RU2683221C1 - Recombinant el1 peptide having cytotoxic activity relative to human cancer cells - Google Patents

Recombinant el1 peptide having cytotoxic activity relative to human cancer cells Download PDF

Info

Publication number
RU2683221C1
RU2683221C1 RU2017142060A RU2017142060A RU2683221C1 RU 2683221 C1 RU2683221 C1 RU 2683221C1 RU 2017142060 A RU2017142060 A RU 2017142060A RU 2017142060 A RU2017142060 A RU 2017142060A RU 2683221 C1 RU2683221 C1 RU 2683221C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
recombinant
peptide
cells
human
plasmid
Prior art date
Application number
RU2017142060A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Александровна Коваль
Ольга Юрьевна Волкова
Андрей Александрович Горчаков
Сергей Викторович Кулемзин
Анастасия Викторовна Ткаченко
Анна Андреевна Нуштаева
Елена Владимировна Кулигина
Владимир Александрович Рихтер
Александр Владимирович Таранин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (ИХБФМ СО РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (ИХБФМ СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (ИХБФМ СО РАН)
Priority to RU2017142060A priority Critical patent/RU2683221C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2683221C1 publication Critical patent/RU2683221C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/1703Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • A61K38/1709Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • A61K38/1761Apoptosis related proteins, e.g. Apoptotic protease-activating factor-1 (APAF-1), Bax, Bax-inhibitory protein(s)(BI; bax-I), Myeloid cell leukemia associated protein (MCL-1), Inhibitor of apoptosis [IAP] or Bcl-2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • C07K14/4701Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
    • C07K14/4747Apoptosis related proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • C07K14/4701Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
    • C07K14/4748Tumour specific antigens; Tumour rejection antigen precursors [TRAP], e.g. MAGE
    • 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
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.SUBSTANCE: invention relates to biotechnology, specifically to the production of recombinant lactaptine analogues, and can be used in medicine. Plasmid DNA pEL1 is engineered to provide synthesis of a recombinant EL1 peptide in mammalian cells, and the recombinant EL1 peptide having a molecular weight of 14.1 kDa is obtained.EFFECT: invention provides preparing a recombinant anti-tumor EL1 peptide, having high cytotoxic activity relative to human cancer cells.1 cl, 4 dwg, 4 ex

Description

Группа изобретений относится к биотехнологии, генетической и белковой инженерии, конкретно - к получению высокоактивного рекомбинантного пептида EL1.The group of inventions relates to biotechnology, genetic and protein engineering, specifically to obtaining a highly active recombinant peptide EL1.

На сегодняшний день онкологические заболевания являются одной из главных причин смертности как в России, так и за рубежом [1].Today, oncological diseases are one of the main causes of death both in Russia and abroad [1].

Известно, что одной из причин развития злокачественных опухолей в организме является нарушение регуляции апоптоза (программируемой гибели клеток). Разработка новых индукторов и модуляторов апоптоза раковых клеток - один из наиболее продуктивных подходов для создания современных онкотерапевтических средств [2]. Также известно, что по сравнению с прокариотическими системами экспрессии получение генно-инженерных рекомбинантных белков и пептидов человека в культуре клеток млекопитающих позволяет обеспечивать их корректный фолдинг и нативный спектр просттрансляционных модификаций, что в свою очередь благоприятно отражается на уровне функциональной активности таких рекомбинантных белков и тем самым является перспективным направлением совершенствования терапевтических средств лечения злокачественных новообразований.It is known that one of the reasons for the development of malignant tumors in the body is a violation of the regulation of apoptosis (programmed cell death). The development of new inducers and modulators of cancer cell apoptosis is one of the most productive approaches for creating modern oncotherapeutic agents [2]. It is also known that, in comparison with prokaryotic expression systems, the production of genetically engineered recombinant human proteins and peptides in a mammalian cell culture allows their correct folding and the native spectrum of translational modifications, which in turn favorably affects the level of functional activity of such recombinant proteins, and thereby is a promising direction for improving the therapeutic agents for the treatment of malignant neoplasms.

