion by PCR with SOD2F1 and SOD2R1 primers and confirmed by Sanger sequencing, which shows the presence of clones with different orientations of the target gene: EcoRI-5'NTR-cDNA SOD2-3'NTRHindIII and HindIII - 5'NTR SOD2-3'NTR-EcoRI cDNA.

Полученная таким образом клонированная частичная (с 37 по 934 н.п) нативная (немодифицированная) последовательность гена SOD2 длиной 898 н.п. в плазмиде pUC19-SOD2 SEQ ID No:1 имеет первичную структуру, приведенную на фигуре 1.The thus obtained cloned partial (from 37 to 934 bp) native (unmodified) SOD2 gene sequence 898 bp in length in plasmid pUC19-SOD2, SEQ ID No: 1 has the primary structure shown in Figure 1.

Пример 2.Example 2

Получение модифицированных кДНК гена SOD2.Obtaining modified cDNA of the SOD2 gene.

Модификации проводят таким образом, чтобы не затрагивать первичную структуру белка супероксиддисмутазы-2, а именно, делеции 5' нетранслируемых областей или делеции 3'-нетранслируемых областей, или нуклеотидные замены, не приводящие к аминокислотным заменам или обрыву аминокислотной цепи, или комбинации вышеперечисленных модификаций и, соответственно, не влияющие на кодируемую этой последовательностью аминокислотную последовательность.Modifications are carried out in such a way as not to affect the primary structure of the superoxide dismutase-2 protein, namely, deletions of 5 'untranslated regions or deletions of 3'-untranslated regions, or nucleotide substitutions that do not lead to amino acid substitutions or termination of the amino acid chain, or a combination of the above modifications and , respectively, not affecting the amino acid sequence encoded by this sequence.

В частности для получения линейки кДНК гена SOD2 с целью повышения эффективности транскрипции и трансляции супероксиддисмутазы-2 в клетках тканей и органов человека в нативную последовательность кДНК SOD2, используя принцип оптимизации кодонов, вносят модификации путем замены минорных кодонов на синонимичные мажорные, а также, проводят делеции 5' нетранслируемых областей или делеции 3'-нетранслируемых областей таким образом, чтобы замены не привели к изменениям в аминокислотной последовательности белка или обрыву аминокислотной цепи при трансляции, не ухудшили процессы транскрипции и трансляции.In particular, in order to obtain the SOD2 gene cDNA line in order to increase the transcription and translation efficiency of superoxide dismutase-2 in human tissues and organs into the native SOD2 cDNA sequence, using the principle of codon optimization, modifications are made by replacing minor codons with synonymous major ones, and also deletion 5 'untranslated regions or deletions of 3'-untranslated regions so that the substitutions do not lead to changes in the amino acid sequence of the protein or the termination of the amino acid chain at t translations, did not worsen the processes of transcription and translation.

Все модификации осуществляют в несколько этапов методом ПЦР мутагенеза набором QuikChange II XL kit или QuikChangeMultiSite-DirectedMutagenesisKit (AgilentTechnologies, USA,) согласно рекомендациям производителя.http://www.agilent.com/cs/library/usermanuals/Public/200513.All modifications are carried out in several stages by PCR mutagenesis using a QuikChange II XL kit or QuikChangeMultiSite-DirectedMutagenesisKit (Agilent Technologies, USA,) according to the manufacturer's recommendations. Http://www.agilent.com/cs/library/usermanuals/Public/200513.

К плазмидной ДНК pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 по Примеру 1 (вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена EcoRI-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTRHindIII и вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена HindIII--5'NTR- кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI) в количестве 10-50 нг добавляют 50-100 нг праймера, содержащего необходимую замену, инсерцию или делецию длиной 25-45 н.п. и проводят ПЦР в буфере QuikChangeMultireactionbuffer (AgilentTechnologies, USA) со смесью ферментов QuikChangeMultimix (AgilentTechnologies, USA) при следующих условиях: 95°С, 1 мин; далее от 30 до 35 циклов: 95°С 1 минута, 55°С 1 минута, 65°С 2 минуты/1000 н.п. После проведения ПЦР к амплификационной смеси добавляют 1-2 мкл рестриктазы Dpn I и инкубируют 1-2 часа при 37°С. Полученной смесью трансформируют компетентные клетки Е.coliTop10 (http://molbiol.ru/protocol/03_04.html), которые высевают на чашки с L-агаром, содержащих 100 мкг/мл ампициллина. Трансформированнные колонии анализируют на содержание мутаций секвенированием плазмидной ДНК по методу Сэнгера.To plasmid DNA pUC 19-SOD2 SEQ ID No: 1 according to Example 1 (variant pUC 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the target gene orientation EcoRI-5'NTR-cDNA SOD2-3'NTRHindIII and variant pUC 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target HindIII gene - 5'NTR-cDNA SOD2-3'NTR-EcoRI) in an amount of 10-50 ng add 50-100 ng of primer containing the necessary replacement, insertion or deletion 25-45 np long . and PCR is performed in a QuikChangeMultireactionbuffer buffer (AgilentTechnologies, USA) with a mixture of QuikChangeMultimix enzymes (AgilentTechnologies, USA) under the following conditions: 95 ° С, 1 min; further from 30 to 35 cycles: 95 ° С 1 minute, 55 ° С 1 minute, 65 ° С 2 minutes / 1000 bp After PCR, 1-2 μl of restriction enzyme Dpn I was added to the amplification mixture and incubated for 1-2 hours at 37 ° C. The resulting mixture was transformed with competent E. coliTop10 cells (http://molbiol.ru/protocol/03_04.html), which were plated on L-agar plates containing 100 μg / ml ampicillin. Transformed colonies are analyzed for mutation by sequencing plasmid DNA using the Sanger method.

Для получения модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:2 проводят последовательный ПЦР-мутагенез с праймерами, комплементарными участкам нативной кДНК SOD2 SEQ ID No:1 (вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена EcoRI-5'NTR-кДНКSOD2-3'NTRHindIII и вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена HindIII--5'NTR- кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI) используемой в качестве матрицы:To obtain the modified SOD2 SEQ ID No: 2 cDNA, sequential PCR mutagenesis is performed with primers complementary to the native SOD2 SEQ ID No: 1 cDNA regions (pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target EcoRI-5'NTR-cDNASOD2 gene -3'NTRHindIII and pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target HindIII gene - 5'NTR-cDNA SOD2-3'NTR-EcoRI) used as a matrix:

1. SOD2 191-208 F: 5' CTGGCTCCCGTTTTGGGG- 3', комплементарный нуклеотидам 190-208, с заменой G→C в позиции 199,1. SOD2 191-208 F: 5 'CTGGCTCCCGTTTTGGGG-3', complementary to nucleotides 190-208, with the replacement G → C at position 199,

2. SOD2 275-298 F: 5' CACATCAACGCCCAGATCATGCAG 3', комплементарный нуклеотидам 275-298, с заменой G→С в позиции 286,2. SOD2 275-298 F: 5 'CACATCAACGCCCAGATCATGCAG 3', complementary to nucleotides 275-298, with the substitution G → C at position 286,

3. SOD2 311-333 F: 5' AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', комплементарный нуклеотидам 311-333, с заменой G→C в позиции 322.3. SOD2 311-333 F: 5 'AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', complementary to nucleotides 311-333, with the substitution G → C at position 322.

Модифицированная таким образом нуклеотидная последовательность кДНК SOD2 SEQ ID No:2 содержит 3 нуклеотидных замены G→C в позициях 199, 286 и 322, не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2 и имеет первичную структуру, приведенную на фигуре 2.The nucleotide sequence of the SOD2 SEQ ID No: 2 cDNA thus modified contains 3 nucleotide substitutions G → C at positions 199, 286 and 322, which do not lead to changes in the amino acid sequence of the superoxide dismutase-2 protein and has the primary structure shown in Figure 2.

Для получения модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:3 проводят последовательный ПЦР-мутагенез с праймерами, комплементарными участкам нативной кДНК SOD2 SEQ ID No:1 (вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена EcoRI-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTRHindIII и вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена HindIII--5'NTR- кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI), используемой в качестве матрицы::To obtain the modified SOD2 SEQ ID No: 3 cDNA, sequential PCR mutagenesis is performed with primers complementary to the native SOD2 SEQ ID No: 1 cDNA regions (pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target EcoRI-5'NTR-cDNA gene SOD2-3'NTRHindIII and pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target HindIII gene - 5'NTR-cDNA SOD2-3'NTR-EcoRI) used as a template:

1. SOD2 191-208 F: 5' CTGGCTCCCGTTTTGGGG 3', комплементарный нуклеотидам 191-208, с заменой G→С в позиции 199,1. SOD2 191-208 F: 5 'CTGGCTCCCGTTTTGGGG 3', complementary to nucleotides 191-208, with the replacement of G → C at position 199,

2. SOD2 275-298 F: 5' CACATCAACGCCCAGATCATGCAG 3', комплементарный нуклеотидам 275-298, с заменой G→C в позиции 286,2. SOD2 275-298 F: 5 'CACATCAACGCCCAGATCATGCAG 3', complementary to nucleotides 275-298, with the substitution G → C at position 286,

3. SOD2 311-333 F: 5' AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', комплементарный нуклеотидам 311-333, с заменой G→C в позиции 322.3. SOD2 311-333 F: 5 'AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', complementary to nucleotides 311-333, with the substitution G → C at position 322.

4. SOD2 360-384 F: 5' ACCAGGAGGCCTTGGCCAAGGGAGA 3', комплементарный нуклеотидам 360-384, с заменой G→C в позиции 370 и4. SOD2 360-384 F: 5 'ACCAGGAGGCCTTGGCCAAGGGAGA 3', complementary to nucleotides 360-384, with the substitution G → C at position 370 and

5. SOD2 389-413 F: 5' ACAGCCCAGATCGCTCTTCAGCCTG 3', комплементарный нуклеотидам 389-413, с заменой А→С в позиции 400.5. SOD2 389-413 F: 5 'ACAGCCCAGATCGCTCTTCAGCCTG 3', complementary to nucleotides 389-413, with A → C at position 400.

Модифицированная таким образом нуклеотидная последовательность кДНК SOD2 SEQ ID No:3 содержит 4 нуклеотидные замены G→C в позициях 199, 286, 322 и 370 и замену А→С в позиции 400, не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2 и имеет первичную структуру, приведенную на фигуре 3.The nucleotide sequence of the SOD2 SEQ ID No: 3 cDNA thus modified contains 4 nucleotide substitutions G → C at positions 199, 286, 322 and 370 and an A → C substitution at position 400, which does not lead to changes in the amino acid sequence of the superoxide dismutase-2 protein and has the primary structure shown in figure 3.

Для получения модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:4 проводят последовательный ПЦР-мутагенез с праймерами, комплементарными участкам нативной кДНК SOD2 SEQ ID No:1 (вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена EcoRI-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTRHindIII и вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена HindIII--5'NTR- кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI), используемой в качестве матрицы:To obtain the modified SOD2 SEQ ID No: 4 cDNA, sequential PCR mutagenesis is performed with primers complementary to the native SOD2 SEQ ID No: 1 cDNA regions (pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target EcoRI-5'NTR-cDNA gene SOD2-3'NTRHindIII and pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target HindIII gene - 5'NTR-cDNA SOD2-3'NTR-EcoRI) used as a template:

1. SOD2 191-208 F: 5' CTGGCTCCCGTTTTGGGG 3', комплементарный нуклеотидам 191-208, с заменой G→C в позиции 199,1. SOD2 191-208 F: 5 'CTGGCTCCCGTTTTGGGG 3', complementary to nucleotides 191-208, with the replacement G → C at position 199,

2. SOD2 275-298 F: 5' CACATCAACGCCCAGATCATGCAG 3', комплементарный нуклеотидам 275-298, с заменой G→C в позиции 2862. SOD2 275-298 F: 5 'CACATCAACGCCCAGATCATGCAG 3', complementary to nucleotides 275-298, with the substitution G → C at position 286

3. SOD2 311-333 F: 5' AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', комплементарный нуклеотидам 311-333, с заменой G→C в позиции 322,3. SOD2 311-333 F: 5 'AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', complementary to nucleotides 311-333, with the substitution G → C at position 322,

4. SOD2 360-384 F: 5' ACCAGGAGGCCTTGGCCAAGGGAGA 3', комплементарный нуклеотидам 360-384, с заменой G→C в позиции 370,4. SOD2 360-384 F: 5 'ACCAGGAGGCCTTGGCCAAGGGAGA 3', complementary to nucleotides 360-384, with the substitution G → C at position 370,

5. SOD2 389-413 F: 5' ACAGCCCAGATCGCTCTTCAGCCTG 3', комплементарный нуклеотидам 389-413, с заменой А→С в позиции 400.5. SOD2 389-413 F: 5 'ACAGCCCAGATCGCTCTTCAGCCTG 3', complementary to nucleotides 389-413, with A → C at position 400.

6. SOD213-538 F: 5' CCATCAAAAGAGACTTTGGTTCCTTT 3', комплементарный нуклеотидам 513-538, с заменами С→А в позиции 521 и Т→А в позиции 523;6. SOD213-538 F: 5 'CCATCAAAAGAGACTTTGGTTCCTTT 3', complementary to nucleotides 513-538, with C → A substitutions at position 521 and T → A at position 523;

7. SOD2548-576F: 5'AAGGAGAAGCTGACCGCTGCATCTG-TTGG3', комплементарный нуклеотидам 548-576, с заменой G→C в позиции 562.7. SOD2548-576F: 5'AAGGAGAAGCTGACCGCTGCATCTG-TTGG3 ', complementary to nucleotides 548-576, with the replacement G → C at position 562.

Модифицированная таким образом нуклеотидная последовательность кДНК SOD2 SEQ ID No:4 содержит 5 нуклеотидных замен G→C в позициях 199, 286, 322, 370, 562; замену А→С в позиции 400; замену С→А в позиции 521 и замену Т→А в позиции 523, не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2 и имеет первичную структуру, приведенную на фигуре 4.The nucleotide sequence of the SOD2 cDNA thus modified SEQ ID No: 4 contains 5 nucleotide substitutions G → C at positions 199, 286, 322, 370, 562; A → C change at position 400 the replacement C → A at position 521 and the replacement T → A at position 523, which do not lead to changes in the amino acid sequence of the protein superoxide dismutase-2 and has a primary structure shown in figure 4.

Для получения модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:5 проводят последовательный ПЦР-мутагенез с праймерами, комплементарными участкам нативной кДНК SOD2 SEQ ID No:1 (вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена EcoRI-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTRHindIII и вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена HindIII--5'NTR- кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI), используемой в качестве матрицы:To obtain the modified SOD2 SEQ ID No: 5 cDNA, sequential PCR mutagenesis is performed with primers complementary to the native SOD2 SEQ ID No: 1 cDNA regions (pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target EcoRI-5'NTR-cDNA gene SOD2-3'NTRHindIII and pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target HindIII gene - 5'NTR-cDNA SOD2-3'NTR-EcoRI) used as a template:

1. SOD2 191-208 F: 5' CTGGCTCCCGTTTTGGGG 3', комплементарный нуклеотидам 191-208, с заменой G→C в позиции 199,1. SOD2 191-208 F: 5 'CTGGCTCCCGTTTTGGGG 3', complementary to nucleotides 191-208, with the replacement G → C at position 199,

2. SOD2 275-298 F: 5' CACATCAACGCCCAGATCAT-GCAG 3', комплементарный нуклеотидам 275-298, с заменой G→C в позиции 286,2. SOD2 275-298 F: 5 'CACATCAACGCCCAGATCAT-GCAG 3', complementary to nucleotides 275-298, with the replacement of G → C at position 286,

3. SOD2 311-333 F: 5' AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', комплементарный нуклеотидам 311-333, с заменой G→C в позиции 322,3. SOD2 311-333 F: 5 'AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', complementary to nucleotides 311-333, with the substitution G → C at position 322,

4. SOD2 360-384 F: 5' ACCAGGAGGCCTTGGCCAAGGGAGA 3',4. SOD2 360-384 F: 5 'ACCAGGAGGCCTTGGCCAAGGGAGA 3',

комплементарный нуклеотидам 360-384, с заменой G→C в позиции 370,complementary to nucleotides 360-384, with the replacement of G → C at position 370,

5. SOD2 389-413 F:5. SOD2 389-413 F:

5' ACAGCCCAGATCGCTCTTCAGCCTG 3', комплементарный нуклеотидам 389-413, с заменой А→С в позиции 400,5 'ACAGCCCAGATCGCTCTTCAGCCTG 3', complementary to nucleotides 389-413, with the replacement of A → C at position 400,

6. SOD2 513-538 F: 5' CCATCAAAAGAGACTTTGGTTC-СТТТ 3', комплементарный нуклеотидам 513-538, с заменами С→А в позиции 521 и Т→А в позиции 523;6. SOD2 513-538 F: 5 'CCATCAAAAGAGACTTTGGTTC-CTTT 3', complementary to nucleotides 513-538, with C → A substitutions at position 521 and T → A at position 523;

7. SOD2 548-576F: 5' AAGGAGAAGCTGACCGCTGCATC-TGTTGG 3', комплементарный нуклеотидам 548-576, с заменой G→C в позиции 562,7. SOD2 548-576F: 5 'AAGGAGAAGCTGACCGCTGCATC-TGTTGG 3', complementary to nucleotides 548-576, with the replacement G → C at position 562,

8. SOD2 621-650 F: 5' GGGGACACCTGCAAATTGCTGCT-TGTCCAA 3', комплементарный нуклеотидам 621-650, с заменами Т→С в позиции 629 и A→G в позиции 631,8. SOD2 621-650 F: 5 'GGGGACACCTGCAAATTGCTGCT-TGTCCAA 3', complementary to nucleotides 621-650, with substitutions T → C at position 629 and A → G at position 631,

9. SOD2 761-787F: 5' GCTATTTGGAATGTGATCAACT-GGGAG 3', комплементарный нуклеотидам 761-787, с заменой A→G в позиции 775.9. SOD2 761-787F: 5 'GCTATTTGGAATGTGATCAACT-GGGAG 3', complementary to nucleotides 761-787, with the replacement A → G at position 775.

Модифицированная таким образом нуклеотидная последовательность кДНК SOD2 SEQ ID No:5 содержит 5 нуклеотидных замен G→C в позициях 199, 286, 322, 370, 562; замену А→С в позиции 400; замену С→А в позиции 521, замену Т→А в позициях 523, замену Т→С в позиции 629 и 2 замены A→G в позициях 631 и 775, не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2 и имеет первичную структуру, приведенную на фигуре 5.The nucleotide sequence of the SOD2 cDNA thus modified SEQ ID No: 5 contains 5 nucleotide substitutions G → C at positions 199, 286, 322, 370, 562; A → C change at position 400 C → A substitution at position 521, T → A substitution at positions 523, T → C substitution at positions 629 and 2, A → G substitutions at positions 631 and 775, which do not lead to changes in the amino acid sequence of superoxide dismutase-2 protein and has a primary structure shown in figure 5.

Для получения модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:6 проводят последовательный ПЦР-мутагенез с праймерами, комплементарными участкам нативной кДНК SOD2 SEQ ID No:1 (вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена EcoRI-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTRHindIII и вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена HindIII--5'NTR- кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI), используемой в качестве матрицы:To obtain the modified SOD2 SEQ ID No: 6 cDNA, sequential PCR mutagenesis is performed with primers complementary to the native SOD2 SEQ ID No: 1 cDNA regions (pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target EcoRI-5'NTR-cDNA gene SOD2-3'NTRHindIII and pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target HindIII gene - 5'NTR-cDNA SOD2-3'NTR-EcoRI) used as a template:

1. SOD2 191-208 F: 5' CTGGCTCCCGTTTTGGGG 3', комплементарный нуклеотидам 191-208, с заменой G→C в позиции 199,1. SOD2 191-208 F: 5 'CTGGCTCCCGTTTTGGGG 3', complementary to nucleotides 191-208, with the replacement G → C at position 199,

2. SOD2 275-298 F: 5' CACATCAACGCCCAGATCAT-GCAG 3', комплементарный нуклеотидам 275-298, с заменой G→C в позиции 2862. SOD2 275-298 F: 5 'CACATCAACGCCCAGATCAT-GCAG 3', complementary to nucleotides 275-298, with the replacement G → C at position 286

3. SOD2 311-333 F: 5' AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', комплементарный нуклеотидам 311-333, с заменой G→C в позиции 322.3. SOD2 311-333 F: 5 'AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', complementary to nucleotides 311-333, with the substitution G → C at position 322.

4. SOD2 360-384 F: 5' ACCAGGAGGCCTTGGCCAAGGGAGA 3', комплементарный нуклеотидам 360-384, с заменой G→C в позиции 370.4. SOD2 360-384 F: 5 'ACCAGGAGGCCTTGGCCAAGGGAGA 3', complementary to nucleotides 360-384, with the substitution G → C at position 370.

5. SOD2 389-413 F: 5' ACAGCCCAGATCGCTCTTCAGCCTG 3', комплементарный нуклеотидам 389-413, с заменой А→С в позиции 400.5. SOD2 389-413 F: 5 'ACAGCCCAGATCGCTCTTCAGCCTG 3', complementary to nucleotides 389-413, with A → C at position 400.

6. SOD2 513-538 F: 5' CCATCAAAAGAGACTTTGGT-TCCTTT 3', комплементарный нуклеотидам 513-538, с заменами С→А в позиции 521 и Т→А в позиции 523; и6. SOD2 513-538 F: 5 'CCATCAAAAGAGACTTTGGT-TCCTTT 3', complementary to nucleotides 513-538, with C → A at position 521 and T → A at position 523; and

7. SOD2 548-576 F: 5' AAGGAGAAGCTGACCGCTGCATCT-GTTGG 3', комплементарный нуклеотидам 548-576, с заменой G→C в позиции 562.7. SOD2 548-576 F: 5 'AAGGAGAAGCTGACCGCTGCATCT-GTTGG 3', complementary to nucleotides 548-576, with the replacement G → C at position 562.