Ранее из молока человека был выделен и охарактеризован протеолитический фрагмент каппа-казеина - белок лактаптин (~8.6 кДа), способный индуцировать апоптотическую гибель раковых клеток в культуре [3, 4]. Был получен ряд рекомбинантных аналогов природного пептида [5, 6] и показано, что аналог лактаптина - рекомбинантный пептид RL2, индуцирует апоптоз раковых клеток человека в культуре и тормозит рост и метастазирование опухолей животных и человека в системе in vivo. Гепатоаденокарцинома-1 мыши оказалась одной из наиболее чувствительных опухолей к действию RL2 in vitro и in vivo [7, 8]. В настоящее время проведены доклинические испытания лекарственного средства «Лактаптин», созданного на основе рекомбинантного пептида RL2, показана безопасность и противоопухолевая эффективность препарата.Earlier, a proteolytic fragment of kappa-casein, lactaptin protein (~ 8.6 kDa), capable of inducing apoptotic death of cancer cells in culture, was isolated and characterized from human milk [3, 4]. A number of recombinant analogues of the natural peptide were obtained [5, 6] and it was shown that the lactaptine analog, the recombinant peptide RL2, induces apoptosis of human cancer cells in culture and inhibits the growth and metastasis of animal and human tumors in vivo. Mouse hepatoadenocarcinoma-1 was one of the most sensitive tumors to the action of RL2 in vitro and in vivo [7, 8]. Currently, preclinical trials of the drug "Lactaptin", created on the basis of the recombinant peptide RL2, have been performed, the safety and antitumor efficacy of the drug have been shown.

Вместе с тем «Лактаптин», как и другие белковые терапевтические препараты, имеет ряд существенных недостатков. Он равномерно распределяется по органам и тканям организма, что уменьшает его концентрацию в опухоли и, соответственно, снижает эффективность противоопухолевого воздействия [9]. Помимо этого, существующий процесс наработки и очистки аналога лактаптина, рекомбинантного пептида RL2, в системе Е. coli для получения лекарственной формы основан на его выделении в преимущественно денатурированном виде из телец включения с последующим диализом и частичным рефолдингом, а также хроматографической очистке, за счет чего значительно снижается удельная активность этого препарата по сравнению с оригинальным лактаптином из молока человека.However, Lactaptin, like other protein therapeutic drugs, has a number of significant drawbacks. It is evenly distributed over the organs and tissues of the body, which reduces its concentration in the tumor and, accordingly, reduces the effectiveness of the antitumor effect [9]. In addition, the existing process for the production and purification of the lactaptine analog, the recombinant peptide RL2, in the E. coli system for the preparation of the dosage form is based on its isolation in the predominantly denatured form from inclusion bodies, followed by dialysis and partial refolding, as well as chromatographic purification, due to which the specific activity of this drug is significantly reduced compared to the original lactaptin from human milk.

Наиболее близкими к заявляемой группе изобретений - прототипом, является рекомбинантная плазмидная ДНК pFK2, обеспечивающая синтез рекомбинантного пептида RL2, являющегося аналогом фрагмента каппа-казеина человека и рекомбинантный пептид RL2, аналог фрагмента каппа-казеина человека, имеющий молекулярную массу 14,1 кДа, состоящий из остатка метионина, фрагмента каппа-казеина человека с 24 по 134 аминокислотный остаток и С-концевого гистидинового тракта, обладающий цитотоксической активностью по отношению к раковым клеткам, включающий аминокислотную последовательность, кодируемую нуклеотидной последовательностью SEQ ID NO: 1 [5].Closest to the claimed group of inventions, the prototype is recombinant plasmid DNA pFK2, which provides the synthesis of a recombinant peptide RL2, which is an analogue of a human kappa-casein fragment and a recombinant peptide RL2, an analogue of a human kappa-casein fragment, having a molecular weight of 14.1 kDa, consisting of the methionine residue, a fragment of human kappa-casein from 24 to 134 amino acid residues and the C-terminal histidine tract having cytotoxic activity against cancer cells, including aminokis otnuyu sequence encoded by the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 [5].