8. SOD2 621-650 F: 5' GGGGACACCTGCAAATTGCTGCT-TGTCCAA 3', комплементарный нуклеотидам 621-650, с заменами Т→С в позиции 629 и A→G в позиции 631 и8. SOD2 621-650 F: 5 'GGGGACACCTGCAAATTGCTGCT-TGTCCAA 3', complementary to nucleotides 621-650, with substitutions T → C at position 629 and A → G at position 631 and

9. SOD2 761-787 F: 5' GCTATTTGGAATGTGATCAACT-GGGAG 3', комплементарный нуклеотидам 761-787, с заменой A→G в позиции 775.9. SOD2 761-787 F: 5 'GCTATTTGGAATGTGATCAACT-GGGAG 3', complementary to nucleotides 761-787, with the replacement A → G at position 775.

10. SOD2 744-773 F: 5' GGCCTGATTATCTGAAAGCTA-TTTGGAATG 3', комплементарный нуклеотидам 744-773, с заменой A→G в позиции 757,10. SOD2 744-773 F: 5 'GGCCTGATTATCTGAAAGCTA-TTTGGAATG 3', complementary to nucleotides 744-773, with the replacement A → G at position 757,

11. SOD2 783-809 F: 5' GGGAGAATGTGACTGAAAGA-TACATGG 3', комплементарный нуклеотидам 783-809, с заменой A→G в позиции 793.11. SOD2 783-809 F: 5 'GGGAGAATGTGACTGAAAGA-TACATGG 3', complementary to nucleotides 783-809, with the replacement A → G at position 793.

Модифицированная таким образом нуклеотидная последовательность кДНК SOD2 SEQ ID No:6 содержит 5 нуклеотидных замен G→C в позициях 199, 286, 322, 370, 562; замену А→С в позиции 400; замену С→А в позиции 521, замену Т→А в позициях 523, замену Т→С в позиции 629 и 4 замены A→G в позициях 631, 757, 775 и 793 не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2 и имеет первичную структуру, приведенную на фигуре 6.The nucleotide sequence of the SOD2 cDNA thus modified SEQ ID No: 6 contains 5 nucleotide substitutions G → C at positions 199, 286, 322, 370, 562; A → C change at position 400 replacing C → A at position 521, replacing T → A at positions 523, replacing T → C at positions 629 and 4, replacing A → G at positions 631, 757, 775 and 793, which do not lead to changes in the amino acid sequence of superoxide dismutase-2 protein and has a primary structure shown in figure 6.

Для получения модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:7 проводят последовательный ПЦР-мутагенез с праймерами, комплементарными участкам нативной кДНК SOD2 SEQ ID No:1 (вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена EcoRI-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTRHindIII и вариант pUC 19-SOD2 SEQ ID No:1 с ориентацией целевого гена HindIII--5'NTR- кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI), используемой в качестве матрицы:To obtain the modified SOD2 SEQ ID No: 7 cDNA, sequential PCR mutagenesis is performed with primers complementary to the native SOD2 SEQ ID No: 1 cDNA regions (pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target EcoRI-5'NTR-cDNA gene SOD2-3'NTRHindIII and pUC variant 19-SOD2 SEQ ID No: 1 with the orientation of the target HindIII gene - 5'NTR-cDNA SOD2-3'NTR-EcoRI) used as a template:

1. SOD2 191-208 F: 5' CTGGCTCCCGTTTTGGGG 3', комплементарный нуклеотидам 191-208, с заменой G→C в позиции 199,1. SOD2 191-208 F: 5 'CTGGCTCCCGTTTTGGGG 3', complementary to nucleotides 191-208, with the replacement G → C at position 199,

2. SOD2 275-298 F: 5' CACATCAACGCCCAGATCAT-GCAG 3', комплементарный нуклеотидам 275-298, с заменой G→C в позиции 286,2. SOD2 275-298 F: 5 'CACATCAACGCCCAGATCAT-GCAG 3', complementary to nucleotides 275-298, with the replacement of G → C at position 286,

3. SOD2 311-333 F: 5' AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', комплементарный нуклеотидам 311-333, с заменой G→C в позиции 322,3. SOD2 311-333 F: 5 'AAGCACCACGCCGCCTACGTGAA 3', complementary to nucleotides 311-333, with the substitution G → C at position 322,

4. SOD2 360-384 F: 5' ACCAGGAGGCCTTGGCCAAGGGAGA 3', комплементарный нуклеотидам 360-384, с заменой G→C в позиции 370,4. SOD2 360-384 F: 5 'ACCAGGAGGCCTTGGCCAAGGGAGA 3', complementary to nucleotides 360-384, with the substitution G → C at position 370,

5. SOD2 389-413 F: 5' ACAGCCCAGATCGCTCTTCAGCCTG 3', комплементарный нуклеотидам 389-413, с заменой А→С в позиции 400,5. SOD2 389-413 F: 5 'ACAGCCCAGATCGCTCTTCAGCCTG 3', complementary to nucleotides 389-413, with the replacement A → C at position 400,

6. SOD2 513-538 F: 5' CCATCAAAAGAGACTTTGG-ТТССТТТ 3', комплементарный нуклеотидам 513-538, с заменами С→А в позиции 521 и Т→А в позиции 523;6. SOD2 513-538 F: 5 'CCATCAAAAGAGACTTTGG-TTCSTTT 3', complementary to nucleotides 513-538, with C → A substitutions at position 521 and T → A at position 523;

7. SOD2 548-576 F: 5' AAGGAGAAGCTGACCGCTGCATC-TGTTGG 3', комплементарный нуклеотидам 548-576, с заменой G→C в позиции 562.7. SOD2 548-576 F: 5 'AAGGAGAAGCTGACCGCTGCATC-TGTTGG 3', complementary to nucleotides 548-576, with the replacement G → C at position 562.

8. SOD2 621-650 F: 5' GGGGACACCTGCAAATTGCTGC-TTGTCCAA 3', комплементарный нуклеотидам 621-650, с заменами Т→С в позиции 629 и A→G в позиции 631,8. SOD2 621-650 F: 5 'GGGGACACCTGCAAATTGCTGC-TTGTCCAA 3', complementary to nucleotides 621-650, with substitutions T → C at position 629 and A → G at position 631,

9. SOD2 761-787 F: 5' GCTATTTGGAATGTGATCAAC-TGGGAG 3', комплементарный нуклеотидам 761-787, с заменой A→G в позиции 775.9. SOD2 761-787 F: 5 'GCTATTTGGAATGTGATCAAC-TGGGAG 3', complementary to nucleotides 761-787, with the replacement A → G at position 775.

10. SOD2 744-773 F: 5' GGCCTGATTATCTGAAAGCTAT-TTGGAATG 3', комплементарный нуклеотидам 744-773, с заменой A→G в позиции 757,10. SOD2 744-773 F: 5 'GGCCTGATTATCTGAAAGCTAT-TTGGAATG 3', complementary to nucleotides 744-773, with the replacement A → G at position 757,

11. SOD2 783-809 F: 5' GGGAGAATGTGACTGAAAGAT-ACATGG 3', комплементарный нуклеотидам 783-809, с заменой A→G в позиции 793.11. SOD2 783-809 F: 5 'GGGAGAATGTGACTGAAAGAT-ACATGG 3', complementary to nucleotides 783-809, with the replacement A → G at position 793.

12. а также для удаления 5' -нетранслируемой области гена SOD2 из последовательности с внесенными заменами с помощью ПЦР мутагенеза с праймером: 5' GACTCTAGAGGATCCCCGCCACCATGTTGAGCCGGGCAGTGTG 3' для варианта с ориентацией целевого гена HindIII--5'NTR- кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI12. and also to remove the 5 'untranslated region of the SOD2 gene from the sequence with substitutions using PCR mutagenesis with primer: 5' GACTCTAGAGGATCCCCGCCACCATGTTGAGCCGGGCAGTGTG 3 'for the variant with the orientation of the target HindIII gene - 5'NTR--3'NOD EcoRI

13. а также для удаления 3' -нетранслируемой области гена SOD2 из последовательности с внесенными заменами с помощью ПЦР мутагенеза с праймером: 5' ATGGCTTGCAAAAAGTAAGGGTACCGAGCTCGAATTCACTGG 3' для варианта с ориентацией целевого гена HindIII--5'NTR- кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI13. and also to remove the 3 'untranslated region of the SOD2 gene from the sequence with substitutions using PCR mutagenesis with primer: 5' ATGGCTTGCAAAAAGTAAGGGTACCGAGCTCGAATTCACTGG 3 'for the variant with the orientation of the target HindIII gene - 5'NTR- cDNA SOD2 EcoRI

14. а также для удаления 5' -нетранслируемой области гена SOD2 из последовательности с внесенными заменами с помощью ПЦР мутагенеза с праймером: 5' GAATTCGAGCTCGGTACCCGCCACCATGTTGAGCCGGGCAGTG 3' для варианта с ориентацией целевого гена EcoRI-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTRHindIII14. and also to remove the 5 'untranslated region of the SOD2 gene from the sequence with substitutions using PCR mutagenesis with primer: 5' GAATTCGAGCTCGGTACCCGCCACCATGTTGAGCCGGGCAGTG 3 'for the variant with the orientation of the target gene EcoRI-5'NTR-c'NDIII SOD2

15. а также для удаления 3' -нетранслируемой области гена SOD2 из последовательности с внесенными заменами с помощью ПЦР мутагенеза с праймером: 5' ATGGCTTGCAAAAAGTAAGGGGATCCTCTAGAGTCGACCTG 3' для варианта с ориентацией целевого гена EcoRI-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTRHindIII15. and also to remove the 3 'untranslated region of the SOD2 gene from the substitutions using PCR mutagenesis with primer: 5' ATGGCTTGCAAAAAGTAAGGGGATCCTCTAGAGTCGACCTG 3 'for the variant with the orientation of the target gene EcoRI-5'NTR-cDNA SOD2-3

Модифицированная таким образом нуклеотидная последовательность кДНК SOD2 SEQ ID No:7 не содержит нетранслируемые 5' и 3' области гена и содержит 5 нуклеотидных замен G→C в позициях 199, 286, 322, 370, 562; замену А→С в позиции 400; замену С→А в позиции 521, замену Т→А в позицииях 523, замену Т→С в позиции 629 и 4 замены A→G в позициях 631, 757, 775 и 793 не приводящие к изменениям в аминокислотной последовательности белка супероксиддисмутазы-2 и имеет первичную структуру, приведенную на фигуре 7.The nucleotide sequence of the SOD2 SEQ ID No: 7 cDNA thus modified does not contain untranslated 5 'and 3' regions of the gene and contains 5 G → C nucleotide substitutions at positions 199, 286, 322, 370, 562; A → C change at position 400 substitution C → A at position 521, substitution T → A at positions 523, substitution T → C at positions 629 and 4, substitutions A → G at positions 631, 757, 775 and 793 not leading to changes in the amino acid sequence of superoxide dismutase-2 protein and has a primary structure shown in figure 7.

Таким образом, получают линейку из 7 векторов на базе плазмиды pUC19, в которой клонированы кодирующие нативная и модифицированные нуклеотидные последовательности гена SOD2, (при этом каждый вектор из линейки получен в двух вариантах и содержит целевой ген с ориентацией EcoRI-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTRHindIII и целевой ген с ориентацией HindIII--5'NTR- кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI для создания генетических экспрессионных конструкций на базе разных векторов) для создания линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций.Thus, a line of 7 vectors based on the pUC19 plasmid is obtained in which the native and modified nucleotide sequences of the SOD2 gene are cloned (each vector from the line is obtained in two variants and contains the target gene with the orientation of EcoRI-5'NTR-SOD2 cDNA -3'NTRHindIII and the target gene with the HindIII orientation - 5'NTR-cDNA SOD2-3'NTR-EcoRI to create genetic expression constructs based on different vectors) to create a line of biologically active gene-therapeutic substances.

Пример 3.Example 3

Создание генетических конструкций с модифицированными и нативной кДНК гена SOD2 для получения на их базе биологически активных генно-терапевтических субстанций.Creation of genetic constructs with modified and native cDNA of the SOD2 gene to obtain biologically active gene therapeutic substances based on them.

Для экспрессии кДНК гена SOD2 в клетках органов и тканей человека полученные варианты кДНК SOD2 по Примеру 1 и Примеру 2 помещают в векторную плазмиду, при выборе которой используют следующие критерии выбора:For the expression of SOD2 gene cDNA in cells of human organs and tissues, the obtained SOD2 cDNA variants of Example 1 and Example 2 are placed in a vector plasmid, the choice of which uses the following selection criteria:

1) плазмида должна обязательно реплицироваться в E.coli, желательно с высокой копийностью;1) the plasmid must necessarily be replicated in E. coli, preferably with high copy number;

2) в плазмиде должен быть бактериальный фактор селекции;2) the plasmid must have a bacterial selection factor;

3) в векторе должно быть наличие эукариотических регуляторных элементов - обязательных промотора и терминатора (сигнала полиаденилирования), например, энхансер и интронный(е) элемент(ы);3) in the vector there should be the presence of eukaryotic regulatory elements - the obligatory promoter and terminator (polyadenylation signal), for example, an enhancer and intron (e) element (s);

4) наличие удобного полилинкера для клонирования. Примером такой плазмиды может быть pCMV6-XL5, pCMV6-Kan/Neo (OriGene, USA) или pCDNA 3.1(+) (ThermoFisherScientific, USA).4) the presence of a convenient polylinker for cloning. An example of such a plasmid may be pCMV6-XL5, pCMV6-Kan / Neo (OriGene, USA) or pCDNA 3.1 (+) (ThermoFisher Scientific, USA).

При клонировании кДНК гена SOD2 в pCDNA 3.1(+) кодирующая нуклеотидная последовательность помещается под контроль промотора цитомегаловируса человека CMV, эффективного в эукариотических клетках, и сигнала полиаденилирования гена бычьего гормона роста. Также данная плазмида обладает бактериальным фактором селекции - геном устойчивости к ампициллину, и эукариотическим фактором селекции - геном устойчивости к неомицину. При клонировании учитывают последовательность расположения сайтов HindIII и EcoRI в полилинкере pCDNA 3.1(+) и поэтому для клонирования в данный вектор используют HindIII-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTR-Eco RI ориентированный фрагмент в pUC19 по примеру 1.When cloning the cDNA of the SOD2 gene into pCDNA 3.1 (+), the coding nucleotide sequence is placed under the control of the human cytomegalovirus CMV promoter, which is effective in eukaryotic cells, and the bovine growth hormone gene polyadenylation signal. This plasmid also has a bacterial selection factor, the ampicillin resistance gene, and a eukaryotic selection factor, the neomycin resistance gene. When cloning, the sequence of the HindIII and EcoRI sites in the polylinker pCDNA 3.1 (+) is taken into account, and therefore, for cloning into this vector, the HindIII-5'NTR-cDNA SOD2-3'NTR-Eco RI oriented fragment in pUC19 is used according to Example 1.

При клонировании кДНК гена SOD2 в pCMV6-XL5, pCMV6-Kan/Neo кодирующая нуклеотидная последовательность помещается под контроль промотора цитомегаловируса человека CMV, эффективного в эукариотических клетках, и сигнала полиаденилирования гена гормона роста человека. Также данная плазмида обладает бактериальным фактором селекции - геном устойчивости к ампициллину. При клонировании учитывают последовательность расположения сайтов EcoRI и HindIII в полилинкере pCMV6-XL5 (pCMV6-Kan/Neo) и поэтому для клонирования в данный вектор используют Eco RI -5'NTR-кДНК SOD2-3'NTR- HindIII ориентированный фрагмент в pUC19 по примеру 1.When cloning the cDNA of the SOD2 gene in pCMV6-XL5, pCMV6-Kan / Neo, the coding nucleotide sequence is placed under the control of the human cytomegalovirus CMV promoter, effective in eukaryotic cells, and the polyadenylation signal of the human growth hormone gene. This plasmid also has a bacterial selection factor, the ampicillin resistance gene. When cloning, the sequence of arrangement of EcoRI and HindIII sites in the polylinker pCMV6-XL5 (pCMV6-Kan / Neo) is taken into account, and therefore, Eco RI-5'NTR-cDNA SOD2-3'NTR-HindIII oriented fragment in pUC19 is used for cloning into this vector one.

Векторные плазмиды pUC19-SOD2 SEQ ID No:1 с частичной нативной (немодифицированной) последовательностью гена SOD2 (с 37 по 934 н.п.), pUC19-SOD2 SEQ ID No:2, pUC19-SOD2 SEQ ID No:3, pUC19-SOD2 SEQ ID No:4, pUC19-SOD2 SEQ ID No:5, pUC19-SOD2 SEQ ID No:6, с частичной модифицированной путем замены оснований нуклеотидной последовательностью гена SOD2 (с 37 по 934 н.п.) и pUC19-SOD2 SEQ ID No:7 с модифицированной кДНК гена SOD2 и лишенной нетранслируемыех 5' и 3' областей данного гена, а также векторные плазмиды pCMV6-XL5, pCMV6-Kan/Neo и pCDNA 3.1(+) для дальнейшей экспрессии гена SOD2 в эукариотических клетках, гидролизуют рестриктазами EcoRI и HindIII(NEB, USA) при 37°С в соответствующем буфере (Маниатис Т., и др. Молекулярное клонирование. М., Мир, 1984).Vector plasmids pUC19-SOD2 SEQ ID No: 1 with a partial native (unmodified) SOD2 gene sequence (from 37 to 934 bp), pUC19-SOD2 SEQ ID No: 2, pUC19-SOD2 SEQ ID No: 3, pUC19- SOD2 SEQ ID No: 4, pUC19-SOD2 SEQ ID No: 5, pUC19-SOD2 SEQ ID No: 6, with a partially modified nucleotide sequence of the SOD2 gene (from 37 to 934 bp) and pUC19-SOD2 SEQ ID No: 7 with modified cDNA of the SOD2 gene and lacking untranslated 5 'and 3' regions of this gene, as well as the vector plasmids pCMV6-XL5, pCMV6-Kan / Neo and pCDNA 3.1 (+) for further expression of the SOD2 gene in eukaryotic cells, hydrolyze restriction enzymes EcoRI and HindIII (NEB, USA) at 37 ° C in an appropriate buffer (T. Maniatis et al. Molecular Cloning. M., Mir, 1984).

Продукты рестрикции разделяют с помощью электрофореза в геле 1% агарозы, окрашивают раствором бромистого этидия и фрагменты ДНК, соответствующие гену-вставке HindIII-5'NTR-кДНК SOD2-3'NTR-EcoRI, либо Eco RI -5'NTR-кДНК SOD2-3'NTR-HindIII и линеаризованной плазмиде pCMV6-XL5 и pCMV6-Kan/Neo и pCDNA 3.1(+), вырезают, выделяют из геля с помощью набора для выделения из геля QIAquickGelExtractionKit из примера 1 и смешивают. Полученную смесь рестрикционных фрагментов лигируют с помощью ДНК-лигазы фага Т4. Лигирование проводят в течение 10-15 мин при комнатной температуре, а затем - при 12°С в течение 10 ч. Лигированную ДНК используют для трансформации клеток E-coli по стандартной методике с использованием хлористого кальция.Restriction products are separated by 1% agarose gel electrophoresis, stained with ethidium bromide solution and DNA fragments corresponding to the HindIII-5'NTR-cDNA insert gene SOD2-3'NTR-EcoRI, or Eco RI-5'NTR-cDNA SOD2- 3'NTR-HindIII and the linearized plasmid pCMV6-XL5 and pCMV6-Kan / Neo and pCDNA 3.1 (+) were excised, isolated from the gel using the QIAquickGelExtractionKit gel isolation kit from Example 1 and mixed. The resulting mixture of restriction fragments is ligated using T4 phage DNA ligase. Ligation is carried out for 10-15 minutes at room temperature, and then at 12 ° C for 10 hours. Ligation DNA is used to transform E-coli cells according to standard methods using calcium chloride.

Трансформированные клетки отбирают на агаризованной среде LB с ампициллином (100 мкг/мл). Плазмидную ДНК из ампициллин-устойчивых колоний выделяют с помощью набора для выделения плазмид QiagenSpinMiniprepKit, анализируют с помощью гидролиза рестриктазами EcoRI и HindIII и отбирают генетические конструкции, содержащие в своем составе кодирующую последовательность гена SOD2 под контролем промотора цитомегаловируса CMV, и сигналом полиаденилирования гена гормона роста, обозначаемую как pCMV6 SOD2 SEQ ID No:(1-7) или pCMV6-Kan/Neo SOD2 SEQ ID No:(1-7) или pCDNA 3.1SOD2 SEQ ID No:(1-7). Наличие вставки кДНК гена SOD2, ее последовательность и ориентацию также подтверждают с помощью секвенирования ДНК генетических конструкций по методу Сэнгера.Transformed cells were selected on agar medium LB with ampicillin (100 μg / ml). Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant colonies using the QiagenSpinMiniprepKit plasmid isolation kit, digested with restriction enzymes EcoRI and HindIII, and the genetic constructs containing the SOD2 coding sequence under the control of the CMV cytomegalovirus promoter and the polyadenylation growth signal were selected denoted as pCMV6 SOD2 SEQ ID No: (1-7) or pCMV6-Kan / Neo SOD2 SEQ ID No: (1-7) or pCDNA 3.1SOD2 SEQ ID No: (1-7). The presence of the SOD2 gene cDNA insert, its sequence and orientation are also confirmed by DNA sequencing of genetic constructs according to the Sanger method.

Бактерии, содержащие полученные генетические конструкции на базе векторов pCMV6-XL5, pCMV6-Kan/Neo и pCDNA 3.1(+), выращивают на жидкой среде LB с ампициллином, лизируют и выделяют плазмидную ДНК для трансфекции специальным набором для выделения плазмид QiagenMaxiKit для получения соответствующих биологически активных генно-терапевтических субстанций.Bacteria containing the obtained genetic constructs based on the vectors pCMV6-XL5, pCMV6-Kan / Neo and pCDNA 3.1 (+) are grown on LB liquid medium with ampicillin, lysed, and plasmid DNA is isolated for transfection with a special QiagenMaxiKit plasmid isolation kit to obtain biologically appropriate active gene therapeutic substances.