Известная плазмида pFK2 имеет молекулярную массу 2,1 МДа, размер 3164 п.о., содержит следующие элементы: плазмидный вектор pGSDI, гидролизованный по SalI и BglII сайтам и содержащий сайт инициации репликации плазмиды pBR322, промотор фага Т7 и уникальные сайты рестрикции EcoRI (1595), BglII (1613), SalI (1985), PstI (1995), HindIII (2000), ClaI (2053); BglII-SalI, фрагмент размером 372 п.о., включающий стартовый кодон, сегмент, кодирующий фрагмент каппа-казеина человека с 24 по 134 аминокислотный остаток, олигопептид с последовательностью GGSHHHHHH и стоп-кодон; генетические маркеры: AMPr - ген бета-лактамазы, определяющий устойчивость к ампициллину при трансформации Escherichia coli [5].The known plasmid pFK2 has a molecular weight of 2.1 MDa, size 3164 bp, contains the following elements: plasmid vector pGSDI, hydrolyzed at SalI and BglII sites and containing a replication initiation site for plasmid pBR322, T7 phage promoter and unique EcoRI restriction sites (1595 ), BglII (1613), SalI (1985), PstI (1995), HindIII (2000), ClaI (2053); BglII-SalI, a 372 bp fragment comprising a start codon, a segment encoding a fragment of human 24 kappa casein amino acid residue, an oligopeptide with the sequence GGSHHHHHH and a stop codon; genetic markers: AMPr is a beta-lactamase gene that determines ampicillin resistance during Escherichia coli transformation [5].

Недостатком известной плазмиды pFK2 является то, что она не обеспечивает продукцию рекомбинантного пептида RL2 в клетках млекопитающих.A disadvantage of the known plasmid pFK2 is that it does not ensure the production of the recombinant peptide RL2 in mammalian cells.

Недостатком известного рекомбинантного пептида RL2, произведенного в системе Escherichia coli, является то, что эффективность его противоопухолевого действия многократно снижена по сравнению с нативным фрагментом каппа-казеина человека.A disadvantage of the known recombinant peptide RL2 produced in the Escherichia coli system is that the effectiveness of its antitumor effect is many times reduced compared to the native fragment of human kappa-casein.

Задачей группы изобретений является создание рекомбинантной плазмиды, обеспечивающей продукцию пептида EL1, и получение рекомбинантного пептида EL1, обладающего повышенной цитотоксической активностью по отношению к раковым клеткам человека.The objective of the group of inventions is the creation of a recombinant plasmid that provides the production of the EL1 peptide, and the preparation of a recombinant EL1 peptide having increased cytotoxic activity against human cancer cells.

Техническим результатом группы изобретений является создание рекомбинантной плазмиды pEL1, обеспечивающей синтез рекомбинантного пептида EL1, и получение рекомбинантного пептида EL1, обладающего повышенной цитотоксической активностью по отношению к раковым клеткам человека.The technical result of the group of inventions is the creation of a recombinant plasmid pEL1, which provides the synthesis of a recombinant EL1 peptide, and the preparation of a recombinant EL1 peptide having increased cytotoxic activity against human cancer cells.

Указанный технический результат достигается путем конструирования плазмиды pEL1 за счет встройки в плазмидный вектор pCDH-EF1a-GlucSP-MCS-IRES-copGFP фрагмента ДНК, кодирующего рекомбинантный пептид EL1 в единой рамке трансляции с сигнальным пептидом GlucSP, трансфекции полученной плазмидой pEL1 культуры клеток человека, выращивания биомассы трансфицированных клеток с последующим использованием кондиционированных супернатантов таких клеток.This technical result is achieved by constructing the plasmid pEL1 by inserting into the plasmid vector pCDH-EF1a-GlucSP-MCS-IRES-copGFP a DNA fragment encoding the recombinant EL1 peptide in a single translation frame with the GlucSP signal peptide, transfecting the cultured human cell culture plasmid pEL1 obtained biomass of transfected cells, followed by the use of conditioned supernatants of such cells.

Сущность заявляемой группы изобретений заключается в следующем.The essence of the claimed group of inventions is as follows.

Генно-инженерными методами получают плазмиду pEL1, несущую ген, кодирующий рекомбинантный аналог лактаптина (пептид EL1), слитый с сигнальной последовательностью GlucSP. Конструкция pEL1 устроена таким образом, что клонированный ген GlucSP-EL1 находится под контролем конститутивного промотора гена EF1a человека.Genetically engineered to obtain the plasmid pEL1 carrying the gene encoding the recombinant analog of lactaptine (EL1 peptide) fused to the GlucSP signal sequence. The pEL1 construct is designed such that the cloned GlucSP-EL1 gene is controlled by the constitutive promoter of the human EF1a gene.

Исходным генетическим материалом для конструирования рекомбинантной плазмиды pEL1 является:The starting genetic material for the construction of the recombinant plasmid pEL1 is:

а) лентивирусный вектор третьего поколения pCDH-EF1a-GlucSP-MCS-IRES-copGFP, являющийся дериватом вектора pCDH-EF1a-MCS-IRES-copGFP (SystemBio, США) и обеспечивающий встройку фрагмента ДНК, кодирующего рекомбинантный пептид EL1, его экспрессию под контролем конститутивного промотора гена EF1a человека и секрецию во внеклеточное пространство за счет использования сигнальной последовательности GlucSP;a) a third-generation lentiviral vector pCDH-EF1a-GlucSP-MCS-IRES-copGFP, which is a derivative of the pCDH-EF1a-MCS-IRES-copGFP vector (SystemBio, USA) and allows the insertion of a DNA fragment encoding the recombinant EL1 peptide, its expression under control the constitutive promoter of the human EF1a gene and secretion into the extracellular space by using the GlucSP signal sequence;

б) фланкированный сайтами рестрикции AgeI и EcoRI фрагмент ДНК, кодирующий рекомбинантный пептид EL1, который получают в полимеразной цепной реакции с использованием олигонуклеотидных праймеров: lactap_AgeF 5'-gcaccggtatgaaccagaaacaaccagca-3' и U30R 5'-atgacgttgtagtgtttgggt-3' на матрице плазмиды pVGF-FR2-PE/L-Pat [10]. Праймер lactap_AgeF обеспечивает наличие в амплификационном фрагменте сайта рестрикции AgeI. Полученная плазмида pEL1 (фиг. 1) характеризуется следующими признаками:b) a DNA fragment flanked by the AgeI and EcoRI restriction sites encoding the recombinant EL1 peptide, which is obtained in the polymerase chain reaction using oligonucleotide primers: lactap_AgeF 5'-gcaccggtatgaaccagaaacaaccagca-3gtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgt -PE / L-Pat [10]. The lactap_AgeF primer ensures the presence of an AgeI restriction site in the amplification fragment. The resulting plasmid pEL1 (Fig. 1) is characterized by the following features:

- имеет размер 8248 п.о.;- has a size of 8248 bp .;

- кодирует рекомбинантный пептид GlucSP-EL1, содержащий остаток метионина, сигнальный пептид GlucSP (GVKVLFALICIAVAEAKPT), глициновый спейсер (G) и рекомбинантный пептид EL1, который при экспорте во внеклеточное пространство теряет сигнальную и спейсерную последовательности и конвертируется в рекомбинантный пептид EL1;- encodes a recombinant GlucSP-EL1 peptide containing a methionine residue, a GlucSP signal peptide (GVKVLFALICIAVAEAKPT), a glycine spacer (G), and a recombinant EL1 peptide that, when exported to the extracellular space, loses the signal and spacer sequences and converts to the recombinant peptide EL1;

- состоит из следующих элементов:- consists of the following elements:

а) фрагмента ДНК размером 426 п.о., кодирующего рекомбинантный пептид GlucSP-EL1;a) a 426 bp DNA fragment encoding the recombinant peptide GlucSP-EL1;

б) сайта инициации репликации pUC, обеспечивающего высококопийное поддержание конструкции в клетках Escherichia coli;b) a pUC replication initiation site providing high copy maintenance of the construct in Escherichia coli cells;

в) сайта инициации репликации вируса SV40, обеспечивающего стабильное поддержание конструкции в эписомном состоянии в клетках млекопитающих, экспрессирующих большой антиген Т вируса SV40;C) the site of initiation of replication of the SV40 virus, providing stable maintenance of the construct in an episomal state in mammalian cells expressing the large antigen T of the SV40 virus;