Полученные генетические экспрессионные конструкции используют для получения на их базе биологически активных генно-терапевтических субстанций, которые в дальнейшем применяют для трансфекции эукариотических клеток органов и тканей и/или введения в органы и ткани человека. В качестве контрольных плазмид используют исходный вектор pCMV6-XL5, (pCMV6-Kan/Neo) или pCDNA 3.1(+) без вставки кДНК гена SOD2.The obtained genetic expression constructs are used to obtain biologically active gene therapeutic substances based on them, which are subsequently used for transfection of eukaryotic cells of organs and tissues and / or introduction into human organs and tissues. As control plasmids, the original vector pCMV6-XL5, (pCMV6-Kan / Neo), or pCDNA 3.1 (+) without the cDNA insert of the SOD2 gene is used.

Пример 4.Example 4

Наращивание генетической конструкции в бактериальной культуре.Building up the genetic construct in bacterial culture.

Для получения препаративных количеств векторной плазмиды, содержащей один из вариантов кДНК гена SOD2, полученными конструкциями по примеру 3 трансформируют бактериальные клетки E.coli (Маниатис Т., и др. Молекулярное клонирование. М., Мир, 1984) и выращивают полученные клоны бактерий, содержащие конструкцию, в присутствии бактериального фактора селекции - устойчивости к ампициллину.To obtain preparative amounts of a vector plasmid containing one of the SOD2 gene cDNA variants, the E. coli bacterial cells are transformed by the constructs of Example 3 (T. Maniatis et al. Molecular Cloning. M., Mir, 1984) and the obtained bacterial clones are grown, containing the construct, in the presence of a bacterial selection factor - ampicillin resistance.

Лигазную смесь по примеру 3 используют для трансформации компетентных клеток E.coli штамма XLblue. Предварительный отбор клонов, содержащих вставку кДНК гена SOD2 в правильной ориентации и единичной копии, осуществляют путем гидролиза плазмидной ДНК рестриктазами EcoRI и HindIII и анализа продуктов рестрикции путем электрофореза в 1.2% агарозном геле. Отобранные клоны используют для препаративного наращивания плазмидной ДНК с целью дальнейшей трансфекции в культуры фибробластов (хондробластов, кератоцитов и др.).The ligase mixture of Example 3 is used to transform competent E. coli cells of strain XLblue. Preliminary selection of clones containing the cDNA insert of the SOD2 gene in the correct orientation and a single copy is carried out by hydrolysis of plasmid DNA with restriction enzymes EcoRI and HindIII and analysis of restriction products by electrophoresis in 1.2% agarose gel. Selected clones are used for preparative growth of plasmid DNA for the purpose of further transfection into fibroblast cultures (chondroblasts, keratocytes, etc.).

Для получения препаративных количеств генетических экспрессионных конструкций по Примеру 3 выращивали 20 мл ночной культуры E.coli в LB-среде с 150 мкг/мл ампициллина. Этой культурой инокулировали 500 мл LB-среды с 100 мкг/мл ампициллина, рост осуществляли в шейкере-инкубаторе в течение 16 часов при 37°С и 200 об/мин. Выделение плазмидной ДНК проводили с помощью набора EndoFreePlasmidMaxiKit (Qiagen, Germany). Выход составил 350 мкг ДНК.To obtain preparative amounts of the genetic expression constructs of Example 3, 20 ml of an overnight E.coli culture was grown in LB medium with 150 μg / ml ampicillin. 500 ml of LB medium with 100 μg / ml ampicillin were inoculated with this culture; growth was carried out in a shaker-incubator for 16 hours at 37 ° C and 200 rpm. Isolation of plasmid DNA was performed using the EndoFreePlasmidMaxiKit kit (Qiagen, Germany). The yield was 350 μg of DNA.

Пример 5.Example 5

Культивирование эукариотических клеток, например, фибробластов для последующих трансфекции биологически активной генно-терапевтической субстанцией и анализа экспрессии гена SOD2.Cultivation of eukaryotic cells, for example, fibroblasts for subsequent transfection with a biologically active gene therapeutic substance and analysis of SOD2 gene expression.

Для последующей трансфекции биологически активной генно-терапевтической субстанцией содержащей один из вариантов кДНК SOD2 по примеру 3, выращивают первичные культуры фибробластов человека из биоптатов кожи пациентов.For subsequent transfection with a biologically active gene therapeutic substance containing one of the SOD2 cDNA variants of Example 3, primary cultures of human fibroblasts are grown from biopsy samples of the patient’s skin.

Используя устройство для взятия биопсии кожи Epitheasy 3.5 (MedaxSRL) берут образец биоптата кожи из зоны, защищенной от действия ультрафиолета, например за ушной раковиной или с боковой внутренней поверхности в зоне локтевого сустава, размером около 3 мм, массой - до 20 мг. Кожу пациента предварительно промывали стерильным физиологическим раствором и анестезировали раствором лидокаина. Выращивание первичной культуры клеток осуществляют на чашках Петри при 37°С в атмосфере, содержащей 5% CO2 в среде DMEM с 10% фетальной телячьей сывороткой и ампициллином 100 Ед/мл. Трипсинизацию и пересев производят каждые 5 дней, для трипсинизации клетки промывали раствором PBS и инкубировали 30 минут при 37°С в растворе, содержащем 0.05% трипсина и 1 мМ ЭДТА. Для нейтрализации трипсина к клеткам добавляли 5 мл культуральной среды и центрифугировали суспензию при 600 об/мин 5 минут. Рост культуры фибробластов после 4-5 пассажей осуществляли в культуральных флаконах емкостью 75 мл в среде, содержащей 10 г/л DMEM, 3.7 г/л Na2CO3, 2.4 г/л HEPES, 10% фетальной сыворотки и 100 Ед/мл ампициллина. Смену культуральной среды осуществляли каждые 2 дня. Общая продолжительность роста культуры не превышала 25-30 дней. Из культуры клеток отбирали аликвоту, содержащую 106 клеток.Using a skin biopsy device, Epitheasy 3.5 (MedaxSRL) takes a biopsy sample of the skin from a zone protected from ultraviolet radiation, for example behind the auricle or from the side inner surface in the area of the elbow joint, about 3 mm in size, weighing up to 20 mg. The patient’s skin was pre-washed with sterile saline and anesthetized with lidocaine solution. The primary cell culture was grown on Petri dishes at 37 ° C in an atmosphere containing 5% CO 2 in DMEM medium with 10% fetal calf serum and ampicillin 100 U / ml. Trypsinization and reseeding is performed every 5 days; for trypsinization, the cells were washed with PBS and incubated for 30 minutes at 37 ° C in a solution containing 0.05% trypsin and 1 mM EDTA. To neutralize trypsin, 5 ml of culture medium was added to the cells and the suspension was centrifuged at 600 rpm for 5 minutes. The growth of fibroblast culture after 4-5 passages was carried out in 75 ml culture bottles in a medium containing 10 g / l DMEM, 3.7 g / l Na 2 CO 3 , 2.4 g / l HEPES, 10% fetal serum and 100 U / ml ampicillin . The culture medium was changed every 2 days. The total duration of culture growth did not exceed 25-30 days. An aliquot containing 10 6 cells was selected from the cell culture.

Часть культуры фибробластов, предназначенную для выделения РНК с последующим анализом транскрипции гена SOD2, центрифугировали при 1000 об/мин 20 минут и дважды отмывали в буферном растворе PBS центрифугированием при 600 об/мин в течение 5 минут. Затем клетки ресуспендировали в 1.5 мл стабилизирующего реагента RNAlater и хранили при 4°С в течение 10 дней для последующего выделения РНК.The part of the fibroblast culture intended for RNA isolation followed by SOD2 gene transcription analysis was centrifuged at 1000 rpm for 20 minutes and washed twice in PBS buffer by centrifugation at 600 rpm for 5 minutes. Then the cells were resuspended in 1.5 ml of the stabilizing reagent RNAlater and stored at 4 ° C for 10 days for subsequent RNA isolation.

Выделение РНК проводили с помощью набора RNeasyMiniKit. (Qiagen, Germany). Выделенную РНК анализировали спектрофотометрически, измеряя соотношение оптической плотности при 260 и 280 нм, а также с помощью капиллярного электрофореза на приборе QIAxcel (Qiagen, Germany), используя картридж RNA Qiality Control. Для дальнейшей работы использовали только те образцы, для которых общее количество выделенной РНК было не менее 50 мкг РНК, соотношение D260: D280 - не менее 1,8, а соотношение полос 28S: 18S на капиллярном электрофорезе - не ниже 1:1.RNA isolation was performed using the RNeasyMiniKit kit. (Qiagen, Germany). The isolated RNA was analyzed spectrophotometrically, measuring the ratio of optical density at 260 and 280 nm, as well as by capillary electrophoresis on a QIAxcel instrument (Qiagen, Germany) using an RNA Qiality Control cartridge. For further work, we used only those samples for which the total amount of isolated RNA was not less than 50 μg RNA, the ratio of D260: D280 was not less than 1.8, and the ratio of the 28S: 18S bands on capillary electrophoresis was not less than 1: 1.

Синтез суммарной кДНК первой цепи проводили, используя обратную транскриптазу RevertAid (Thermo Scientific, USA), согласно рекомендациям изготовителя. 1-2 мкг суммарной РНК использовали в качестве матрицы для синтеза первой цепи кДНК. В реакционную смесь для проведения обратной транскрипции вносили 100-200 ед. обратной транскриптазы и 10 пМ случайного 9-нуклеотидного праймера.The synthesis of total cDNA of the first strand was carried out using RevertAid reverse transcriptase (Thermo Scientific, USA), according to the manufacturer's recommendations. 1-2 μg of total RNA was used as a template for the synthesis of the first cDNA strand. 100-200 units were added to the reaction mixture for reverse transcription. reverse transcriptase and 10 pM random 9-nucleotide primer.

Пример 6.Example 6

Анализ эндогенной экспрессии гена SOD2 в культуре первичных фибробластов.Analysis of endogenous SOD2 gene expression in primary fibroblast culture.

Анализ транскрипции гена SOD2 из генома фибробластов проводят с целью последующего корректного определения генно-терапевтического эффекта после трансфекции этих клеток генетическими конструкциями с кДНК гена SOD2.An analysis of the transcription of the SOD2 gene from the fibroblast genome is carried out with the aim of subsequent correct determination of the gene therapeutic effect after transfection of these cells with genetic constructs with cDNA of the SOD2 gene.

Для анализа используют клеточные линии фибробластов кожи, фибробласты с низкой экспрессией гена SOD2 и фибробласты с нормальной экспрессией гена SOD2, из которых выделяют РНК по стандартной методике (Маниатис Т. и др. Молекулярное клонирование. М., Мир, 1984).For analysis, skin fibroblast cell lines, fibroblasts with low SOD2 gene expression, and fibroblasts with normal SOD2 gene expression are used, from which RNA is isolated by a standard method (T. Maniatis et al. Molecular Cloning. M., Mir, 1984).

Выделенную РНК анализируют методом ПЦР в режиме реального времени (SYBR GreenRealTimePCR). Для амплификации кДНК, специфичной для гена SOD2, используют прямой праймер SOD2FA1 5'-CTGATTTGGACAAGCAGCAA-3' и обратный праймер SOD2-RA1 5'-CTGGACAAACCTCAGCCCTA-3'. Длина продукта амплификации - 199 нуклеотидов. В качестве референтного гена используют ген бета-2-микроглобулина В2М, уровень экспрессии которого в фибробластах сопоставим с таковым в норме для гена SOD2.Isolated RNA is analyzed by real-time PCR (SYBR GreenRealTimePCR). For amplification of the cDNA specific for the SOD2 gene, the direct primer SOD2FA1 5'-CTGATTTGGACAAGCAGCAA-3 'and the reverse primer SOD2-RA1 5'-CTGGACAAACCTCAGCCCTA-3' are used. The length of the amplification product is 199 nucleotides. As a reference gene, the beta-2-microglobulin B2M gene is used, the expression level of which in fibroblasts is comparable to that normal for the SOD2 gene.

ПЦР-амплификацию проводят с помощью набора реагентов SYBR GreenQuantitect RT-PCR Kit (Qiagen, USA) или другого набора для ПЦР в режиме реального времени в 20 мкл амплификационной смеси, содержащей: 25 мкл QuantiTect SYBR Green RT-PCR MasterMix, 2,5 mM хлорида магния, по 0,5 мкМ каждого прймера, 5 мкл суммарной РНК. Реакцию осуществляют на амплификаторе CFX96 (Bio-Rad, USA) при следующих условиях: 1 цикл обратной транскрипции при 50°С 30 минут, денатурация 98°С - 15 мин., затем 40 циклов, включающих денатурацию 94°С - 15 сек., отжиг праймеров 60°С - 30 сек. и элонгацию 72°С - 30 сек.PCR amplification is performed using the SYBR GreenQuantitect RT-PCR Kit (Qiagen, USA) or another real-time PCR kit in 20 μl amplification mixture containing: 25 μl QuantiTect SYBR Green RT-PCR MasterMix, 2.5 mM magnesium chloride, 0.5 μm of each primer, 5 μl of total RNA. The reaction is carried out on a CFX96 amplifier (Bio-Rad, USA) under the following conditions: 1 reverse transcription cycle at 50 ° C for 30 minutes, denaturation 98 ° C for 15 minutes, then 40 cycles including denaturation 94 ° C for 15 seconds, primer annealing at 60 ° C for 30 sec. and elongation of 72 ° C for 30 sec.

В качестве положительного контроля используют концентрацию ампликонов, получаемых при ПЦР на матрицах, представляющих собой плазмиды в известных концентрациях, содержащие последовательности кДНК генов SOD2 и В2М. В качестве отрицательного контроля используют деионизированную воду (кривые накопления ПЦР продуктов отрицательного и положительных контролей для упрощения визуализации на фигуре 8 не показаны).As a positive control, the concentration of amplicons obtained by PCR on matrices representing plasmids at known concentrations containing cDNA sequences of the SOD2 and B2M genes is used. As a negative control, deionized water is used (PCR accumulation curves of the products of negative and positive controls are not shown in FIG. 8 to simplify visualization).

Количество ПЦР продуктов - кДНК генов SOD2 и В2М, полученных в результате амплификации, оценивают в режиме реального времени с помощью программного обеспечения амплификатора Bio-RadCFXManager 2.1.The amount of PCR products - cDNA of the SOD2 and B2M genes obtained as a result of amplification, is estimated in real time using the Bio-RadCFXManager 2.1 amplifier software.

По итогам анализа экспрессии гена SOD2 в разных культурах фибробластов (с низкой экспрессией гена SOD2 и с нормальной экспрессией гена SOD2) были отобраны клоны от пациентов одного возраста и одного типа старения, в которых количество ПЦР-продукта, соответствующего кДНК гена SOD2, была в 10-20 раз ниже таковой кДНК гена В2М. Кривые накопления специфических ПЦР-продуктов приведены на фигуре 8.Based on the analysis of SOD2 gene expression in different fibroblast cultures (with low SOD2 gene expression and normal SOD2 gene expression), clones were selected from patients of the same age and type of aging, in which the amount of PCR product corresponding to the SOD2 gene cDNA was 10 -20 times lower than that of the B2M gene cDNA. The accumulation curves of specific PCR products are shown in figure 8.

Пример 7.Example 7

Трансфекция клеточной культуры фибробластов со сниженной экспрессией гена SOD2 биологически активной генно-терапевтической субстанцией с целью подтверждения увеличения экспрессии гена SOD2 в культуре данных клеток.Transfection of a fibroblast cell culture with reduced expression of the SOD2 gene by a biologically active gene therapeutic substance in order to confirm an increase in the expression of the SOD2 gene in the culture of these cells.

Для оценки эффективности биологически активной генно-терапевтической субстанции, содержащей немодифицированную кДНК гена SOD2 по примеру 3, этой биологически активной генно-терапевтической субстанцией трансфицируют первичную культуру фибробластов человека со сниженной экспрессией гена SOD2, отобранную по примеру 6.To evaluate the effectiveness of a biologically active gene therapeutic substance containing the unmodified cDNA of the SOD2 gene according to Example 3, this biologically active gene therapeutic substance is transfected with a primary human fibroblast culture with reduced SOD2 gene expression selected in Example 6.

Данную культуру фибробластов выращивают в культуральных флаконах (25 см2) до момента, когда клетки покрывают 50-70% поверхности флакона. Полученные клетки трансфицируют биологически активной генно-терапевтической субстанцией на основе pCMV6- SOD2 SEQ ID No:1 в присутствии транспортной молекулы (например, дендримера) и вектором pCMV6-XL5 в качестве контроля.This fibroblast culture is grown in culture bottles (25 cm 2 ) until the cells cover 50-70% of the surface of the bottle. The obtained cells are transfected with a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 1 in the presence of a transport molecule (for example, dendrimer) and pCMV6-XL5 vector as a control.

6-луночный планшет с DMEM-средой с 10% фетальной телячьей сывороткой (1.6 мл в лунке) засевали фибробластами из расчета 1-4×105 клеток на лунку. Инкубировали клетки в течение 18 часов при 37°С и в атмосфере, содержащей 5% CO2. Затем 2 мкг плазмидной ДНК растворяли в среде DMEM без сыворотки с буфером Трис-HCl 20 мМ с 1 мМ ЭДТА, рН 7-8 (минимальная концентрация ДНК - 0.1 мкг/мкл). Конечный объем смеси составлял 100 мкл.A 6-well plate with DMEM medium with 10% fetal calf serum (1.6 ml per well) was seeded with fibroblasts at a rate of 1-4 × 10 5 cells per well. Cells were incubated for 18 hours at 37 ° C and in an atmosphere containing 5% CO 2 . Then, 2 μg of plasmid DNA was dissolved in serum-free DMEM with Tris-HCl buffer 20 mM with 1 mM EDTA, pH 7-8 (minimum DNA concentration - 0.1 μg / μl). The final volume of the mixture was 100 μl.

В качестве транспортной молекулы использовали раствор дендримера SuperFect Transfection Reagent 6-го поколения (Qiagen, Германия).The 6th generation SuperFect Transfection Reagent dendrimer solution (Qiagen, Germany) was used as a transport molecule.

Приготовление комплекса ДНК-дендример проводили по методике производителя (QIAGEN, SuperFect Transfection Reagent Handbook, 2002) с некоторыми изменениями: к 15 мкл раствора дендримера (с концентрацией 3 мкг/мкл) добавляли 5 мкл (с концентрацией 0,5 мкг/мкл) раствора плазмидной ДНК и тщательно перемешивали. Затем инкубировали смесь ДНК с дендримером в течение 5-10 минут при температуре 15-25°С.Preparation of the DNA dendrimer complex was carried out according to the manufacturer's method (QIAGEN, SuperFect Transfection Reagent Handbook, 2002) with some changes: 5 μl (with a concentration of 0.5 μg / μl) was added to 15 μl of the dendrimer (with a concentration of 3 μg / μl) plasmid DNA and mixed thoroughly. Then the DNA mixture with the dendrimer was incubated for 5-10 minutes at a temperature of 15-25 ° C.

Из лунок планшета с клеточной культурой осторожно отбирали среду (не нарушая клеточного слоя) и промывали клетки 3 мл буфера PBS. К раствору, содержащему комплексы ДНК-дендример, добавляли 600 мкл среды DMEM с фетальной сывороткой и переносили эту смесь в лунки планшета с клетками. Клетки инкубировали с комплексами 2-3 часа при 37°С и в атмосфере, содержащей 5% CO2. Затем осторожно удаляли среду и промывали клеточный слой 3 мл буфера PBS. Затем добавляли культуральную среду и инкубировали 24-48 часов при 37°С и в атмосфере, содержащей 5% CO2, после чего оценивали уровень кДНК гена SOD2 и контрольной кДНК гена В2М с помощью амплификации в режиме реального времени как описано в примере 6. Результаты анализа приведены на фигуре 9.Medium was carefully selected from the wells of the cell culture plate (without disturbing the cell layer) and the cells were washed with 3 ml PBS buffer. To a solution containing DNA dendrimer complexes, 600 μl of fetal serum DMEM medium was added and the mixture was transferred to the wells of a cell plate. Cells were incubated with complexes for 2-3 hours at 37 ° C and in an atmosphere containing 5% CO 2 . Then the medium was carefully removed and the cell layer was washed with 3 ml of PBS buffer. Then, the culture medium was added and incubated for 24-48 hours at 37 ° C and in an atmosphere containing 5% CO 2 , after which the SOD2 gene cDNA and the B2M control cDNA were evaluated using real-time amplification as described in Example 6. Results analysis are shown in figure 9.

Из графиков следует, что в случае трансфекции вектором без вставки кДНК гена SOD2 уровень кДНК гена SOD2 в фибробластах не изменился, а в случае трансфекции вектором с кДНК SOD2 - уровень кДНК фибробластов со сниженной экспрессией гена SOD2 многократно увеличился (до уровня выше уровня кДНК гена SOD2 в нормальных фибробластах).From the graphs it follows that in the case of transfection with a vector without insertion of the SOD2 cDNA gene, the level of SOD2 cDNA in fibroblasts did not change, and in the case of transfection with a SOD2 cDNA vector, the level of fibroblast cDNA with reduced SOD2 gene expression increased significantly (to a level higher than the SOD2 cDNA level in normal fibroblasts).

Показано, что в клетках трансфицированных биологически активной генно-терапевтической субстанцией на основе pCMV6-SOD2SEQIDNo1 наблюдается увеличение экспрессии целевого гена SOD2It was shown that in cells transfected with a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6-SOD2SEQIDNo1, an increase in the expression of the target SOD2 gene is observed

Пример 8.Example 8

Трансфекция клеточной культуры фибробластов с нормальной экспрессией гена SOD2 биологически активной генно-терапевтической субстанцией с кДНК гена SOD2 с целью подтверждения увеличения при этом активности белка супероксиддисмутазы-2 в культуре данных клеток.Transfection of a fibroblast cell culture with normal SOD2 gene expression by a biologically active gene therapeutic substance with SOD2 cDNA to confirm an increase in the activity of superoxide dismutase-2 protein in the culture of these cells.