г) промотора гена EF1a человека, обеспечивающего конститутивную и сильную экспрессию интересующих рекомбинантных слитых белков в клетках млекопитающих;d) a promoter of the human EF1a gene, which provides constitutive and strong expression of recombinant fusion proteins of interest in mammalian cells;

д) генетических маркеров:e) genetic markers:

AMPr - ген ампициллин-резистентности (bla), определяющий устойчивость к ампициллину при трансформации Escherichia coli;AMPr - ampicillin resistance gene (bla), which determines ampicillin resistance during Escherichia coli transformation;

иand

copGFP - репортерный ген зеленого флуоресцентного белка копеподы Pontellina plumata, определяющий свечение трансформированных или трансдуцированных клеток млекопитающих при их облучении в сине-зеленом УФ-диапазоне;copGFP is the reporter gene of the green fluorescent protein of copepod Pontellina plumata, which determines the luminescence of transformed or transduced mammalian cells when they are irradiated in the blue-green UV range;

е) гибридного RSV-5'LTR промотора, состоящего из последовательностей вируса саркомы Раусса (RSV) и ВИЧ-1, обеспечивающего ТАТ-независимый синтез вирусных транскриптов в клетках-паковщицах лентивирусных частиц;f) a hybrid RSV-5'LTR promoter, consisting of sequences of Rauss sarcoma virus (RSV) and HIV-1, providing TAT-independent synthesis of viral transcripts in cells-packers of lentiviral particles;

ж) модифицированных генетических элементов ВИЧ-1 (сРРТ, gag, env, RRE), необходимых для корректного процессинга вирусной РНК и сборки лентивирусных частиц;g) modified genetic elements of HIV-1 (cpp, gag, env, RRE) necessary for the correct processing of viral RNA and assembly of lentiviral particles;

з) 5'LTR и 3'dLTR-последовательностей ВИЧ-1, обеспечивающих стабильную интеграцию заключенных между ними последовательностей в геном клеток млекопитающих без возможности их дальнейшей повторной мобилизации;h) 5'LTR and 3'dLTR sequences of HIV-1, ensuring stable integration of the sequences enclosed between them into the genome of mammalian cells without the possibility of their further re-mobilization;

и) последовательности WPRE - регуляторного элемента вируса гепатита сурков, обеспечивающего увеличение стабильности и трансляции транскриптов;i) the sequence of WPRE, a regulatory element of the marmot hepatitis virus, which provides increased stability and transcription of transcripts;

к) элемента IRES - внутреннего сайта посадки рибосомы кардиовируса А, обеспечивающего кэп-независимую инициацию трансляции сцепленного репортера copGFP;j) an IRES element, an internal site for the insertion of the cardiovirus A ribosome, providing cap-independent translation initiation of the copGFP linked reporter;

л) сайта полиаденилирования SV40, обеспечивающего эффективную терминацию транскрипции и процессинг рекомбинантных транскриптов.k) SV40 polyadenylation site, which provides efficient termination of transcription and processing of recombinant transcripts.

Таким образом, впервые получена плазмидная ДНК pEL1, обеспечивающая синтез в клетках человека рекомбинантного пептида GlucSP-EL1, состоящего из отщепляемого при экспорте из клетки сигнального пептида GlucSP и противоопухолевого рекомбинантного пептида EL1, обладающего цитотоксической активностью по отношению к раковым клеткам человека.Thus, pEL1 plasmid DNA was obtained for the first time, which ensures the synthesis of recombinant peptide GlucSP-EL1 in human cells, consisting of the signal peptide GlucSP cleaved from export from the cell and the antitumor recombinant peptide EL1, which has cytotoxic activity against human cancer cells.