Для оценки изменения уровня активности белка супероксиддисмутазы-2 в культуре фибробластов, использовали три варианта клеточной культуры - нетрансфицированные фибробласты, обработанные водным раствором дендримеров (А), трансфицированные векторной плазмидой, например, pCDNA 3.1(+), не содержащей кДНК гена SOD2 (В) и трансфицированные биологически активной генно-терапевтической субстанцией на основе той же самой векторной плазмиды, содержащей кДНК гена SOD2 - pCDNA 3.1SOD2 SEQ ID No:1(C). Трансфекцию клеток биологически активной генно-терапевтической субстанцией на основе pCDNA 3.1SOD2 SEQ ID No:1 и вектором pCDNA 3.1(+) в присутствии транспортных молекул (дендримеров) проводят как описано в примере 7.To assess the change in the level of activity of superoxide dismutase-2 protein in a fibroblast culture, three cell culture variants were used - untransfected fibroblasts treated with an aqueous solution of dendrimers (A) transfected with a vector plasmid, for example, pCDNA 3.1 (+), which does not contain the SOD2 gene cDNA (B) and transfected with a biologically active gene therapeutic substance based on the same vector plasmid containing the cDNA of the SOD2 gene - pCDNA 3.1SOD2 SEQ ID No: 1 (C). Transfection of cells with a biologically active gene therapeutic substance based on pCDNA 3.1SOD2 SEQ ID No: 1 and pCDNA 3.1 (+) vector in the presence of transport molecules (dendrimers) is carried out as described in example 7.

Клеточный осадок, соответствующий 2×106 клеток промывали фосфатным буфером и ресуспендировали во льду в лизирующем буфере, содержащем 25 мМ ХЕПЕС рН 7.9, 100 мМ NaCl, 1 мМ ЭДТА, 1% Тритон Х-100, 10% глицерин и 1 мМ фенилметилсульфонилфторид. Лизат центрифугировали 5 минут при 14000 об/мин.A cell pellet corresponding to 2 × 10 6 cells was washed with phosphate buffer and resuspended in ice in a lysis buffer containing 25 mM HEPES pH 7.9, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1% Triton X-100, 10% glycerol and 1 mM phenylmethylsulfonyl fluoride. The lysate was centrifuged for 5 minutes at 14,000 rpm.

Активность белка супероксиддисмутазы-2 определяли непрямым колориметрическим методом с помощью набора SOD Assay Kit-WST (Sigma-Aldrich, USA). Принцип метода состоит в том, что супероксиддисмутаза-2 снижает концентрацию супероксид-аниона, что приводит к ингибированию реакции с участием супероксид-аниона и, следовательно, к уменьшению интенсивности окраски анализируемого раствора, содержащего краситель WST-1 с максимумом поглощения при 440 нм.The activity of superoxide dismutase-2 protein was determined by the indirect colorimetric method using the SOD Assay Kit-WST kit (Sigma-Aldrich, USA). The principle of the method is that superoxide dismutase-2 reduces the concentration of superoxide anion, which leads to inhibition of the reaction involving superoxide anion and, consequently, to a decrease in the color intensity of the analyzed solution containing WST-1 dye with an absorption maximum at 440 nm.

Анализ проводили по методике, рекомендуемой производителем. Из графика, приведенного на фигуре 10, следует, что лизат культуры клеток, трансфицированных биологически активной генно-терапевтической субстанцией на основе pCDNA 3.1SOD2SEQIDNo1, ингибирует цветную реакцию полностью без разведения и при разведении 1:10. Таким образом показано, что транфекция фибробластов полученной биологически активной генно-терапевтической субстанцией, несущей кДНК гена SOD2, приводит к повышению активности супероксиддисмутазы-2 в клетках фибробластов.The analysis was carried out according to the method recommended by the manufacturer. From the graph shown in figure 10, it follows that the lysate culture of cells transfected with a biologically active gene therapeutic substance based on pCDNA 3.1SOD2SEQIDNo1, inhibits the color reaction completely without dilution and at a dilution of 1:10. Thus, it was shown that transfection of fibroblasts with a biologically active gene therapeutic substance carrying the cDNA of the SOD2 gene leads to an increase in the activity of superoxide dismutase-2 in fibroblast cells.

Пример 9.Example 9

Введение в кожу человека клеточной культуры фибробластов, трансфицированной биологически активной генно-терапевтической субстанцией с кДНК гена SOD2 с целью подтверждения увеличения после этого активности белка супероксиддисмутазы-2 в биоптате кожи человека.The introduction into the human skin of a cell culture of fibroblasts transfected with a biologically active gene therapeutic substance with cDNA of the SOD2 gene in order to confirm the increase after this activity of superoxide dismutase-2 protein in a biopsy of human skin.

С целью анализа изменения активности белка супероксиддисмутазы-2 в тканях человека пациентам в кожу предплечья вводили три варианта культуры аутологичных фибробластов - нетрансфицированных (А), трансфицированных вектором без вставки, например, pCMV6-XL5 (В) и модифицированный биологически активной генно-терапевтической субстанцией на основе рСМV6- SOD2 SEQ ID No:7(C) в комбинации с транспортными молекулами - липосомами TRANSFAST ТМ Transfection Reagent (PROMEGA, USA),In order to analyze the changes in the activity of superoxide dismutase-2 protein in human tissues, three variants of autologous fibroblast culture were introduced into the skin of the forearm: untransfected (A), transfected with a vector without an insert, for example, pCMV6-XL5 (B) and modified with a biologically active gene therapeutic substance on based on pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 7 (C) in combination with transport molecules - liposomes TRANSFAST ТМ Transfection Reagent (PROMEGA, USA),

Приготовление суспензии липосом проводили по методике производителя (Promega, TransFast Transfection Reagent, Instruction for Use of Product, E2431) с некоторыми изменениями: к 0,4 мг порошка липосом добавляли 0,4 мл стерильной воды степени очистки Nuclease-Free. Суспензию хорошо перемешивали взбалтыванием. Полученный полупродукт суспензии липосом выдерживали в течение 18 часов при температуре - 20°С, затем оттаивали при комнатной температуре, ресуспендировали встряхиванием или на настольном миксере типа «ВОРТЕКС».The suspension of liposomes was prepared according to the manufacturer's method (Promega, TransFast Transfection Reagent, Instruction for Use of Product, E2431) with some changes: 0.4 ml of Nuclease-Free sterile water was added to 0.4 mg of liposome powder. The suspension was mixed well by shaking. The resulting intermediate product of the suspension of liposomes was kept for 18 hours at a temperature of -20 ° C, then thawed at room temperature, resuspended by shaking or on a table mixer type "VORTEX".

Для приготовления комплекса ДНК-липосомы к 400 мкл раствора липосом (с концентрацией 1 мг/мл) добавляли 400 мкл раствора плазмидной ДНК (с концентрацией 150 мкг/мл) и тщательно перемешивали. Затем инкубировали смесь ДНК с липосомами в течение 5-10 минут при температуре 15-25°С и использовали далее в качестве биологически активной генно-терапевтической субстанции.To prepare the DNA liposome complex, 400 μl of plasmid DNA solution (with a concentration of 150 μg / ml) was added to 400 μl of liposome solution (with a concentration of 1 mg / ml) and mixed thoroughly. Then the mixture of DNA with liposomes was incubated for 5-10 minutes at a temperature of 15-25 ° C and was further used as a biologically active gene therapeutic substance.

Для последующей трансфекции биологически активной генно-терапевтической субстанцией выращивают первичные культуры фибробластов человека из биоптатов кожи пациентов по примеру 5.For subsequent transfection with a biologically active gene-therapeutic substance, primary cultures of human fibroblasts are grown from biopsy samples of the skin of patients according to Example 5.

Для трансфекции из лунок планшета с клеточной культурой осторожно отбирали среду (не нарушая клеточного слоя) и промывали клетки 3 мл буфера PBS. К раствору, содержащему комплексы ДНК-липосомы, добавляли 600 мкл среды DMEM с фетальной сывороткой и переносили эту смесь в лунки планшета с клетками. Клетки инкубировали с комплексами 2-3 часа при 37°С и в атмосфере, содержащей 5% CO2. Затем осторожно удаляли среду и промывали клеточный слой 3 мл буфера PBS. Затем добавляли культуральную среду и инкубировали 24-48 часов при 37°С в атмосфере, содержащей 5% CO2.For transfection, the medium was carefully selected from the wells of a cell culture plate (without disturbing the cell layer) and the cells were washed with 3 ml of PBS buffer. To a solution containing DNA liposome complexes, 600 μl of fetal serum DMEM medium was added and the mixture was transferred to the wells of a cell plate. Cells were incubated with complexes for 2-3 hours at 37 ° C and in an atmosphere containing 5% CO 2 . Then the medium was carefully removed and the cell layer was washed with 3 ml of PBS buffer. Then, the culture medium was added and incubated for 24-48 hours at 37 ° C in an atmosphere containing 5% CO 2 .

Часть клеточной культуры центрифугировали при 700 об/мин, дважды отмывали клетки физиологическим раствором, ресуспендировали в физиологическом растворе из расчета 1 млн клеток в 200 мкл и использовали для введения пациенту. Введение осуществляли тоннельным методом иглой 30G на глубину 3 мм. Очаги введения культур фибробластов располагались на расстоянии 3-5 см друг от друга. Активность супероксиддисмутазы-2 оценивали в лизатах биоптатов кожи пациента непрямым колориметрическим методом с помощью набора SOD Assay Kit-WST (Sigma-Aldrich, USA) как описано в примере 8. Биопсийные образцы брали на 3 сутки после введения суспензии фибробластов. Взятие биопсии осуществляли из участков введения суспензии фибробластов, а также из интактной кожи, используя устройство для взятия биопсии кожи Epitheasy 3.5 (MedaxSRL). Кожу пациента предварительно промывали стерильным физиологическим раствором и анестезировали раствором лидокаина. Размер биопсийного образца был около 3 мм, масса - до 20 мг. Образец помещали в буферный раствор, содержащий 50 мМ Трис-HCl рН 7.6, 100 мМ NaCl, 1 мМ ЭДТА и 1 мМ фенилметилсульфонилфторид, и гомогенизировали до получения однородной суспензии. Полученную суспензию центрифугировали в течение 10 минут при 14000 об/мин.Part of the cell culture was centrifuged at 700 rpm, the cells were washed twice with physiological saline, resuspended in physiological saline at the rate of 1 million cells in 200 μl and used for administration to the patient. The introduction was carried out by the tunnel method with a 30G needle to a depth of 3 mm. Foci of introducing fibroblast cultures were located at a distance of 3-5 cm from each other. The activity of superoxide dismutase-2 was evaluated in the biopsy samples of the patient’s skin using an indirect colorimetric method using the SOD Assay Kit-WST kit (Sigma-Aldrich, USA) as described in Example 8. Biopsy samples were taken 3 days after the injection of the fibroblast suspension. A biopsy was performed from the injection sites of the fibroblast suspension, as well as from the intact skin, using an Epitheasy 3.5 skin biopsy device (MedaxSRL). The patient’s skin was pre-washed with sterile saline and anesthetized with lidocaine solution. The size of the biopsy sample was about 3 mm, and the mass was up to 20 mg. The sample was placed in a buffer solution containing 50 mM Tris-HCl pH 7.6, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA and 1 mM phenylmethylsulfonyl fluoride, and homogenized to obtain a uniform suspension. The resulting suspension was centrifuged for 10 minutes at 14,000 rpm.

Как видно из фигуры 11, в коже пациента в области введения фибробластов, трансфицированных биологически активной генно-терапевтической субстанцией на основе pCMV6- SOD2 SEQ ID No: 7, произошло увеличение активности белка супероксиддисмутазы-2, тогда как при введении контрольных культур фибробластов (нетрансфицированных и трансфицированных вектором без вставки кДНК гена SOD2 pCMV6-XL5) активность белка супероксиддисмутазы-2 в коже не изменялась.As can be seen from figure 11, in the skin of the patient in the area of administration of fibroblasts transfected with a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6-SOD2 SEQ ID No: 7, the activity of superoxide dismutase-2 protein increased, whereas when control cultures of fibroblasts (untransfected and transfected with a vector without insertion of cDNA of the SOD2 pCMV6-XL5 gene) the activity of superoxide dismutase-2 protein in the skin did not change.

Таким образом, показана эффективность биологически активной генно-терапевтической субстанции, несущей модифицированную кДНК гена SOD2: трансфекция фибробластов полученной биологически активной генно-терапевтической субстанцией, несущей модифицированную кДНК гена SOD2, приводит к повышению активности белка супероксиддисмутазы-2 в клетках фибробластов.Thus, the effectiveness of a biologically active gene therapeutic substance carrying a modified SOD2 gene cDNA has been shown: transfection of fibroblasts with a biologically active gene therapeutic substance carrying a modified SOD2 gene cDNA leads to an increase in the activity of superoxide dismutase-2 protein in fibroblast cells.

Пример 10.Example 10

Трансфекция культур фибробластов из биоптатов группы различных пациентов биологически активными генно-терапевтическими субстанциями, содержащими модифицированные и нативную к ДНК SOD2.Transfection of fibroblast cultures from biopsies of a group of different patients with biologically active gene therapeutic substances containing modified and native to SOD2 DNA.

С целью подтверждения индивидуального характера увеличения активности белка супероксиддисмутазы-2 до различного уровня при трансфекции клеточных культур фибробластов пациентов биологически активными генно-терапевтическими субстанциями с модифицированными и нативной кДНК гена SOD2 анализировали уровень активности белка супероксиддисмутазы-2 в клеточных лизатах фибробластов, трансфицированных разными биологически активными генно-терапевтическими субстанциями по примеру 3, содержащими модифицированные и нативную кДНК SOD2 в группе пациентов в зависимости от наличия и типа модификаций в кДНК гена SOD2.In order to confirm the individual nature of the increase in the activity of superoxide dismutase-2 protein to various levels during transfection of cell cultures of fibroblasts of patients with biologically active gene therapeutic substances with modified and native cODA of the SOD2 gene, the level of activity of superoxide dismutase-2 protein in cell lysates of fibroblasts transfected with different biologically active genes was analyzed -therapeutic substances according to example 3, containing modified and native SOD2 cDNA in the pa cents depending on the presence and type of modifications in the cDNA of the SOD2 gene.

Последовательность нативной кДНК SOD2 приведена на фигуре 1, SEQ ID No:1., последовательности модифицированных кДНК SOD2 приведены на фигуре 2-7 (SEQ ID No:2. SEQ ID No:3. SEQ ID No:4, SEQ ID No:5, SEQ ID No:6, SEQ ID No:7).The sequence of native SOD2 cDNA is shown in Figure 1, SEQ ID No: 1., The sequences of modified SOD2 cDNA are shown in Figure 2-7 (SEQ ID No: 2. SEQ ID No: 3. SEQ ID No: 4, SEQ ID No: 5 , SEQ ID No: 6, SEQ ID No: 7).

Вырастили культуры фибробластов из однотипных биоптатов кожи, отобранных из зоны внутренней боковой поверхности в области локтевого сустава 20 пациентов, выбранных случайным образом по примеру 5, отобрали аликвоты и оценили уровень супероксиддисмутазы-2 в клеточных лизатах. Клеточный осадок, соответствующий 2×106 клеток, промывали фосфатным буфером и ресуспендировали во льду в лизирующем буфере, содержащем 25 мМ ХЕПЕС рН 7.9, 100 мМ NaCl, 1 мМ ЭДТА, 1% Тритон Х-100, 10% глицерин и 1 мМ фенилметилсульфонилфторид. Лизат центрифугировали 5 минут при 14000 об/мин, концентрацию белка в супернатанте определяли методом Брэдфорда ([Bradford М.М. (1976) Anal. Biochem. 72: 248-254.]).Fibroblast cultures were grown from the same skin biopsy samples taken from the area of the inner lateral surface in the elbow joint of 20 patients randomly selected in Example 5, aliquots were selected and the level of superoxide dismutase-2 in cell lysates was evaluated. A cell pellet corresponding to 2 × 10 6 cells was washed with phosphate buffer and resuspended in ice in a lysis buffer containing 25 mM HEPES pH 7.9, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1% Triton X-100, 10% glycerol and 1 mM phenylmethylsulfonyl fluoride . The lysate was centrifuged for 5 minutes at 14,000 rpm, the protein concentration in the supernatant was determined by the Bradford method ([Bradford M.M. (1976) Anal. Biochem. 72: 248-254.]).

Затем каждую из 20-ти культур фибробластов разделили на 8 частей. Одну часть, обозначенную (А), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:1, содержащей немодифицированную к ДНК SOD2 (SEQ ID No:1.) по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. Вторую часть, обозначенную (В), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:2, содержащей вариант 1 модифицированной кДНК SOD2 (SEQ ID No:2.) по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 3-ю часть, обозначенную (С), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID NO:3, содержащей вариант 2 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:3 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 4-ю часть, обозначенную (D), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:4, содержащей вариант 3 модифицированной кДНК SOD2 (SEQ ID No:4.) по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 5-ю часть, обозначенную (Е), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:5, содержащей 4 вариант модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:5 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 6-ю часть, обозначенную (F), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:6, содержащей вариант 5 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:6.) по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 7-ю часть, обозначенную (G), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:7, содержащей вариант 6 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:7 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 8-ю часть, обозначенную (Н), трансфицировали по примеру 7 векторной плазмидой pCMV6-XL5, не содержащей кДНК SOD2 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9.Then, each of the 20 fibroblast cultures was divided into 8 parts. One part, designated (A), was transfected according to Example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the vector pCMV6-SEQ ID No: 1, containing SOD2 unmodified to DNA (SEQ ID No: 1.) According to Example 3 in combination with transport molecules - liposomes according to example 9. The second part, designated (B), was transfected according to example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the vector pCMV6-SEQ ID No: 2, containing variant 1 of the modified SOD2 cDNA (SEQ ID No: 2.) according to example 3 in combination with transport molecules - liposomes according to example 9. 3rd the part indicated by (C) was transfected in accordance with Example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the pCMV6-SEQ ID NO: 3 vector containing variant 2 of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 3 according to Example 3 in combination with liposome transport molecules according to example 9. The 4th part, indicated by (D), was transfected according to example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the vector pCMV6-SEQ ID No: 4 containing variant 3 of the modified SOD2 cDNA (SEQ ID No: 4.) according to Example 3 in combination with transport molecules - liposomes according to example 9. 5th hour b, designated (E), was transfected in accordance with Example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the vector pCMV6-SEQ ID No: 5 containing 4 variants of the modified cODNA SOD2 SEQ ID No: 5 according to Example 3 in combination with transport molecules - liposomes according to Example 9. The 6th part, labeled (F), was transfected according to Example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the vector pCMV6-SEQ ID No: 6, containing variant 5 of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 6.) according to Example 3 in combination with transport molecules - liposomes according to example 9. 7th part, about the aforementioned (G) was transfected according to Example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the pCMV6-SEQ ID No: 7 vector containing variant 6 of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 7 according to Example 3 in combination with the liposome transport molecules of Example 9 The 8th part, designated (H), was transfected according to Example 7 with the vector plasmid pCMV6-XL5 not containing the SOD2 cDNA according to Example 3 in combination with the transport liposome molecules of Example 9.

Активность супероксиддисмутазы-2 определяли через 72 часа после трансфекции непрямым колориметрическим методом с помощью набора SOD AssayKit-WST (Sigma-Aldrich, USA). Анализ проводили по методике, рекомендуемой производителем. Предварительно проводили оценку степени ингибирования цветной реакции в зависимости от концентрации чистого препарата супероксиддисмутазы-2. Исходя из данных предыдущих экспериментов, описанных в примере 8, лизат разводили в 5 раз.Superoxide dismutase-2 activity was determined 72 hours after transfection with an indirect colorimetric method using the SOD AssayKit-WST kit (Sigma-Aldrich, USA). The analysis was carried out according to the method recommended by the manufacturer. Preliminarily, the degree of inhibition of the color reaction was evaluated depending on the concentration of the pure superoxide dismutase-2 preparation. Based on the data of previous experiments described in example 8, the lysate was diluted 5 times.

По итогам анализа уровня активности супероксиддисмутазы-2 выбрали показатели, касательно каждой части клеточной культуры от каждого пациента, продемонстрировавшие максимальные уровни активности супероксиддисмутазы-2 и объединили их в семь групп, исходя из следующего критерия:Based on the results of the analysis of the level of activity of superoxide dismutase-2, we selected indicators for each part of the cell culture from each patient, which showed the maximum levels of activity of superoxide dismutase-2 and combined them into seven groups, based on the following criterion:

В группе 1 максимальное ингибирование в лизате, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при трансфекции немодифицированной кДНК SOD2. В эту группу вошло 3 культуры из 20.In group 1, the maximum inhibition in the lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed upon transfection of unmodified SOD2 cDNA. This group included 3 out of 20 cultures.

В группе 2 максимальное ингибирование в лизате, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при трансфекции 1 вариантом модифицированной кДНК SOD2. В эту группу вошло 3 культуры из 20In group 2, the maximum inhibition in the lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed during transfection of 1 variant of modified SOD2 cDNA. This group includes 3 cultures out of 20

В группе 3 максимальное ингибирование в лизате, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при трансфекции 2 вариантом модифицированной кДНК SOD2. В эту группу вошло 2 культуры из 20.In group 3, the maximum inhibition in the lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed during transfection of 2 variant modified SOD2 cDNA. This group included 2 out of 20 cultures.

В группе 4 максимальное ингибирование в лизате, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2 наблюдалось при трансфекции 3 вариантом модифицированной кДНК SOD2. В эту группу вошли 2 культуры из 20.In group 4, the maximum inhibition in the lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed upon transfection of 3 variant modified SOD2 cDNA. This group included 2 out of 20 cultures.

В группе 5 максимальное ингибирование в лизате, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при трансфекции 4 вариантом модифицированной кДНК SOD2. В эту группу вошло 3 культуры из 20.In group 5, the maximum inhibition in the lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed during transfection with 4 variant modified SOD2 cDNA. This group included 3 out of 20 cultures.

В группе 6 максимальное ингибирование в лизате, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при трансфекции 5 вариантом модифицированной кДНК SOD2. В эту группу вошли 2 культуры из 20.In group 6, the maximum inhibition in the lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed during transfection with variant 5 of the modified SOD2 cDNA. This group included 2 out of 20 cultures.

В группе 7 максимальное ингибирование в лизате, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при трансфекции 6 вариантом модифицированной кДНК SOD2. В эту группу вошло 5 культур из 20.In group 7, the maximum inhibition in the lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed during transfection of 6 variant modified SOD2 cDNA. This group included 5 out of 20 cultures.

Ни в одной из клеточных культур не наблюдалось того, что максимальное ингибирование в лизате, соответствующее максимальной активности супероксиддисмутазы-2, присутствует при трансфекции вектором, не содержащим кДНК гена SOD2.None of the cell cultures was observed that the maximum inhibition in the lysate, corresponding to the maximum activity of superoxide dismutase-2, is present upon transfection with a vector that does not contain the cDNA of the SOD2 gene.

На фигуре 12 для каждой группы клеточных культур приведены диаграммы показателей ингибирования цветной реакции (усредненных в рамках группы, в случае, если в группу входит более одной клеточной культуры) применительно ко всем, участвующим в эксперименте активным генно-терапевтическим субстанциям, после трансфекции этих клеточных культур активными генно-терапевтическими субстанциями, содержащими модифицированные и нативную кДНК гена SOD2Figure 12 shows, for each group of cell cultures, charts of indicators of the inhibition of the color reaction (averaged within the group, if more than one cell culture is included in the group) for all active gene therapeutic substances participating in the experiment, after transfection of these cell cultures active gene-therapeutic substances containing modified and native cDNA of the SOD2 gene

Из данного примера следует, что достижение максимальной активности супероксиддисмутазы-2 в культурах фибробластов кожи различных пациентов при их трансфекции биологически активными генно-терапевтическими субстанциями, связано с индивидуальными особенностями пациентов и зависит от наличия и типа модификаций в кДНК гена SOD2, входящих в биологически активные генно-терапевтические субстанции.From this example, it follows that the achievement of the maximum activity of superoxide dismutase-2 in the skin fibroblast cultures of various patients upon their transfection with biologically active gene therapeutic substances is associated with the individual characteristics of the patients and depends on the presence and type of modifications of the SOD2 gene in the cDNA included in biologically active gene -therapeutic substances.

Каждая биологически активная генно-терапевтическая субстанция из линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций является эффективной в некоторой значительной группе пациентов. Следовательно, для выбора наиболее эффективной биологически активной генно-терапевтической субстанции из линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций для терапевтических целей необходимо предварительное персонализированное исследование биоптатов пациента, либо клеток, выращенных из этих биоптатов на предмет максимальной эффективности терапевтического воздействия, созданных биологически активных генно-терапевтических субстанций в рамках линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций.Each biologically active gene-therapeutic substance from the line of biologically active gene-therapeutic substances is effective in some significant group of patients. Therefore, in order to select the most effective biologically active gene-therapeutic substance from the line of biologically active gene-therapeutic substances for therapeutic purposes, a preliminary personalized study of the patient’s biopsy samples, or cells grown from these biopsy samples, is required for maximum therapeutic effect created by biologically active gene-therapeutic substances in the line of biologically active gene-therapeutic substances.

Пример 11.Example 11

Трансфекции клеточной культуры кератоцитов и эпителиальных клеток глаза биологически активной генно-терапевтической субстанцией без транспортной молекулы с целью подтверждения при этом увеличения экспрессии гена SOD2 в данных культурах клеток.Transfection of a cell culture of keratocytes and epithelial cells of the eye with a biologically active gene therapeutic substance without a transport molecule in order to confirm the increase in SOD2 gene expression in these cell cultures.

С целью выяснения эффективности биологически активной генно-терапевтической субстанции, содержащей кДНК SOD2, в различных типах клеток, трансфицировали кератоциты и эпителиальные клетки роговицы человека, без использования транспортных молекул.In order to determine the effectiveness of a biologically active gene therapeutic substance containing SOD2 cDNA in various types of cells, keratocytes and epithelial cells of the human cornea were transfected without using transport molecules.

Биопсийный материал из области лимба в виде круга диаметром 1-1.5 мм помещали в чашку Петри в сбалансированный солевой раствор Хэнкса, добавляли диспазу (20 мкл 25 ед/мл) и гентамицин и инкубировали 24 часа при 4°С. Затем отделяли эпителиальный слой от стромы и нарезали обе ткани кусочками 1-2 мм3.Biopsy material from the limb region in the form of a circle with a diameter of 1-1.5 mm was placed in a Petri dish in a balanced Hanks saline solution, dispase (20 μl 25 u / ml) and gentamicin were added and incubated for 24 hours at 4 ° C. Then the epithelial layer was separated from the stroma and both tissues were cut into pieces of 1-2 mm 3 .

Суспензию эпителиальных клеток получали путем инкубирования кусочков тканей в растворе Трипсин-ЭДТА в течение 15 минут при 37°С. Трипсинизацию останавливали добавлением соевого ингибитора трипсина в PBS. Клеточные суспензии отмывали центрифугированием при 700 об/мин и ресуспендировали в бессывороточной среде DMEM с гентамицином. Клетки растили в 25 см2 флаконах с 5 мл среды при 37°С и в атмосфере, содержащей 5% CO2. Через 24 часа среду с не прикрепившимися клетками удаляли и добавляли 5 мл свежей среды. Пересев производили каждые 7 дней в соотношении 1:2-1:3.A suspension of epithelial cells was obtained by incubating pieces of tissue in a solution of Trypsin-EDTA for 15 minutes at 37 ° C. Trypsinization was stopped by the addition of a soybean trypsin inhibitor in PBS. Cell suspensions were washed by centrifugation at 700 rpm and resuspended in serum-free DMEM with gentamicin. Cells were grown in 25 cm 2 vials with 5 ml of medium at 37 ° C and in an atmosphere containing 5% CO 2 . After 24 hours, non-adherent cells were removed and 5 ml of fresh medium was added. Reseeding was performed every 7 days in a ratio of 1: 2-1: 3.

Суспензию кератоцитов получали путем инкубирования в среде RPMI-1640 с коллагеназой 300 ед/мл в течение 2 часов. Затем отмывали клетки и ресуспендировали в среде DMEM с 20% телячьей сывороткой и антибиотиком-антимикотиком. Клетки растили в 25 см2 флаконах с 1 мл среды при 37°С и в атмосфере, содержащей 5% CO2. Пересев производили каждые 7 дней в соотношении 1:4.A keratocyte suspension was obtained by incubation in RPMI-1640 medium with collagenase 300 u / ml for 2 hours. Then the cells were washed and resuspended in DMEM medium with 20% calf serum and antibiotic-antimycotic. Cells were grown in 25 cm2 vials with 1 ml of medium at 37 ° C and in an atmosphere containing 5% CO 2 . Reseeding was performed every 7 days in a ratio of 1: 4.

Поскольку эффективность трансфекции кератоцитов низкая, использовали биологически активную генно-терапевтическую субстанцию на основе плазмиды pCMV6-Kan/Neo SOD2 SEQ ID No:2, содержащую дополнительный фактор селекции - ген neor, придающий устойчивость к антибиотику генетицину.Since the efficiency of keratocyte transfection is low, we used a biologically active gene therapeutic substance based on the plasmid pCMV6-Kan / Neo SOD2 SEQ ID No: 2, containing an additional selection factor, the neo r gene, which confers antibiotic resistance to geneticin.

Биологически активную генно-терапевтическую субстанцию добавляли к клеткам и инкубировали клетки 1 час при 37°С. После инкубации добавляли бессывороточную среду DMEM к эпителиальным клеткам и среду DMEM, содержащую 10% фетальной телячьей сыворотки к кератоцитам и продолжали инкубировать 24 часа. После 24-часового инкубирования клетки высевали в новую среду DMEM, содержащую 400 μg/mL фактора селекции - антибиотика G418 (Geneticin). Выжившие клетки культивировали в течение 2 недель в 25 см3 флаконах с 5 мл среды с G418. Всего выращивали 24 образца культур эпителиальных клеток и 24 образца культур кератоцитов.A biologically active gene therapeutic substance was added to the cells and the cells were incubated for 1 hour at 37 ° C. After incubation, serum-free DMEM medium was added to the epithelial cells and DMEM medium containing 10% fetal calf serum to keratocytes was continued and incubated for 24 hours. After a 24-hour incubation, the cells were seeded in a new DMEM medium containing 400 μg / mL of the selection factor antibiotic G418 (Geneticin). Surviving cells were cultured for 2 weeks in 25 cm 3 vials with 5 ml of G418 medium. A total of 24 samples of cultures of epithelial cells and 24 samples of cultures of keratocytes were grown.

Каждые 24 часа из каждой культуры отбирали аликвоту по 500 мкл суспензии с целью выделения РНК и анализа уровня специфической кДНК. Выделение РНК проводили с помощью набора RNeasyMiniKit (Qiagen, Germany). Образцы РНК были сгруппированы в 3 группы по 8 образцов с близкой концентрацией и объединены. Анализ уровня специфической кДНК гена SOD2 проводили с помощью амплификации в режиме реального времени по методике и с праймерами по примеру 6, используя набор реагентов iTaqUniversalSYBRGreenSupermix (Bio-Rad, USA), амплификатор CFX96 (Bio-RadUSA) и программное обеспечение Bio-RadCFXManager 2.1. Максимальное увеличение экспрессии (транскрипции) гена SOD2 наблюдали на 3 сутки для эпителиальных клеток и на 5 сутки - для кератоцитов.An aliquot of 500 μl of suspension was taken from each culture every 24 hours to isolate RNA and analyze the level of specific cDNA. RNA isolation was performed using the RNeasyMiniKit kit (Qiagen, Germany). RNA samples were grouped into 3 groups of 8 samples with a similar concentration and combined. The analysis of the level of specific cDNA of the SOD2 gene was performed using real-time amplification according to the procedure and with the primers of Example 6 using the iTaqUniversalSYBRGreenSupermix reagent kit (Bio-Rad, USA), CFX96 amplifier (Bio-RadUSA) and Bio-RadCFXManager 2.1 software. The maximum increase in the expression (transcription) of the SOD2 gene was observed on day 3 for epithelial cells and on day 5 for keratocytes.

На фигуре 13 приведены кривые накопления специфического продукта амплификации, соответствующего кДНК гена SOD2, в кератоцитах и эпителиальных клетках роговицы.The figure 13 shows the curves of accumulation of a specific amplification product corresponding to the cDNA of the SOD2 gene in keratocytes and epithelial cells of the cornea.

Показано, что в кератоцитах и эпителиальных клетках роговицы человека, трансфицированных биологически активной генно-терапевтической субстанцией на основе pCMV6- Kan/Neo SOD2 SEQ ID No:2, без транспортной молекулы, наблюдается усиление экспрессии целевого гена SOD2It has been shown that in keratocytes and epithelial cells of the human cornea transfected with a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6-Kan / Neo SOD2 SEQ ID No: 2, without a transport molecule, the expression of the target SOD2 gene is enhanced

Пример 12.Example 12

Трансфекции клеточной культуры хондробластов биологически активной генно-терапевтической субстанцией с целью подтверждения при этом увеличения экспрессии гена SOD2 в данных культуре клеток.Transfection of a cell culture of chondroblasts with a biologically active gene therapeutic substance in order to confirm the increase in SOD2 gene expression in these cell cultures.

С целью выяснения эффективности биологически активной генно-терапевтической субстанции, содержащей кДНК гена SOD2, в различных типах клеток, а также с целью оценки влияния транспортной молекулы на успешность трансфекции этой субстанцией - трансфицировали хондробласты человека, используя в качестве транспортной молекулы амфифильные блок-сополимеры.Human chondroblasts were transfected using amphiphilic block copolymers as a transport molecule in order to determine the effectiveness of a biologically active gene therapeutic substance containing SOD2 cDNA in various cell types, as well as to assess the effect of a transport molecule on the success of transfection with this substance.

Биоптаты хрящевой ткани массой 50-150 мг измельчали на фрагменты до 10 мм3 и инкубировали в буферном растворе с коллагеназой II, гиалуронидазой и трипсином в течение 48 часов при 37°С. Клетки отмывали бессывороточной средой DMEM, ресуспендировали в той же среде с гентамицином и выращивали при 37°С и в атмосфере, содержащей 5% CO2 во флаконах 75 см2 с 15 мл среды. Рост осуществлялся в бессыворотчной среде, так как в монослойной культуре хондроциты меняют форму и биохимические свойства. Пересев производили каждые 4 дня в соотношении 1:3, клетки снимали с поверхности флакона раствором трипсин-ЭДТА с 0.02% раствором Версена.Cartilage biopsy samples weighing 50-150 mg were crushed into fragments up to 10 mm 3 and incubated in a buffer solution with collagenase II, hyaluronidase and trypsin for 48 hours at 37 ° C. Cells were washed with serum-free DMEM medium, resuspended in the same medium with gentamicin and grown at 37 ° C and in an atmosphere containing 5% CO 2 in 75 cm2 vials with 15 ml of medium. Growth was carried out in a serum-free medium, since in a monolayer culture, chondrocytes change their shape and biochemical properties. Reseeding was performed every 4 days in a ratio of 1: 3, the cells were removed from the surface of the vial with trypsin-EDTA solution with 0.02% Versen solution.

Для трансфекции клеток биологически активной генно-терапевтической субстанцией содержащей кДНК гена SOD2 использовали амфифильные блок-сополимеры. Применяли методику по (IntJPharm, 2012, 427, 80-87) или в (Macromol. Biosci. 2011, 11, 652-661), с некоторыми изменениями. Блок-сополимер синтезировали из смеси линейного полиэтиленимина (ПЭИ) (Polyscience Inc., США) и бифункционального полиэтиленгликоля (ПЭГ) N-гидроксисукцинимидил-75-N-(3-малеимидопропионил)-амидо-4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34, 37, 40, 43, 46, 49, 52, 55, 58, 61, 64, 67, 70, 73 - тетракосаоксапента-гептаконтаноата (MAL-dPEG™-NHS ester, Quanta BioDesign, Ltd., США) в боратном буфере. Полиплекс готовили за 1 час до введения в клетки, смешивая раствор блок-сополимера с ДНК генетической конструкции pCMV6- Kan/Neo SOD2 SEQ ID No:3 с модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:3. Смесь для трансфекции добавляли к суспензии клеток в 1 мл культуральной среды DMEM с 10% фетальной сывороткой и ампициллином.Amphiphilic block copolymers were used to transfect cells with a biologically active gene therapeutic substance of the cDNA of the SOD2 gene. The methodology was applied according to (IntJPharm, 2012, 427, 80-87) or in (Macromol. Biosci. 2011, 11, 652-661), with some changes. The block copolymer was synthesized from a mixture of linear polyethyleneimine (PEI) (Polyscience Inc., USA) and bifunctional polyethylene glycol (PEG) N-hydroxysuccinimidyl-75-N- (3-maleimidopropionyl) -amido-4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34, 37, 40, 43, 46, 49, 52, 55, 58, 61, 64, 67, 70, 73 - tetracosoxapenta-heptacontanoate (MAL-dPEG ™ -NHS ester, Quanta BioDesign, Ltd., USA) in borate buffer. A polyplex was prepared 1 hour before the introduction into the cells by mixing the solution of the block copolymer with DNA of the genetic construct pCMV6-Kan / Neo SOD2 SEQ ID No: 3 with the modified cODNA SOD2 SEQ ID No: 3. The transfection mixture was added to the cell suspension in 1 ml of DMEM culture medium with 10% fetal serum and ampicillin.

Так как для трансфекции использовали конструкцию, содержащую фактор селекции (устойчивость к генетицину), то клетки после трансфекции выращивали в 25 см3 флаконах с 5 мл среды с генетицином в течение 12 дней, меняя среду каждые 4 дня. Каждые 24 часа из каждой культуры отбирали аликвоту по 500 мкл суспензии с целью выделения РНК и анализа уровня специфической кДНК. Выделение РНК производили с помощью набора RNeasyMiniKit(Qiagen, Germany). Образцы РНК были сгруппированы в 3 группы по 8 образцов с близкой концентрацией и объединены. Анализ уровня специфической кДНК SOD2 проводили с помощью амплификации в режиме реального времени по методике и с праймерами по примеру 6, используя набор реагентов iTaqUniversalSYBRGreenSupermix (Bio-Rad, USA), амплификатор CFX96 (Bio-Rad, USA) и программное обеспечение Bio-RadCFXManager 2.1. Максимальное увеличение транскрипции SOD2 наблюдали на 5 сутки. На фигуре 14 приведены кривые накопления специфического продукта амплификации, соответствующего кДНК гена SOD2.Since a construct containing a selection factor (resistance to geneticin) was used for transfection, the cells after transfection were grown in 25 cm 3 bottles with 5 ml of medium with geneticin for 12 days, changing the medium every 4 days. An aliquot of 500 μl of suspension was taken from each culture every 24 hours to isolate RNA and analyze the level of specific cDNA. RNA isolation was performed using the RNeasyMiniKit kit (Qiagen, Germany). RNA samples were grouped into 3 groups of 8 samples with a similar concentration and combined. The analysis of the level of specific SOD2 cDNA was performed using real-time amplification according to the procedure and with the primers of Example 6 using the iTaqUniversalSYBRGreenSupermix reagent kit (Bio-Rad, USA), CFX96 amplifier (Bio-Rad, USA) and Bio-RadCFXManager 2.1 software . The maximum increase in SOD2 transcription was observed on day 5. The figure 14 shows the curves of accumulation of a specific amplification product corresponding to the cDNA of the SOD2 gene.

Показано, что в хондробластах трансфицированных биологически активной генно-терапевтической субстанцией на основе рСМV6- Kan/Neo SOD2 SEQ ID No:3, используя в качестве транспортной молекулы амфифильные блок-сополимеры, наблюдается усиление экспрессии целевого гена SOD2It was shown that in chondroblasts transfected with a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6-Kan / Neo SOD2 SEQ ID No: 3, using amphiphilic block copolymers as a transport molecule, the expression of the target SOD2 gene is enhanced

Пример 13.Example 13

Введение в кожу человека биологически активной генно-терапевтической субстанции с кДНК гена SOD2 с целью подтверждения при этом увеличения активности супероксиддисмутазы-2 в коже человека.The introduction into the human skin of a biologically active gene therapeutic substance with cDNA of the SOD2 gene in order to confirm the increase in the activity of superoxide dismutase-2 in human skin.

С целью анализа изменения активности белка супероксиддисмутазы-2 пациентам вводили биологически активную генно-терапевтическую субстанцию, содержащую генетическую конструкцию с кДНК гена SOD2 (В) и параллельно вводили плацебо, представляющее собой комбинацию векторной плазмиды не содержащей кДНК гена SOD2 с транспортной молекулой (А) - в кожу предплечья.In order to analyze the changes in the activity of the superoxide dismutase-2 protein, the patients were injected with a biologically active gene therapeutic substance containing a genetic construct with SOD2 gene cDNA (B) and a placebo, which is a combination of a vector plasmid without SOD2 gene cDNA with a transport molecule (A) - into the skin of the forearm.

В качестве транспортной молекулы использовали порошок липосом TRANSFAST ТМ Transfection Reagent (PROMEGA, USA) по примеру 9. Далее генетическую конструкцию pCMV6 SOD2 SEQ ID No:4, которая содержит модифицированную кДНК гена SOD2 (SEQ ID No:4), и плазмиду pCMV6-XL5, используемую в качестве плацебо - которая не содержит кДНК гена SOD2, каждую из которых растворяли в стерильной воде степени очистки Nuclease-Free. Для получения биологически активных генно-терапевтических субстанций готовили комплексы ДНК-липосомы по примеру 9.As a transport molecule, TRANSFAST ™ Transfection Reagent liposome powder (PROMEGA, USA) was used as in Example 9. Next, the pCMV6 SOD2 SEQ ID No: 4 genetic construct, which contains the modified SOD2 gene cDNA (SEQ ID No: 4), and the plasmid pCMV6-XL5 used as a placebo - which does not contain the cDNA of the SOD2 gene, each of which was dissolved in sterile water with a Nuclease-Free purification grade. To obtain biologically active gene therapeutic substances, DNA liposome complexes were prepared according to Example 9.

Полученные биологически активную генно-терапевтическую субстанцию и плацебо использовали для введения пациенту. Введение осуществляли тоннельным методом иглой 30G на глубину 3 мм. Объем вводимого раствора биологически активной генно-терапевтической субстанции и плацебо - около 0,3 мл для каждого. Очаги введения биологически активной генно-терапевтической субстанции и плацебо располагались на расстоянии 3-5 см друг от друга.The resulting biologically active gene therapeutic substance and placebo were used for administration to a patient. The introduction was carried out by the tunnel method with a 30G needle to a depth of 3 mm. The volume of the injected solution of the biologically active gene-therapeutic substance and placebo is about 0.3 ml for each. The foci of the introduction of a biologically active gene-therapeutic substance and a placebo were located at a distance of 3-5 cm from each other.

Активность супероксиддисмутазы-2 оценивали в лизатах биоптатов кожи пациента непрямым колориметрическим методом с помощью набора SOD Assay Kit-WST (Sigma-Aldrich, USA) no примеру 8. Биопсийные образцы брали на 3 сутки после введения биологически активной генно-терапевтической субстанции. Взятие биопсии осуществляли из участков кожи в зоне введения биологически активной генно-терапевтической субстанции и плацебо, а также из интактной кожи, используя устройство для взятия биопсии Epitheasy 3.5 (Medax SRL) далее как описано в примере 9.The activity of superoxide dismutase-2 was evaluated in biopsy samples of the patient’s skin using the indirect colorimetric method using the SOD Assay Kit-WST kit (Sigma-Aldrich, USA) in Example 8. Biopsy samples were taken 3 days after the introduction of a biologically active gene therapeutic substance. A biopsy was performed from skin areas in the area where the biologically active gene therapeutic substance and placebo were injected, as well as from intact skin, using an Epitheasy 3.5 biopsy device (Medax SRL) as described in Example 9 below.

Показано, что в коже пациента в области введения биологически активной генно-терапевтической субстанции с кДНК гена SOD2, произошло увеличение активности супероксиддисмутазы-2, тогда как при введении плацебо активность супероксиддисмутазы-2 в коже не изменялась. Результаты отражены на фигуре 15It was shown that in the patient’s skin in the area of the introduction of a biologically active gene-therapeutic substance with the SOD2 cDNA, there was an increase in the activity of superoxide dismutase-2, while with placebo, the activity of superoxide dismutase-2 in the skin did not change. The results are shown in figure 15.