Клетки млекопитающих, например, клетки эмбрионального почечного эпителия человека HEK293, экспрессирующие температуро-чувствительный аллель большого Т-антигена вируса SV40, трансформируют сконструированной плазмидой pEL1 и выращивают 6 ч в среде IMDM с добавлением фетальной сыворотки коров до 10%, 100 мкг/мл стрептомицина и 100 ед./мл пенициллина в атмосфере 5% CO2 при 37°С. Через 6 часов после трансфекции среду в чашках заменяют на новую и инкубируют клетки 48 часов. После этого супернатанты кондиционированной среды фильтруют через 0.45 мкм PES-фильтры и используют для проведения количественной оценки уровня секретируемого рекомбинантного пептида и его цитотоксической активности в отношении раковых и условно нормальных клеточных линий человека.Mammalian cells, for example, HEK293 human embryonic renal epithelium cells expressing the temperature-sensitive allele of the SV40 virus large T antigen, are transformed with the constructed plasmid pEL1 and grown for 6 h in IMDM medium with the addition of fetal bovine serum up to 10%, 100 μg / ml streptomycin and 100 units / ml of penicillin in an atmosphere of 5% CO2 at 37 ° C. 6 hours after transfection, the medium in the plates is replaced with a new one and the cells are incubated for 48 hours. After that, the supernatants of the conditioned medium are filtered through 0.45 μm PES filters and used to quantify the level of secreted recombinant peptide and its cytotoxic activity against cancerous and conditionally normal human cell lines.

Рекомбинатный пептид EL1, присутствующий в кондиционированном супернатанте трансфицированных клеток, обладает цитотоксической активностью в отношении клеток рака молочной железы человека MDA-MB-231, клеток глиобластомы человека T98G и клеток рака простаты человека РС3. Рекомбинантный пептид EL1 имеет аминокислотную последовательность, кодируемую нуклеотидной последовательностью SEQ ID NO: 1 (фиг. 2).The recombinant EL1 peptide present in the conditioned transfected cell supernatant has cytotoxic activity against human breast cancer cells MDA-MB-231, human glioblastoma cells T98G, and human prostate cancer cells PC3. The recombinant EL1 peptide has the amino acid sequence encoded by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 (Fig. 2).

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:

Фиг. 1. Карта генетической конструкции плазмиды pEL1, где: Fragment - последовательность ДНК, кодирующая рекомбинантный пептид GlucSP-EL1; EF1a - промотор гена EF1a человека, GaussiaSP - сигнальный пептид люциферазы Gaussia princeps, IRES - внутренний сайт посадки рибосомы кардиовируса A, copGFP - зеленый флуоресцентный белок копеподы Pontellina plumata, RSV - гибридный промотор, HIV LTR - длинный концевой повтор ВИЧ-1, gag - укороченная последовательность гена gag ВИЧ-1, RRE - REV-связывающий элемент ВИЧ-1, WPRE регуляторный элемент вируса гепатита сурков, 3'dLTR - усеченный длинный концевой повтор ВИЧ-1, AmpR - ген устойчивости к ампициллину, pUCori - ориджин репликации pUC, SV40ori - сайт инициации репликации вируса SV40, SV40polyA - сайт полиаденилирования вируса SV40.FIG. 1. Map of the genetic design of plasmid pEL1, where: Fragment is a DNA sequence encoding the recombinant peptide GlucSP-EL1; EF1a is the promoter of the human EF1a gene, GaussiaSP is the signal peptide of the lussiferase Gaussia princeps, IRES is the internal landing site of the cardiovirus A ribosome, copGFP is the green fluorescent copepod protein Pontellina plumata, RSV is the hybrid promoter, HIV LTR is the long terminal repeat of HIV-1, gag shortened gag gene sequence HIV-1, RRE - REV-binding element of HIV-1, WPRE regulatory element of marmot hepatitis virus, 3'dLTR - truncated long terminal repeat of HIV-1, AmpR - ampicillin resistance gene, pUCori - pUC replication origin, SV40ori - SV40 virus replication initiation site, SV40polyA - polyadeni site ation of the SV40 virus.

Фиг. 2. Нуклеотидная последовательность фрагмента плазмиды pEL1 и кодируемая ею аминокислотная последовательность рекомбинантного пептида EL1.FIG. 2. The nucleotide sequence of a fragment of plasmid pEL1 and its encoded amino acid sequence of the recombinant peptide EL1.