Пример 14.Example 14

Введение в слизистую оболочку рта человека биологически активной генно-терапевтической субстанции с кДНК гена SOD2 с целью подтверждения при этом увеличения активности супероксиддисмутазы-2 в слизистой оболочке рта человека.Introduction into the human mucous membrane of the human mouth of a biologically active gene therapeutic substance with cDNA of the SOD2 gene in order to confirm an increase in the activity of superoxide dismutase-2 in the human oral mucosa.

С целью анализа изменения активности белка супероксиддисмутазы-2 пациентам вводили биологически активную генно-терапевтическую субстанцию, содержащую генетическую конструкцию с кДНК гена SOD2 (В) и параллельно вводили плацебо, представляющее собой комбинацию векторной плазмиды не содержащей кДНК гена SOD2 с транспортной молекулой (А) - в слизистую оболочку рта.In order to analyze the changes in the activity of the superoxide dismutase-2 protein, the patients were given a biologically active gene therapeutic substance containing a genetic construct with SOD2 gene cDNA (B) and a placebo, which is a combination of a vector plasmid containing no SOD2 gene cDNA with transport molecule (A) - in the mucous membrane of the mouth.

В качестве транспортной молекулы использовали порошок липосом TRANSFAST ТМ Transfection Reagent (PROMEGA, USA) по примеру 9. Далее генетическую конструкцию pCDNA 3.1 SOD2 SEQ ID No:5, которая содержит модифицированную кДНК гена SOD2 (SEQ ID No:5), и плазмиду pCDNA 3.1(+), используемую в качестве плацебо, которая не содержит кДНК гена SOD2, каждую из которых растворяли в стерильной воде степени очистки Nuclease-Free. Для получения биологически активных генно-терапевтических субстанций готовили комплексы ДНК-липосомы по примеру 9.As a transport molecule, TRANSFAST ™ Transfection Reagent liposome powder (PROMEGA, USA) was used as in Example 9. Next, the genetic construct pCDNA 3.1 SOD2 SEQ ID No: 5, which contains the modified cODNA of the SOD2 gene (SEQ ID No: 5), and plasmid pCDNA 3.1 (+), used as a placebo, which does not contain cDNA of the SOD2 gene, each of which was dissolved in sterile water with a Nuclease-Free purification grade. To obtain biologically active gene therapeutic substances, DNA liposome complexes were prepared according to Example 9.

Полученные биологически активную генно-терапевтическую субстанцию и плацебо использовали для введения пациенту. Введение осуществляли тоннельным методом иглой 30G на глубину 1-2 мм. Объем вводимого раствора биологически активной генно-терапевтической субстанции и плацебо - около 0,3 мл для каждого. Очаги введения биологически активной генно-терапевтической субстанции и плацебо располагались на расстоянии 2-4 см друг от друга.The resulting biologically active gene therapeutic substance and placebo were used for administration to a patient. The introduction was carried out by the tunnel method with a 30G needle to a depth of 1-2 mm. The volume of the injected solution of the biologically active gene-therapeutic substance and placebo is about 0.3 ml for each. The foci of the introduction of a biologically active gene-therapeutic substance and a placebo were located at a distance of 2-4 cm from each other.

Активность супероксиддисмутазы-2 оценивали в лизатах биоптатов слизистой оболочки рта пациента непрямым колориметрическим методом с помощью набора SOD Assay Kit-WST (Sigma-Aldrich, USA).The activity of superoxide dismutase-2 was evaluated in lysates of biopsy samples of the patient's oral mucosa by the indirect colorimetric method using the SOD Assay Kit-WST kit (Sigma-Aldrich, USA).

Биопсийные образцы брали на 3 сутки после введения биологически активной генно-терапевтической субстанции. Взятие биопсии осуществляли из участков слизистой оболочки рта в зоне введения биологически активной генно-терапевтической субстанции, а также из интактных участков и в зоне введения плацебо, используя устройство для взятия биопсии Epitheasy 3.5 (Medax SRL), далее по примеру 9.Biopsy samples were taken 3 days after the introduction of a biologically active gene therapeutic substance. A biopsy was performed from areas of the oral mucosa in the area where the biologically active gene therapeutic substance was injected, as well as from intact areas and in the placebo area, using the Epitheasy 3.5 biopsy device (Medax SRL), further according to Example 9.

Показано, что в слизистой оболочке рта пациента в области введения биологически активной генно-терапевтической субстанции с кДНК гена SOD2, произошло увеличение активности супероксиддисмутазы-2, тогда как при введении плацебо активность супероксиддисмутазы-2 в слизистой оболочке рта не изменялась. Результаты отражены на фигуре 16.It was shown that in the mucous membrane of the patient’s mouth in the area of the introduction of a biologically active gene therapeutic substance with cDNA of the SOD2 gene, there was an increase in the activity of superoxide dismutase-2, while with placebo, the activity of superoxide dismutase-2 in the oral mucosa did not change. The results are shown in figure 16.

Пример 15.Example 15

Введение в мышечную ткань человека биологически активной генно-терапевтической субстанции с кДНК гена SOD2 с целью подтверждения при этом увеличения активности супероксиддисмутазы-2 в мышечной ткани человека.The introduction of a biologically active gene therapeutic substance into the muscle tissue with the cDNA of the SOD2 gene in order to confirm the increase in the activity of superoxide dismutase-2 in human muscle tissue.

С целью анализа изменения активности белка супероксиддисмутазы-2 пациентам вводили биологически активную генно-терапевтическую субстанцию, содержащую векторную плазмиду с кДНК гена SOD2 (В) и параллельно вводили плацебо, представляющее собой комбинацию векторной плазмиды не содержащей кДНК гена SOD2 с транспортной молекулой (А) - в мышечную ткань икроножной мышцы.In order to analyze the changes in the activity of the superoxide dismutase-2 protein, the patients were injected with a biologically active gene therapeutic substance containing a vector plasmid with the SOD2 gene cDNA (B) and a placebo, which is a combination of a vector plasmid containing no SOD2 cDNA gene with the transport molecule (A) - into the muscle tissue of the calf muscle.

В качестве транспортной молекулы использовали порошок липосом TRANSFAST ТМ Transfection Reagent (PROMEGA, USA) по примеру 9. Далее генетическую конструкцию pCMV6-Kan/Neo SOD2 SEQ ID No:6, которая содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:1, и плазмиду pCMV6-Kan/Neo, используемую в качестве плацебо, которая не содержит кДНК гена SOD2, каждую из которых растворяли в стерильной воде степени очистки Nuclease-Free.As a transport molecule, TRANSFAST ™ Transfection Reagent liposome powder (PROMEGA, USA) was used as in Example 9. Next, the genetic construct pCMV6-Kan / Neo SOD2 SEQ ID No: 6, which contains the modified cDNA of the SOD2 gene SEQ ID No: 1, and plasmid pCMV6 -Kan / Neo, used as a placebo, which does not contain cDNA of the SOD2 gene, each of which was dissolved in sterile water with a Nuclease-Free purification grade.

Для получения биологически активных генно-терапевтических субстанций готовили комплексы ДНК-липосомы по примеру 9.To obtain biologically active gene therapeutic substances, DNA liposome complexes were prepared according to Example 9.

Полученные биологически активную генно-терапевтическую субстанцию и плацебо использовали для введения пациенту. Введение осуществляли тоннельным методом иглой 30G на глубину 15-20 мм. Объем вводимого раствора биологически активной генно-терапевтической субстанции и плацебо - около 0,5 мл для каждого. Очаги введения биологически активной генно-терапевтической субстанции и плацебо располагались на расстоянии 5-7 см друг от другаThe resulting biologically active gene therapeutic substance and placebo were used for administration to a patient. The introduction was carried out by the tunnel method with a 30G needle to a depth of 15-20 mm. The volume of the injected solution of a biologically active gene-therapeutic substance and placebo is about 0.5 ml for each. The foci of the introduction of a biologically active gene-therapeutic substance and placebo were located at a distance of 5-7 cm from each other

Активность супероксиддисмутазы-2 оценивали в лизатах биоптатов мышечной ткани пациента непрямым колориметрическим методом с помощью набора SOD Assay Kit-WST (Sigma-Aldrich, USA).The activity of superoxide dismutase-2 was evaluated in lysates of biopsy specimens of the patient’s muscle tissue using the indirect colorimetric method using the SOD Assay Kit-WST kit (Sigma-Aldrich, USA).

Биопсийные образцы брали на 3 сутки после введения биологически активной генно-терапевтической субстанции. Взятие биопсии осуществляли из участков мышечной ткани в зоне введения биологически активной генно-терапевтической субстанции, а также из интактных участков мышцы и в зоне введения плацебо, используя автоматическое устройство для взятия биопсии MAGNUM (компания BARD, USA), далее по примеру 9.Biopsy samples were taken 3 days after the introduction of a biologically active gene therapeutic substance. A biopsy was performed from muscle tissue in the area where the biologically active gene therapeutic substance was injected, as well as from intact areas of the muscle and in the placebo area, using the MAGNUM automatic biopsy device (company BARD, USA), further according to Example 9.

Показано, что, в мышечной ткани пациента в области введения биологически активной генно-терапевтической субстанции с кДНК гена SOD2, произошло увеличение активности супероксиддисмутазы-2, тогда как при введении плацебо активность супероксиддисмутазы-2 в мышечной ткани не изменялась. Результаты отражены на фигуре 17.It was shown that, in the patient’s muscle tissue, in the area of the introduction of a biologically active gene therapeutic substance with cDNA of the SOD2 gene, there was an increase in the activity of superoxide dismutase-2, while with placebo, the activity of superoxide dismutase-2 in muscle tissue did not change. The results are shown in figure 17.

Пример 16.Example 16

Введение группе различных пациентов биологически активных генно-терапевтическиих субстанций, содержащих модифицированные и нативную кДНК SOD2.Introduction to a group of different patients of biologically active gene therapeutic substances containing modified and native SOD2 cDNA.

С целью подтверждения индивидуального характера увеличения активности белка супероксиддисмутазы-2 до различного уровня при введении в кожу пациентов биологически активных генно-терапевтических субстанций с модифицированными и нативной кДНК гена SOD2 анализировали уровень активности белка супероксиддисмутазы-2 в лизате биоптатов кожи группы пациентов в зависимости от наличия и типа модификаций в кДНК гена SOD2.In order to confirm the individual nature of the increase in the activity of superoxide dismutase-2 protein to various levels when biologically active gene therapeutic substances with modified and native SOD2 gene cDNA are introduced into the skin of the patients, the level of superoxide dismutase-2 protein activity in the skin biopsy lysate of a group of patients was analyzed depending on the presence and type of cDNA modifications of the SOD2 gene.

Последовательность нативной кДНК SOD2 приведена на фигуре 1, SEQ SOD2 ID No:1., последовательности модифицированных кДНК SOD2 приведены на фигурах 2-7 (SEQ SOD2 ID No:2, SEQ SOD2 ID No:3, SEQ SOD2 ID No:4, SEQ SOD2 ID No:5, SEQ SOD2 ID NO:6, SEQ SOD2 ID No:7).The sequence of native SOD2 cDNA is shown in Figure 1, SEQ SOD2 ID No: 1., The sequences of modified SOD2 cDNA are shown in Figures 2-7 (SEQ SOD2 ID No: 2, SEQ SOD2 ID No: 3, SEQ SOD2 ID No: 4, SEQ SOD2 ID No: 5, SEQ SOD2 ID NO: 6, SEQ SOD2 ID No: 7).

При этом генетические конструкции, одна из которых содержит нативную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:1, вторая генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:2, третья генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:3, четвертая генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:4, пятая генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:5, шестая генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:6, седьмая генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:7, восьмая генетическая конструкция (плацебо), представляет собой вектор pCMV6 XL5, растворяли в стерильной воде степени очистки Nuclease-Free. Для получения биологически активных генно-терапевтических субстанций готовили комплексы ДНК-дендример по примеру 7.Moreover, the genetic constructs, one of which contains the native cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 1, the second genetic construct contains the modified cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 2, the third genetic construct contains the modified cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 3, the fourth genetic construct contains a modified cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 4, the fifth genetic construct contains a modified cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 5, the sixth genetic construct contains a modified cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 6, the seventh genetic construct contains a ovannuyu cDNA gene SOD2 SEQ ID No: 7, Eighth genetic construct (placebo) is a vector pCMV6 XL5, dissolved in sterile water Nuclease-Free degree of purification. To obtain biologically active gene therapeutic substances, DNA dendrimer complexes were prepared according to Example 7.

Полученные семь вариантов биологически активных генно-терапевтических субстанций и плацебо использовали для введения в кожу пациентам. Введение осуществляли тоннельным методом иглой 30G на глубину 3 мм. Объем вводимого раствора каждой биологически активной генно-терапевтической субстанции составлял около 0,3 мл. Очаги введения биологически активных генно-терапевтических субстанций и плацебо располагались на расстоянии 3-5 см друг от друга.The resulting seven variants of biologically active gene therapeutic substances and a placebo were used for administration to the skin of patients. The introduction was carried out by the tunnel method with a 30G needle to a depth of 3 mm. The volume of the injected solution of each biologically active gene-therapeutic substance was about 0.3 ml. The foci of the introduction of biologically active gene-therapeutic substances and placebo were located at a distance of 3-5 cm from each other.

Каждому из 15-ти пациентов, отобранных в случайном порядке, вводили 7 биологически активных генно-терапевтических субстанций и плацебо в кожу предплечья.Each of the 15 patients, randomly selected, was given 7 biologically active gene-therapeutic substances and a placebo in the skin of the forearm.

Биопсийные образцы брали через 72 часа после введения биологически активных генно-терапевтических субстанций. Взятие биопсии осуществляли из участков введения биологически активных генно-терапевтических субстанций, плацебо, а также из интактной кожи, используя устройство для взятия биопсии кожи Epitheasy 3.5 (Medax SRL). Кожу пациента предварительно промывали стерильным физиологическим раствором и анестезировали раствором лидокаина. Размер каждого биопсийного образца был около 3 мм, масса - до 20 мг. Образец помещали в буферный раствор, содержащий 50 мМ Трис-HCl рН 7.6, 100 мМ NaCl, 1 мМ ЭДТА и 1 мМ фенилметилсульфонилфторид и гомогенизировали до получения однородной суспензии. Полученную суспензию центрифугировали в течение 10 минут при 14000 об/мин.Biopsy samples were taken 72 hours after the administration of biologically active gene therapeutic substances. Biopsies were performed from sites where biologically active gene therapeutic substances, placebo, and intact skin were injected using the Epitheasy 3.5 skin biopsy device (Medax SRL). The patient’s skin was pre-washed with sterile saline and anesthetized with lidocaine solution. The size of each biopsy sample was about 3 mm, and the weight was up to 20 mg. The sample was placed in a buffer solution containing 50 mM Tris-HCl pH 7.6, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA and 1 mM phenylmethyl sulfonyl fluoride and homogenized to obtain a uniform suspension. The resulting suspension was centrifuged for 10 minutes at 14,000 rpm.

А - биоптат, полученный после введения биологически активной генно-терапевтической субстанции на базе pCMV6- SEQ ID No:1, содержащий немодифицированную кДНК SOD2 EQ ID No:1 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.A - biopsy obtained after the introduction of a biologically active gene-therapeutic substance based on pCMV6-SEQ ID No: 1, containing unmodified cDNA SOD2 EQ ID No: 1 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

В - биоптат, полученный после введения биологически активной генно-терапевтической субстанции на базе pCMV6- SEQ ID NO:2, содержащий вариант 1 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:2 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.B — a biopsy obtained after the introduction of a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6-SEQ ID NO: 2, containing variant 1 of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 2 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

С - биоптат, полученный после введения биологически активной генно-терапевтической субстанции на базе pCMV6- SEQ ID No:3, содержащий вариант 2 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:3 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.C is a biopsy obtained after the introduction of a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6-SEQ ID No: 3, containing variant 2 of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 3 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

D - биоптат, полученный после введения биологически активной генно-терапевтической субстанции на базе pCMV6- SEQ ID No:4, содержащая вариант 3 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:4 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.D is a biopsy obtained after the introduction of a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6-SEQ ID No: 4, containing variant 3 of the modified cODNA SOD2 SEQ ID No: 4 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

Е - - биоптат, полученный после введения биологически активной генно-терапевтической субстанции на базе pCMV6- SEQ ID No:5, содержащая 4 вариант модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:5 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.E - is a biopsy obtained after the introduction of a biologically active gene-therapeutic substance based on pCMV6-SEQ ID No: 5, containing 4 variants of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 5 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

F - биоптат, полученный после введения биологически активной генно-терапевтической субстанции на базе на базе pCMV6- SEQ ID No:6, содержащая вариант 5 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:6.) по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.F - biopsy obtained after the introduction of a biologically active gene-therapeutic substance based on pCMV6-SEQ ID No: 6, containing variant 5 of the modified cDNA SOD2 SEQ ID No: 6.) According to example 3 in combination with a transport molecule - dendrimer according to example 7.

G - биоптат, полученный после введения биологически активной генно-терапевтической субстанции на базе pCMV6- SEQ ID No:7, содержащий вариант 6 модифицированной кДНК SOD2 (SEQ ID No:7.) по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.G is a biopsy obtained after the introduction of a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6-SEQ ID No: 7, containing variant 6 of the modified SOD2 cDNA (SEQ ID No: 7.) According to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7 .

Н - биоптат, полученный после введения векторной плазмиды PCMV6-XL5, не содержащая кДНК гена SOD2 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.H is a biopsy obtained after the introduction of the vector plasmid PCMV6-XL5, not containing the cDNA of the SOD2 gene of Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer of Example 7.

Активность белка супероксиддисмутазы-2 определяли в девяти биоптатах кожи от каждого пациента (от А до Н и в биоптате интактной кожи) через 72 часа после введения биологически активных генно-терапевтических субстанций непрямым колориметрическим методом с помощью набора SOD Assay Kit-WST (Sigma-Aldrich, USA). Анализ проводили по методике, рекомендуемой производителем. Предварительно проводили оценку степени ингибирования цветной реакции в зависимости от концентрации чистого препарата супероксиддисмутазы-2. Исходя из данных предыдущих экспериментов, описанных в примере 8, лизат разводили в 5 раз.The activity of superoxide dismutase-2 protein was determined in nine skin biopsies from each patient (from A to H and in the intact skin biopsy) 72 hours after the introduction of biologically active gene therapeutic substances by an indirect colorimetric method using the SOD Assay Kit-WST (Sigma-Aldrich kit , USA). The analysis was carried out according to the method recommended by the manufacturer. Preliminarily, the degree of inhibition of the color reaction was evaluated depending on the concentration of the pure superoxide dismutase-2 preparation. Based on the data of previous experiments described in example 8, the lysate was diluted 5 times.

По итогам анализа уровня активности супероксиддисмутазы-2 выбрали показатели, касательно каждого биоптата от каждого пациента, продемонстрировавшие максимальные уровни активности супероксиддисмутазы-2 и объединили их в семь групп, исходя из следующего критерия:Based on the results of the analysis of the level of activity of superoxide dismutase-2, we selected indicators for each biopsy from each patient, which showed the maximum levels of activity of superoxide dismutase-2 and combined them into seven groups, based on the following criterion:

В группе 1 максимальное ингибирование в лизате биоптата, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при введении немодифицированной кДНК SOD2. В эту группу вошло 2 биоптата из 15.In group 1, the maximum inhibition in the biopsy sample lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed with the introduction of unmodified SOD2 cDNA. This group included 2 biopsies out of 15.

В группе 2 максимальное ингибирование в лизате биоптата, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при введении 1 варианта модифицированной кДНК SOD2, В эту группу вошел 1 биоптат из 15.In group 2, the maximum inhibition in the biopsy sample lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed when 1 variant of modified SOD2 cDNA was introduced. This group included 1 biopsy sample of 15.

В группе 3 максимальное ингибирование в лизате биоптата, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при введении 2 варианта модифицированной кДНК SOD2. В эту группу вошел 1 биоптат из 15.In group 3, the maximum inhibition in the biopsy sample lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed with the introduction of 2 variants of modified SOD2 cDNA. This group included 1 biopsy sample of 15.

В группе 4 максимальное ингибирование в лизате биоптата, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при введении 3 варианта модифицированной кДНК SOD2, В эту группу вошел 1 биоптат из 15.In group 4, the maximum inhibition in the biopsy sample lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed with the introduction of 3 variants of modified SOD2 cDNA. This group included 1 biopsy sample from 15.

В группе 5 максимальное ингибирование в лизате биоптата, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при введении 4 варианта модифицированной кДНК SOD2, В эту группу вошли 4 биоптата из 15 (26,66% от общего количества).In group 5, the maximum inhibition in the biopsy sample lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed with the introduction of 4 variants of modified SOD2 cDNA. This group included 4 out of 15 biopsy samples (26.66% of the total).

В группе 6 максимальное ингибирование в лизате биоптата, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при введении 5 варианта модифицированной кДНК SOD2, В эту группу вошел 1 биоптат из 15.In group 6, the maximum inhibition in the biopsy sample lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed with the introduction of 5 variants of modified SOD2 cDNA. This group included 1 biopsy sample from 15.

В группе 7 максимальное ингибирование в лизате биоптата, что соответствует максимальной активности супероксиддисмутазы-2, наблюдалось при введении 6 варианта модифицированной кДНК SOD2. В эту группу вошло 5 биоптатов из 15.In group 7, the maximum inhibition in the biopsy sample lysate, which corresponds to the maximum activity of superoxide dismutase-2, was observed with the introduction of the 6th variant of modified SOD2 cDNA. This group included 5 biopsies out of 15.

Ни в одном из биоптатов не наблюдалось того, что максимальное ингибирование цветной реакции, соответствующее максимальной активности супероксиддисмутазы-2, присутствует при введении плацебо - векторной плазмиды, не содержащей кДНК гена SOD2.None of the biopsy specimens showed that the maximum inhibition of the color reaction, corresponding to the maximum activity of superoxide dismutase-2, is present with the introduction of a placebo vector plasmid that does not contain the cDNA of the SOD2 gene.

Ни в одном из биоптатов не наблюдалось того, что максимальное ингибирование цветной реакции, соответствующее максимальной активности супероксиддисмутазы-2, присутствует при введении плацебо - векторной плазмиды, не содержащей кДНК гена SOD2.None of the biopsy specimens showed that the maximum inhibition of the color reaction, corresponding to the maximum activity of superoxide dismutase-2, is present with the introduction of a placebo vector plasmid that does not contain the cDNA of the SOD2 gene.

На фигуре 18 для каждой группы биоптатов приведены диаграммы показателей ингибирования цветной реакции (усредненных в рамках группы, в случае, если в группу входит более одного биоптата) применительно ко всем, участвующим в эксперименте активным генно-терапевтическим субстанциям, после введения пациентам этих активных генно-терапевтических субстанций, содержащих модифицированные и нативную кДНК гена SOD2.Figure 18 shows, for each group of biopsy samples, charts of indicators of the inhibition of the color reaction (averaged within the group, if more than one biopsy is included in the group) for all active gene therapeutic substances participating in the experiment, after the patients have been given these active gene therapeutic substances containing modified and native cDNA of the SOD2 gene.

Из данного примера следует, что достижение максимальной активности белка супероксиддисмутазы-2 в биоптатах кожи различных пациентов при введении им в кожу биологически активных генно-терапевтических субстанций носит индивидуальный характер и связано с индивидуальными особенностями пациентов и зависит от наличия и типа модификаций в кДНК гена SOD2, входящих в биологически активные генно-терапевтические субстанции.From this example it follows that the achievement of the maximum activity of the superoxide dismutase-2 protein in biopsies of the skin of various patients when biologically active gene-therapeutic substances are introduced into the skin is individual in nature and is associated with the individual characteristics of the patients and depends on the presence and type of modifications in the SOD2 gene cDNA, included in biologically active gene therapeutic substances.

Каждая биологически активная генно-терапевтическая субстанция из линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций является эффективной в некоторой значительной группе пациентов. Следовательно для выбора наиболее эффективной биологически активной генно-терапевтической субстанции из линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций для терапевтических целей необходимо предварительное персонализированное исследование биоптатов пациента, либо клеток, выращенных из этих биоптатов на предмет максимальной эффективности терапевтического воздействия, созданных биологически активных генно-терапевтических субстанций в рамках линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций.Each biologically active gene-therapeutic substance from the line of biologically active gene-therapeutic substances is effective in some significant group of patients. Therefore, to select the most effective biologically active gene-therapeutic substance from the line of biologically active gene-therapeutic substances for therapeutic purposes, a preliminary personalized study of the patient’s biopsy samples or cells grown from these biopsy samples for the maximum therapeutic effect of biologically active gene-therapeutic substances as part of a line of biologically active gene therapeutic substances.

Пример 17.Example 17

Трансфекция клеточной линии фибробластов пациента разными биологически активными генно-терапевтическими субстанциями, содержащими модифицированные и нативную кДНК SOD2 с целью персонализированного выбора из линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций наиболее эффективной биологически активной генно-терапевтической субстанции применительно к данному пациенту для последующей трансфекции этой субстанцией клеток пациента в рамках терапевтической процедуры.Transfection of a patient’s fibroblast cell line with various biologically active gene therapeutic substances containing modified and native SOD2 cDNA to personalize from the line of biologically active gene therapeutic substances the most effective biologically active gene therapeutic substance for this patient for subsequent transfection of patient cells with this substance as part of a therapeutic procedure.

С целью определения наиболее эффективной применительно к конкретному пациенту биологически активной генно-терапевтической субстанции анализировали активность супероксиддисмутазы-2 в клеточных лизатах фибробластов этого пациента, трансфицированных разными биологически активными генно-терапевтическими субстанциями, содержащими нативную или модифицированные кДНК SOD2. Последовательность нативной кДНК SOD2 приведена на фигуре 1, SEQ ID No:1., последовательности модифицированных кДНК SOD2 приведены на фигуре 2-7 (SEQ ID No:2, SEQ ID No:3, SEQ ID No:4, SEQ ID No:5, SEQ ID NO:6, SEQ ID No:7).In order to determine the most effective biologically active gene-therapeutic substance in relation to a particular patient, the activity of superoxide dismutase-2 in cell lysates of this patient's fibroblasts transfected with different biologically active gene-therapeutic substances containing native or modified SOD2 cDNA was analyzed. The sequence of native SOD2 cDNA is shown in Figure 1, SEQ ID No: 1., The sequences of modified SOD2 cDNA are shown in Figure 2-7 (SEQ ID No: 2, SEQ ID No: 3, SEQ ID No: 4, SEQ ID No: 5 , SEQ ID NO: 6, SEQ ID No: 7).

Вырастили культуры фибробластов из биоптата пациента по примеру 5, отобрали аликвоты и провели клеточный лизис: клеточный осадок, соответствующий 2×106 клеток, промывали фосфатным буфером и ресуспендировали во льду в лизирующем буфере, содержащем 25 мМ ХЕПЕС рН 7.9, 100 мМ NaCl, 1 мМ ЭДТА, 1% Тритон Х-100, 10% глицерин и 1 мМ фенилметилсульфонилфторид. Лизат центрифугировали 5 минут при 14000 об/мин, концентрацию белка в супернатанте определяли методом Брэдфорда.Fibroblast cultures were grown from the patient’s biopsy sample of Example 5, aliquots were taken and cell lysis was performed: the cell pellet corresponding to 2 × 10 6 cells was washed with phosphate buffer and resuspended in ice in lysis buffer containing 25 mM HEPES pH 7.9, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1% Triton X-100, 10% glycerol and 1 mM phenylmethyl sulfonyl fluoride. The lysate was centrifuged for 5 minutes at 14,000 rpm, the protein concentration in the supernatant was determined by the Bradford method.

Активность супероксиддисмутазы-2 определяли непрямым колориметрическим методом с помощью набора SOD Assay Kit-WST (Sigma-Aldrich, USA). Анализ проводили по методике, рекомендуемой производителем. Предварительно проводили оценку степени ингибирования цветной реакции в зависимости от концентрации чистого препарата супероксиддисмутазы-2.Superoxide dismutase-2 activity was determined by the indirect colorimetric method using the SOD Assay Kit-WST kit (Sigma-Aldrich, USA). The analysis was carried out according to the method recommended by the manufacturer. Preliminarily, the degree of inhibition of the color reaction was evaluated depending on the concentration of the pure superoxide dismutase-2 preparation.

Затем культуру фибробластов пациента разделили на 8 частей. Одну часть, обозначенную (А), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:1, содержащей немодифицированную к ДНК SOD2 SEQ ID No:1 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. Вторую часть, обозначенную (В), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:2, содержащей вариант 1 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:2 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 3-ю часть, обозначенную (С), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:3, содержащей вариант 2 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:3 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 4-ю часть, обозначенную (D), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:4, содержащей вариант 3 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:4 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 5-ю часть, обозначенную (Е), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:5, содержащей 4 вариант модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No5 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 6-ю часть, обозначенную (F), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:6, содержащей вариант 5 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:6 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 7-ю часть, обозначенную (G), трансфицировали по примеру 7 биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе вектора pCMV6- SEQ ID No:7, содержащей вариант 6 модифицированной кДНКSOD2 SEQ ID No:7 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9. 8-ю часть, обозначенную (Н), трансфицировали по примеру 7 векторной плазмидой pCMV6-XL5, не содержащей кДНК SOD2 по примеру 3 в сочетании с транспортными молекулами - липосомами по примеру 9.Then the patient’s fibroblast culture was divided into 8 parts. One part, designated (A), was transfected according to Example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the vector pCMV6-SEQ ID No: 1 containing unmodified SOD2 DNA SEQ ID No: 1 according to Example 3 in combination with liposome transport molecules according to example 9. The second part, indicated by (B), was transfected according to example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the vector pCMV6-SEQ ID No: 2, containing variant 1 of the modified cODNA SOD2 SEQ ID No: 2 according to example 3 in combination with transport molecules - liposomes according to example 9. 3rd cha the one indicated by (C) was transfected in accordance with Example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the vector pCMV6-SEQ ID No: 3 containing variant 2 of the modified cODNA SOD2 SEQ ID No: 3 according to Example 3 in combination with liposome transport molecules according to example 9. The 4th part, labeled (D), was transfected according to example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the vector pCMV6-SEQ ID No: 4, containing variant 3 of the modified cODNA SOD2 SEQ ID No: 4 according to Example 3 in combination with transport molecules - liposomes according to example 9. 5th part, about the aforementioned (E) was transfected according to Example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the pCMV6-SEQ ID No: 5 vector containing 4 variant modified SOD2 cDNA SEQ ID No5 according to Example 3 in combination with liposome transport molecules according to Example 9. 6 the fifth part, designated (F), was transfected according to Example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the vector pCMV6-SEQ ID No: 6, containing variant 5 of the modified cODNA SOD2 SEQ ID No: 6 according to Example 3 in combination with transport molecules - liposomes according to example 9. 7th part, designated the given one (G) was transfected according to Example 7 with a biologically active gene therapeutic substance based on the pCMV6 SEQ ID No: 7 vector containing variant 6 of the modified cDNA SOD2 SEQ ID No: 7 according to Example 3 in combination with the liposome transport molecules of Example 9. The 8th part, designated (H), was transfected according to Example 7 with the vector plasmid pCMV6-XL5 not containing SOD2 cDNA according to Example 3 in combination with the transport molecules - liposomes according to Example 9.

Активность супероксиддисмутазы-2 определяли через 72 часа после трансфекции. Исходя из данных предыдущих экспериментов, описанных в примере 8, лизат разводили в 5 раз.Superoxide dismutase-2 activity was determined 72 hours after transfection. Based on the data of previous experiments described in example 8, the lysate was diluted 5 times.

По итогам анализа активности супероксиддисмутазы-2 в культуре фибробластов пациента выделили вариант биологически активной генно-терапевтической субстанции, при трансфекции которой происходит максимальное ингибирование в лизате клеточной культуры и соответственно наблюдается максимальная активность супероксиддисмутазы-2. В данном эксперименте максимальное ингибирование в лизате отмечено при трансфекции биологически активной генно-терапевтической субстанцией на базе pCMV6 SOD2 SEQ ID No:5, содержащей модифицированную кДНК SOD2, что показано на фигуре 19.According to the results of the analysis of the activity of superoxide dismutase-2 in the patient’s fibroblast culture, a variant of the biologically active gene-therapeutic substance was isolated, during transfection of which the maximum inhibition occurs in the cell culture lysate and, accordingly, the maximum activity of superoxide dismutase-2 is observed. In this experiment, the maximum inhibition in the lysate was observed during transfection with a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6 SOD2 SEQ ID No: 5 containing a modified SOD2 cDNA, as shown in Figure 19.

Таким образом, выбрана наиболее эффективная применительно к данному пациенту биологически активная генно-терапевтическая субстанция для последующей трансфекции клеток пациента в рамках терапевтической процедуры.Thus, the most effective biologically active gene-therapeutic substance was selected for this patient for subsequent transfection of the patient's cells as part of a therapeutic procedure.

Пример 18.Example 18

Введение в кожу пациента различных биологически активных генно-терапевтических субстанций, содержащих модифицированные и нативную кДНК гена SOD2 с целью персонализированного выбора из линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций наиболее эффективной биологически активной генно-терапевтической субстанции применительно к данному пациенту для последующего введения этой субстанции пациенту в рамках терапевтической процедуры.The introduction into the patient’s skin of various biologically active gene-therapeutic substances containing the modified and native SOD2 gene cDNA with the aim of personalizing the selection of the most effective biologically active gene-therapeutic substance from the line of biologically active gene-therapeutic substances for this patient for subsequent administration of this substance to the patient as part of a therapeutic procedure.

С целью определения наиболее эффективной применительно к конкретному пациенту биологически активной генно-терапевтической субстанции анализировали активность супероксиддисмутазы-2 в лизатах биоптатов кожи этого пациента, после введения ему в кожу биологически активных генно-терапевтических субстанций, содержащих нативную или модифицированные кДНК гена SOD2. Последовательность нативной кДНК SOD2 приведена на фигуре 1, SEQ ID NO:1., последовательности модифицированных кДНК SOD2 приведены на фигуре 2-7 (SEQ ID NO:2, SEQ ID No:3, SEQ ID No:4, SEQ ID No:5, SEQ ID No:6, SEQ ID No:7)In order to determine the most effective biologically active gene-therapeutic substance for a particular patient, the activity of superoxide dismutase-2 in the lysates of biopsy samples of the skin of this patient was analyzed after the introduction of biologically active gene-therapeutic substances into the skin containing native or modified SOD2 gene cDNA. The sequence of native SOD2 cDNA is shown in Figure 1, SEQ ID NO: 1., The sequences of modified SOD2 cDNA are shown in Figure 2-7 (SEQ ID NO: 2, SEQ ID No: 3, SEQ ID No: 4, SEQ ID No: 5 , SEQ ID No: 6, SEQ ID No: 7)

Пациенту вводили 7 биологически активных генно-терапевтических субстанций и плацебо в кожу предплечья.The patient was administered 7 biologically active gene therapeutic substances and a placebo into the skin of the forearm.

Первая биологически активная генно-терапевтическоая субстанция (А) на базе pCMV6- SEQ ID No:1, содержащая немодифицированную кДНК SOD2 SEQ ID No:1 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.The first biologically active gene therapeutic substance (A) based on pCMV6-SEQ ID No: 1, containing unmodified SOD2 cDNA SEQ ID No: 1 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

Вторая биологически активная генно-терапевтическая субстанция (В) на базе pCMV6- SEQ ID No:2, содержащая вариант 1 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:2 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.The second biologically active gene therapeutic substance (B) based on pCMV6-SEQ ID No: 2, containing variant 1 of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 2 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

3-я биологически активная генно-терапевтическая субстанция (C) на базе pCMV6- SEQ ID No:3, содержащая вариант 2 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:3 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.The 3rd biologically active gene therapeutic substance (C) based on pCMV6-SEQ ID No: 3, containing variant 2 of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 3 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

4-я биологически активная генно-терапевтическая субстанция (D) на базе pCMV6- SEQ ID No:4, содержащая вариант 3 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:4 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.The 4th biologically active gene therapeutic substance (D) based on pCMV6-SEQ ID No: 4, containing variant 3 of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 4 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

5-я биологически активная генно-терапевтическая субстанция (E) на базе pCMV6- SEQ ID No:5, содержащая 4 вариант модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:5 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.The 5th biologically active gene therapeutic substance (E) based on pCMV6-SEQ ID No: 5, containing the 4th variant of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 5 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

6-я биологически активная генно-терапевтическая субстанция (F) на базе pCMV6- SEQ ID No:6, содержащая вариант 5 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:6 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.The 6th biologically active gene therapeutic substance (F) based on pCMV6-SEQ ID No: 6, containing variant 5 of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 6 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

7-я биологически активная генно-терапевтическая субстанция (G) на базе pCMV6- SEQ ID No:7, содержащая вариант 6 модифицированной кДНК SOD2 SEQ ID No:7 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.The 7th biologically active gene therapeutic substance (G) based on pCMV6-SEQ ID No: 7, containing variant 6 of the modified SOD2 cDNA SEQ ID No: 7 according to Example 3 in combination with the transport molecule dendrimer according to Example 7.

8-я - векторная плазмида pCMV6-XL5, не содержащая кДНК SOD2 по примеру 3 в сочетании с транспортной молекулой - дендримером по примеру 7.8th - vector plasmid pCMV6-XL5, not containing SOD2 cDNA according to example 3 in combination with a transport molecule - dendrimer according to example 7.

При этом генетические конструкции, одна из которых содержит нативную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:1, вторая генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:2, третья генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:3, четвертая генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:4, пятая генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:5, шестая генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:6, седьмая генетическая конструкция содержит модифицированную кДНК гена SOD2 SEQ ID No:7, восьмая плазмида - плацебо, представляет собой вектор pCMV6 XL5, растворяли в стерильной воде степени очистки Nuclease-Free. Для получения биологически активных генно-терапевтических субстанций готовили комплексы ДНК-дендример по примеру 7.Moreover, the genetic constructs, one of which contains the native cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 1, the second genetic construct contains the modified cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 2, the third genetic construct contains the modified cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 3, the fourth genetic construct contains a modified cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 4, the fifth genetic construct contains a modified cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 5, the sixth genetic construct contains a modified cDNA of the gene SOD2 SEQ ID No: 6, the seventh genetic construct contains a SOD2 SEQ ID No ovannuyu cDNA gene: 7, eighth plasmid - a placebo, is a vector pCMV6 XL5, dissolved in sterile water Nuclease-Free degree of purification. To obtain biologically active gene therapeutic substances, DNA dendrimer complexes were prepared according to Example 7.

Полученные семь вариантов биологически активных генно-терапевтических субстанций и плацебо использовали для введения пациенту. Введение осуществляли тоннельным методом иглой 30G на глубину 3 мм. Объем вводимого раствора каждой биологически активной генно-терапевтической субстанции составлял около 0,3 мл. Очаги введения биологически активных генно-терапевтических субстанций и плацебо располагались на расстоянии 3-5 см друг от друга.The resulting seven variants of biologically active gene therapeutic substances and a placebo were used for administration to a patient. The introduction was carried out by the tunnel method with a 30G needle to a depth of 3 mm. The volume of the injected solution of each biologically active gene-therapeutic substance was about 0.3 ml. The foci of the introduction of biologically active gene-therapeutic substances and placebo were located at a distance of 3-5 cm from each other.

Биопсийные образцы брали через 72 часа после введения биологически активных генно-терапевтических субстанций. Взятие биопсии осуществляли из участков введения биологически активных генно-терапевтических субстанций, плацебо, а также из интактной кожи используя устройство для взятия биопсии кожи Epitheasy 3.5 (Medax SRL). Кожу пациента предварительно промывали стерильным физиологическим раствором и анестезировали раствором лидокаина. Размер каждого биопсийного образца был около 3 мм, масса - до 20 мг. Образец помещали в буферный раствор, содержащий 50 мМ Трис-HCl рН 7.6, 100 мМ NaCl, 1 мМ ЭДТА и 1 мМ фенилметилсульфонилфторид и гомогенизировали до получения однородной суспензии. Полученную суспензию центрифугировали в течение 10 минут при 14000 об/мин.Biopsy samples were taken 72 hours after the administration of biologically active gene therapeutic substances. Biopsies were performed from sites where biologically active gene therapeutic substances, placebo, and intact skin were injected using the Epitheasy 3.5 skin biopsy device (Medax SRL). The patient’s skin was pre-washed with sterile saline and anesthetized with lidocaine solution. The size of each biopsy sample was about 3 mm, and the weight was up to 20 mg. The sample was placed in a buffer solution containing 50 mM Tris-HCl pH 7.6, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA and 1 mM phenylmethyl sulfonyl fluoride and homogenized to obtain a uniform suspension. The resulting suspension was centrifuged for 10 minutes at 14,000 rpm.

Активность супероксиддисмутазы-2 определяли в девяти биоптатах кожи пациента через 72 часа после введения биологически активных генно-терапевтических субстанций непрямым колориметрическим методом с помощью набора SOD Assay Kit-WST (Sigma-Aldrich, USA). Анализ проводили по методике, рекомендуемой производителем. Предварительно проводили оценку степени ингибирования цветной реакции в зависимости от концентрации чистого препарата супероксиддисмутазы-2. Исходя из данных предыдущих экспериментов, описанных в примере 8, лизат разводили в 5 раз.Superoxide dismutase-2 activity was determined in nine biopsy specimens of the patient’s skin 72 hours after the administration of biologically active gene therapeutic substances by the indirect colorimetric method using the SOD Assay Kit-WST kit (Sigma-Aldrich, USA). The analysis was carried out according to the method recommended by the manufacturer. Preliminarily, the degree of inhibition of the color reaction was evaluated depending on the concentration of the pure superoxide dismutase-2 preparation. Based on the data of previous experiments described in example 8, the lysate was diluted 5 times.

По итогам анализа активности супероксиддисмутазы-2 в лизате биоптатов кожи пациента выделили вариант биологически активной генно-терапевтической субстанции, при введении которой в кожу происходит максимальное ингибирование в лизате биоптата кожи и соответственно наблюдается максимальная активность супероксиддисмутазы-2. В данном эксперименте максимальное ингибирование в лизате биптатата кожи отмечено при введении биологически активной генно-терапевтической субстанции на базе pCMV6SOD2SEQ ID NO:6, содержащей модифицированную кДНК SOD2, что показано на фигуре 20.According to the results of the analysis of the activity of superoxide dismutase-2 in the lysate of biopsy samples of the patient’s skin, a variant of the biologically active gene-therapeutic substance was isolated, with the introduction of which maximum inhibition in the skin biopsy of the skin is observed and the maximum activity of superoxide dismutase-2 is observed, respectively. In this experiment, the maximum inhibition in the skin biptate lysate was observed with the introduction of a biologically active gene therapeutic substance based on pCMV6SOD2SEQ ID NO: 6 containing a modified SOD2 cDNA, as shown in Figure 20.

Таким образом выбрана наиболее эффективная применительно к данному пациенту биологически активная генно-терапевтическая субстанция для ее последующего введения пациенту в рамках терапевтической процедуры.Thus, the most effective biologically active gene-therapeutic substance has been selected for this patient for its subsequent administration to the patient as part of a therapeutic procedure.

Создана линейка биологически активных генно-терапевтических субстанций для коррекции патологических состояний клеток органов и тканей и/или органов и тканей человека, связанных с оксидативным стрессом вследствие недостаточной экспрессии гена SOD2, способ ее получения и использования.A line of biologically active gene-therapeutic substances has been created for the correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and / or human organs and tissues associated with oxidative stress due to insufficient expression of the SOD2 gene, a method for its preparation and use.

Созданная линейка биологически активных генно-терапевтических субстанций с использованием одной из модифицированных или нативной кДНК гена SOD2 позволяет на практике использовать входящие в линейку биологически активные генно-терапевтические субстанции для повышения до необходимого уровня активности белка супероксиддисмутазы-2 в различных клетках органов и тканей и/или органах и тканях человека.The created line of biologically active gene therapeutic substances using one of the modified or native cDNA of the SOD2 gene makes it possible in practice to use the biologically active gene therapeutic substances in the line to increase the activity of superoxide dismutase-2 protein in various cells of organs and tissues and / or human organs and tissues.

В результате проведения предварительных исследований биоптата пациента, либо клеток, выращенных из этих биоптатов, определяют, какой вариант биологически активной генно-терапевтической субстанции из созданной линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций необходимо выбрать для данного пациента для того, чтобы повысить активность белка супероксиддисмутазы-в клетках этих органов и тканей и/или органах и тканях до необходимого уровня применительно к конкретному пациенту. В тех случаях, когда использование биологически активной генно-терапевтической субстанции с нативной кДНК гена SOD2 не приводит к желаемому изменению уровня активности белка супероксиддисмутазы-2 в клетках органов и тканей и/или органах и тканях, необходимо применять субстанцию на основе модифицированной кДНК гена SOD2, приводящей к более эффективной экспрессии гена SOD2.As a result of preliminary studies of the biopsy of the patient, or cells grown from these biopsies, determine which version of the biologically active gene therapeutic substance from the created line of biologically active gene therapeutic substances should be selected for this patient in order to increase the activity of superoxide dismutase protein the cells of these organs and tissues and / or organs and tissues to the required level in relation to a particular patient. In cases where the use of a biologically active gene therapeutic substance with native SOD2 gene cDNA does not lead to the desired change in the level of activity of superoxide dismutase-2 protein in the cells of organs and tissues and / or organs and tissues, it is necessary to use a substance based on the modified cODNA of the SOD2 gene, leading to more efficient expression of the SOD2 gene.

При использовании заявленной биологически активной генно-терапевтической субстанции не происходит встраивания экзогенного генетического материала в геном клетки.When using the claimed biologically active gene therapeutic substance, the exogenous genetic material is not embedded in the cell genome.

Линейка биологически активных генно-терапевтических субстанций обеспечивает высокий уровень экспрессии гена SOD2, повышая активность белка супероксиддисмутазы-2 в клетках органов и тканей и/или органах и тканях человека в частности, в гемопоэтических клетках, или гепатоцитах, или мезенхимальных стволовых клетках, или хондробластах, или клетках поджелудочной железы (например, в клетках панкреатических островков), или миоцитах или фибробластах кожи, или кератоцитах, или эпителиальных клетках роговицы, или в нейронах, ганглиях, Шванновских клетках, астроцитах, олигодендроцитах, микроглии, или в сперматозоидах, или в нефронах, или эндотелиальных клетках, или эпителиальных клетках в сочетании с транспортной молекулой или без нее при трансфекции этими биологически активными генно-терапевтическими субстанциями клеток органов и тканей человека и/или в органах и тканях человека в частности, в коже, суставах, печени, надпочечниках, почках, головном и спинном мозге, легких, сердце, сосудах, желудочно-кишечном тракте, простате, поджелудочной железе, глазе, роговице, слизистой оболочке, хрящевой ткани, мышечной ткани в сочетании с транспортной молекулой или без нее при введении этих биологически активных генно-терапевтических субстанций в органы и ткани человека.The line of biologically active gene therapeutic substances provides a high level of SOD2 gene expression, increasing the activity of superoxide dismutase-2 protein in cells of organs and tissues and / or organs and tissues of a person, in particular, in hematopoietic cells, or hepatocytes, or mesenchymal stem cells, or chondroblasts, or pancreatic cells (for example, in pancreatic islet cells), or skin myocytes or fibroblasts, or keratocytes, or corneal epithelial cells, or in neurons, ganglia, Schwann cells, astrocytes, oligodendrocytes, microglia, or in spermatozoa, or in nephrons, or endothelial cells, or epithelial cells in combination with or without a transport molecule during transfection with these biologically active gene therapeutic substances of human and / or human cells and / or organs and human tissues, in particular in the skin, joints, liver, adrenal glands, kidneys, brain and spinal cord, lungs, heart, blood vessels, gastrointestinal tract, prostate, pancreas, eye, cornea, mucous membrane e, cartilage, muscle tissue in combination with or without a transport molecule when these biologically active gene-therapeutic substances are introduced into human organs and tissues.

Таким образом, приведенные примеры подтверждают выполнение поставленной задачи, а именно, создание линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций, при использовании которых применительно к клеткам органов и тканей и/или органам и тканям человека компенсируются дефекты гена SOD2, влияющие на экспрессию этого гена или на уровень активности белка супероксиддисмутазы-2, кодируемого этим геном, а также компенсируется недостаточная активность белка супероксиддисмутазы-2, вызванная факторами, влияющими на экспрессию гена SOD2.Thus, the above examples confirm the fulfillment of the task, namely, the creation of a line of biologically active gene therapeutic substances, when used with respect to the cells of organs and tissues and / or human organs and tissues, defects in the SOD2 gene that affect the expression of this gene or the level of activity of the superoxide dismutase-2 protein encoded by this gene, and the insufficient activity of the superoxide dismutase-2 protein caused by factors affecting the expression of the SOD2 gene is also compensated.

Повышение эффективности коррекции уровня активности белка супероксиддисмутазы-2 в клетках органов и тканей человека достигают за счет того, что при недостаточной активности этого белка вследствие дефекта гена SOD2 используют не белок, а генетическую конструкцию с кДНК гена SOD2, кодирующую этот белок. При введении генетических конструкций в отличие от введения непосредственно белка, как в прототипе, снижается требуемая частота их введения в связи с пролонгированным действием, а также облегчается внутриклеточная доставка.An increase in the efficiency of correction of the level of activity of superoxide dismutase-2 protein in cells of human organs and tissues is achieved due to the fact that when the protein is insufficient due to a defect in the SOD2 gene, it is not a protein that is used, but a genetic construct with cODA of the SOD2 gene that encodes this protein. With the introduction of genetic constructs, in contrast to the introduction of the protein itself, as in the prototype, the required frequency of their introduction is reduced due to the prolonged action, and intracellular delivery is also facilitated.

Кроме того учитываются индивидуальные характеристики пациента.In addition, individual characteristics of the patient are taken into account.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Все приведенные примеры по созданию и использованию созданной линейки биологически активных генно-терапевтических субстанций подтверждают ее промышленную применимость.All the above examples on the creation and use of the created line of biologically active gene-therapeutic substances confirm its industrial applicability.

Перечень сокращенийList of abbreviations

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислотаDNA - deoxyribonucleic acid

кДНК - комплементарная дезоксирибонуклеиновая кислотаcDNA - complementary deoxyribonucleic acid

РНК - рибонуклеиновая кислотаRNA - ribonucleic acid

мРНК - матричная рибонуклеиновая кислотаmRNA - template ribonucleic acid

ПЦР - полимеразная цепная реакцияPCR - polymerase chain reaction

мл - миллилитр, мкл - микролитрml - milliliter, μl - microliter

л - литрl - liter

мкг - микрограммmcg - micrograms

мг - миллиграммmg - milligram

г - граммg - gram

мкМ - микромольμM - micromol

мМ - миллимольmm - millimole

об/мин - обороты в минутуrpm - revolutions per minute

нм - нанометрnm - nanometer

см - сантиметрcm - centimeter

мВт - милливаттMW - milliwatts

о.е. ф-относительная единица флуоресценцииfather f-relative fluorescence unit

БАГТС - биологически активная генно-терапевтическая субстанцияBAHTS - biologically active gene therapeutic substance

РВС - Фосфатно-солевой буферPBC - Phosphate-buffered saline

DMEM - двойная модификация среды ИглаDMEM - double modification of the needle environment

Claims (5)

1. Средство для коррекции патологических состояний клеток органов и тканей и/или органов и тканей человека, на основе гена SOD2, связанных с оксидативным стрессом, где клетки органов и тканей выбраны из клеток фибробластов, кератоцитов и эпителиальных клеток глаза, хондробластов; органы и ткани выбраны из кожи, слизистой оболочки рта человека или мышечной ткани человека, представляющее собой совокупность биологически активных генотерапевтических субстанций, каждая из которых представляет собой генно-терапевтическую субстанцию, выбранную из группы генно-терапевтических субстанций, при этом каждая представляет собой генетическую конструкцию на основе векторной плазмиды, включающей кДНК гена SOD2, с кодирующей последовательностью белка супероксиддисмутазы-1, с делециями 5' и 3'-нетранслируемых областей, а именно полученной на основе участка нативной немодифицированной кДНК гена SOD2 SEQ ID No: 1, или модифицированной кДНК гена SOD2, при этом в качестве модифицированной кДНК гена SOD2 используют SEQ ID No: 2, или SEQ ID No: 3, или SEQ ID No: 4, или SEQ ID No: 5, или SEQ ID No: 6, или SEQ ID No: 7, или сочетание этих генетических конструкций, каждая из которых содержит также регуляторные элементы, обеспечивающие транскрипцию этой последовательности в эукариотических клетках, органов и тканей человека и способную обеспечить высокий уровень экспрессии гена SOD2 и увеличить активность белка супероксиддисмутазы-1 в клетках органов и тканей и/или органах и тканях человека, в сочетании с транспортной молекулой или без нее.1. A tool for the correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and / or organs and tissues of a person based on the SOD2 gene associated with oxidative stress, where the cells of organs and tissues are selected from cells of fibroblasts, keratocytes and epithelial cells of the eye, chondroblasts; organs and tissues are selected from the skin, mucous membrane of the human mouth or human muscle tissue, which is a combination of biologically active gene therapeutic substances, each of which is a gene therapeutic substance selected from a group of gene therapeutic substances, each representing a genetic construct for the basis of a vector plasmid comprising the cDNA of the SOD2 gene, with the coding sequence of a superoxide dismutase-1 protein, with deletions of 5 'and 3'-untranslated regions, namely, obtained on the basis of a portion of native unmodified cDNA of the SOD2 gene SEQ ID No: 1, or a modified cDNA of the SOD2 gene, while SEQ ID No: 2, or SEQ ID No: 3, or SEQ ID No: 4, are used as a modified cDNA of the SOD2 gene or SEQ ID No: 5, or SEQ ID No: 6, or SEQ ID No: 7, or a combination of these genetic constructs, each of which also contains regulatory elements that ensure transcription of this sequence in eukaryotic cells, organs and human tissues and can provide high level of SOD2 gene expression and increase superac protein activity siddismutase-1 in the cells of organs and tissues and / or organs and tissues of a person, in combination with or without a transport molecule. 2. Средство по п. 1, отличающееся тем, что каждая из совокупности созданных генетических конструкций с кДНК гена SOD2 содержит последовательность нуклеотидов, включающую в себя белок-кодирующую область кДНК гена SOD2, которая несет модификации, не затрагивающие структуру белка супероксиддисмутазы-1, а именно нуклеотидные замены, не приводящие к аминокислотным заменам или обрыву аминокислотной цепи, или комбинации вышеперечисленных модификаций и, соответственно, не влияющие на кодируемую этой последовательностью аминокислотную последовательность.2. The tool according to p. 1, characterized in that each of the totality of the created genetic constructs with cDNA of the SOD2 gene contains a nucleotide sequence that includes a protein coding region of the cODA of the SOD2 gene, which carries modifications that do not affect the structure of the superoxide dismutase-1 protein, and namely, nucleotide substitutions that do not lead to amino acid substitutions or termination of the amino acid chain, or a combination of the above modifications and, accordingly, do not affect the amino acid sequence encoded by this sequence nness. 3. Средство по п. 1, отличающееся тем, что в каждой из совокупности созданных биологически активных генотерапевтических субстанций в качестве транспортной молекулы используют липосомы, или дендримеры 5-го и выше поколений, или амфифильные блоксополимеры.3. The tool according to claim 1, characterized in that in each of the totality of biologically active gene therapy substances created, liposomes, or dendrimers of the 5th and higher generations, or amphiphilic block copolymers are used as a transport molecule. 4. Способ получения средства по п. 1, заключающийся в том, что получают кДНК гена SOD2, затем помещают кДНК в векторную плазмиду, способную обеспечить высокий уровень экспрессии этой кДНК в клетках различных органов и тканей человека, наращивают и выделяют необходимое количество генетической конструкции, затем комбинируют генетическую конструкцию с транспортной молекулой для трансфекции полученной биологически активной генно-терапевтической субстанцией клеток органов и тканей и/или введения полученной биологически активной генно-терапевтической субстанции в органы и ткани человека, при этом используют кДНК гена SOD2 SEQ ID No: 1, или SEQ ID No: 2, или SEQ ID No: 3, или SEQ ID No: 4, или SEQ ID No: 5, или SEQ ID No: 6, или SEQ ID No: 7.4. The method of obtaining funds under item 1, which consists in the fact that receive cDNA of the SOD2 gene, then place the cDNA in a vector plasmid capable of providing a high level of expression of this cDNA in cells of various human organs and tissues, increase and secrete the required amount of genetic design, then the genetic construct is combined with a transport molecule to transfect the obtained biologically active gene therapeutic substance of cells of organs and tissues and / or introduce the obtained biologically active gene therapy substance into the organs and tissues of a person, using the cDNA of the SOD2 gene SEQ ID No: 1, or SEQ ID No: 2, or SEQ ID No: 3, or SEQ ID No: 4, or SEQ ID No: 5, or SEQ ID No: 6, or SEQ ID No: 7. 5. Способ использования средства для коррекции патологических состояний клеток органов и тканей и/или органов и тканей человека, на основе гена SOD2, связанных с количественным снижением белка SOD2 по п. 1, заключающийся в трансфекции выбранной именно для данного пациента на основе предварительного эксперимента по определению наиболее эффективного варианта из созданных и представленных в совокупности биологически активных генотерапевтических субстанций, в органы и ткани пациента аутологичных клеток пациента, трансфицированных генно-терапевтической субстанцией, выбранной из совокупности созданных генно-терапевтических субстанций, и/или во введении в органы и ткани пациента генно-терапевтической субстанции или нескольких субстанций, выбранной/выбранных из группы созданных генно-терапевтических субстанций, или сочетанием обозначенных способов.5. The method of using the means for the correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and / or organs and human tissues, based on the SOD2 gene, associated with a quantitative reduction of the SOD2 protein according to claim 1, which consists in transfecting the patient selected specifically for this patient on the basis of a preliminary experiment on determination of the most effective variant from the biologically active gene therapy substances created and presented in combination to the patient’s organs and tissues of the patient’s autologous cells transfected with gene-tera evticheskoy substance selected from the plurality of established gene therapy substances, and / or during introduction into organs and tissue of the patient genetically therapeutic substance or several substances selected / selected from the group created by a gene therapy substance, or a combination of the methods indicated.
RU2016101436A 2016-01-19 2016-01-19 Line of biologically active gene-therapeutic substances based on sod2 gene for correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and human organs and tissues related to oxidative stress, method of obtaining and using RU2651757C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016101436A RU2651757C2 (en) 2016-01-19 2016-01-19 Line of biologically active gene-therapeutic substances based on sod2 gene for correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and human organs and tissues related to oxidative stress, method of obtaining and using

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016101436A RU2651757C2 (en) 2016-01-19 2016-01-19 Line of biologically active gene-therapeutic substances based on sod2 gene for correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and human organs and tissues related to oxidative stress, method of obtaining and using

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016101436A RU2016101436A (en) 2017-07-20
RU2651757C2 true RU2651757C2 (en) 2018-04-23

Family

ID=59497181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016101436A RU2651757C2 (en) 2016-01-19 2016-01-19 Line of biologically active gene-therapeutic substances based on sod2 gene for correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and human organs and tissues related to oxidative stress, method of obtaining and using

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2651757C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020122760A1 (en) * 2018-12-10 2020-06-18 Cell End Gene Therapy Ltd Gene therapy dna vector and its application

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140017221A1 (en) * 2010-09-21 2014-01-16 The Regents Of The University Of California Superoxide Dismutase Variants and Methods of Use Thereof
WO2015066190A1 (en) * 2013-10-29 2015-05-07 President And Fellows Of Harvard College Methods and compositions for inhibting oxidative stress

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140017221A1 (en) * 2010-09-21 2014-01-16 The Regents Of The University Of California Superoxide Dismutase Variants and Methods of Use Thereof
WO2015066190A1 (en) * 2013-10-29 2015-05-07 President And Fellows Of Harvard College Methods and compositions for inhibting oxidative stress

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUIRAUD S., et al., The reverse block copolymer Pluronic 25R2 promotes DNA transfection of skeletal muscle.Macromol Biosci. 2011 May 12;11(5):590-4. doi: 10.1002/mabi.201000463. Epub 2011 Feb 17. *
ISHONINA OG., et al., [Comparative characteristics of antioxidant status in women with diabetes type 2 of different age groups].[Article in Russian]Adv Gerontol. 2011;24(4):645-9. *
LEVINE RM., et al., Preparation and characterization of liposome-encapsulated plasmid DNA for gene delivery.Langmuir. 2013 Jul 23;29(29):9208-15. doi: 10.1021/la400859e. Epub 2013 Jul 9. *
LEVINE RM., et al., Preparation and characterization of liposome-encapsulated plasmid DNA for gene delivery.Langmuir. 2013 Jul 23;29(29):9208-15. doi: 10.1021/la400859e. Epub 2013 Jul 9. WONG PT., et al., Multivalent dendrimer vectors with DNA intercalation motifs for gene delivery.Biomacromolecules. 2014 Nov 10;15(11):4134-45. doi: 10.1021/bm501169s. Epub 2014 Oct 15. GUIRAUD S., et al., The reverse block copolymer Pluronic 25R2 promotes DNA transfection of skeletal muscle.Macromol Biosci. 2011 May 12;11(5):590-4. doi: 10.1002/mabi.201000463. Epub 2011 Feb 17. ISHONINA OG., et al., [Comparative characteristics of antioxidant status in women with diabetes type 2 of different age groups].[Article in Russian]Adv Gerontol. 2011;24(4):645-9. *
WONG PT., et al., Multivalent dendrimer vectors with DNA intercalation motifs for gene delivery.Biomacromolecules. 2014 Nov 10;15(11):4134-45. doi: 10.1021/bm501169s. Epub 2014 Oct 15. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020122760A1 (en) * 2018-12-10 2020-06-18 Cell End Gene Therapy Ltd Gene therapy dna vector and its application
RU2731515C2 (en) * 2018-12-10 2020-09-03 Селл энд Джин Терапи Лтд Gene-therapeutic dna-vector based on the gene-therapeutic dna-vector vtvaf17, carrying the target gene selected from the sod1, sod2, sod3, cat gene group to increase the level of expression of these target genes, method for production and use thereof, escherichia coli scs110-af/vtvaf17-sod1 strain, or escherichia coli scs110-af/vtvaf17-sod2, or escherichia coli scs110-af/vtvaf17-sod3, or escherichia coli scs110-af/vtvaf17-cat, carrying a gene-therapeutic dna vector, a method for production thereof, a method for industrial production of a gene-therapeutic dna vector

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016101436A (en) 2017-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101817482B1 (en) Genome editing using campylobacter jejuni crispr/cas system-derived rgen
CN111836893A (en) Compositions and methods for correcting dystrophin mutations in human cardiac myocytes
CN110248957B (en) Manually operated SC function control system
WO2017046259A1 (en) Improved transposon system for gene delivery
Seo et al. Modulation of oxidative phosphorylation of human kidney 293 cells by transfection with the internal rotenone-insensitive NADH–quinone oxidoreductase (NDI1) gene of Saccharomyces cerevisiae
AU2982300A (en) Gene repair involving (in vivo) excision of targeting dna
US11845951B2 (en) Gene manipulation for treatment of retinal dysfunction disorder
RU2649814C1 (en) Means for treatment of human body states related to decrease of the cat gene expression level and/or reduction of the catalysis protein activity based on gene-therapeutic substances with the cat gene, method for production and use
RU2651757C2 (en) Line of biologically active gene-therapeutic substances based on sod2 gene for correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and human organs and tissues related to oxidative stress, method of obtaining and using
US20230174958A1 (en) Crispr-inhibition for facioscapulohumeral muscular dystrophy
RU2652353C2 (en) Line of biologically active gene-therapy substances based on sod1 gene for correction of pathological states of cells of organs and tissues and human organs and tissues related to oxidative stress, method of obtaining and using
KR20180102025A (en) Composition for Genome Editing Comprising C2c1 Endonuclease and Method of Genome Editing Using the Same
KR20200010379A (en) Stem cells secreting angiopoietin-1 or VEGF and pharmaceutical compositions for the prevention or treatment of cardiovascular diseases including the same
RU2658428C1 (en) Agent for treatment of human body states related to p4ha1 gene reduced expression and/or reduced quantity of prolyl 4-hydroxylase alpha 1 protein on basis of gene-therapeutic substances with p4ha1 gene, method of manufacture and operation
KR20200011899A (en) Genome editing for treating autoimmune disease
RU2653491C2 (en) Line of biologically active gene-therapeutic substances based on the gene of gpx1 for correction of the pathological conditions of the cells of organs and tissues and human organs and tissues related to the oxidative stress, the method of obtaining and using
RU2651758C2 (en) Means for correction of pathological conditions of cells of organs and tissues and/or human organs and tissues, based on the gene of gpx3, related to oxidative stress, method of obtaining and using
KR20200012786A (en) A gene editing of anticoagulant factors
EP3640334A1 (en) Genome editing system for repeat expansion mutation
KR100229152B1 (en) Process for the genetic manipulation of myxobacteria
RU2665771C1 (en) Agent for treatment of human body conditions associated with a decrease in the level of ang gene expression and/or a reduction in the amount and/or activity of an angiogenin protein based on gene therapy, a method of production and use
RU2649820C2 (en) Agent for correction of pathological states of cells and tissues and/or organs and human tissue based on col1a2 gene, related to quantitative decrease of protein of collagen type i alpha 2 chain
RU2700649C2 (en) Genetic construct based on non-viral vector plasmid including p4na2 gene cdna for reducing manifestations of human body conditions associated with reduced expression of p4na2 gene and/or reducing amount of prolyl 4-hydroxy acid alpha 2 protein, method of producing and use
RU2652318C2 (en) Line of biologically active gene-therapy substances based on clca2 gene for correction of pathological states of cells of organs and tissues and human organs and tissues, method of obtaining and using
RU2651048C1 (en) Agent for treatment of human organism states related to decrease in il-11 gene expression and/or decrease in the amount of interleukin-11 protein on the basis of gene-therapeutic substances with il-11 gene, the method of obtaining and using