Фиг. 3. Вестерн-блот анализ содержания рекомбинантного пептида EL1 в кондиционированной среде клеток НЕК293Т, трансфицированных плазмидой pEL1 и pCDH-EF1-MCS-IRES-copGFP, где дорожки: М - набор маркерных белков известного молекулярного веса, 1 - рекомбинантный RL2, очищенный из Escherichia coli (RL2coli), 2 - среда, кондиционированная клетками HEK293T, трансфицированными «пустым» вектором pCDH-EF1-MCS-IRES-copGFP (негативный контроль); 3 - среда, кондиционированная клетками HEK293T, трансфицированными плазмидой pEL1.FIG. 3. Western blot analysis of the content of recombinant EL1 peptide in conditioned medium of HEK293T cells transfected with plasmid pEL1 and pCDH-EF1-MCS-IRES-copGFP, where lanes: M - a set of marker proteins of known molecular weight, 1 - recombinant RL2 purified from Escherichia coli (RL2 coli ), 2 - medium conditioned with HEK293T cells transfected with the empty vector pCDH-EF1-MCS-IRES-copGFP (negative control); 3 - medium conditioned by HEK293T cells transfected with plasmid pEL1.

Фиг. 4. Изменение жизнеспособности клеток аденокарциномы молочной железы человека MDA-MB-231, глиобластомы человека T98G и рака простаты РС3 при инкубации с рекомбинантным пептидом RL2, полученным в системе Escherichia coli (RL2coli), и с рекомбинантным пептидом EL1 при его наработке в культуре клеток человека HEK293T. Жизнеспособность клеток определяли относительно жизнеспособности контрольных клеток (инкубации без белков) ± стандартное отклонение (М±s) по результатам трех независимых экспериментов.FIG. 4. Changes in cell viability of human breast adenocarcinoma MDA-MB-231, human glioblastoma T98G, and PC3 prostate cancer when incubated with the recombinant peptide RL2 obtained in the Escherichia coli system (RL2 coli ), and with the recombinant peptide EL1 during its production in cell culture Human HEK293T. Cell viability was determined relative to the viability of the control cells (incubation without proteins) ± standard deviation (M ± s) according to the results of three independent experiments.

Для лучшего понимания сущности предлагаемой группы изобретений ниже следуют конкретные примеры их осуществления.For a better understanding of the essence of the proposed group of inventions, the following are specific examples of their implementation.

Пример 1. Конструирование рекомбинантной плазмиды pEL1.Example 1. Construction of a recombinant plasmid pEL1.

Нуклеотидную последовательность, кодирующую рекомбинантный аналог лактаптина (рекомбинантный пептид EL1), амплифицируют с плазмиды pVGF-FR2-PE/L-Pat, используя праймеры lactap_AgeF 5'-gcaccggtatgaaccagaaacaaccagca-3' и U30R 5'-atgacgttgtagtgtttgggt-3'. Реакцию проводят в амплификаторе Eppendorf Mastercycler. В состав реакционной смеси объемом 50 мкл входит: 1xSEBuffer Pfu ДНК-полимераза (СибЭнзим, Россия), смесь дезоксинуклеозид трифосфатов (dATP, dGTP, dCTP, dGTP) (dNTP-смесь) (2,5 мкМ), плазмида pVGF-FR2-PE/L-Pat (10 нг), праймер lactap_AgeF (0,3 нМ), праймер U30R (0,3 нМ), Pfu-полимераза (2,5 ед. акт.) (СибЭнзим, Россия). Условия проведения ПЦР: предварительная денатурация - 2 минуты при 96°С; 35 циклов - 15 секунд при 94°С, 15 секунд при 54°С, 20 секунд при 72°С; заключительная стадия - 2 минуты при 72°С.The nucleotide sequence encoding the recombinant lactaptin analog (EL1 recombinant peptide) is amplified from the plasmid pVGF-FR2-PE / L-Pat using the primers lactap_AgeF 5′-gcaccggtatgaaccagaaacaaccagca-3 ′ and U30R 5′-gtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtgtt. The reaction is carried out in an Eppendorf Mastercycler thermocycler. The composition of the reaction mixture with a volume of 50 μl includes: 1xSEBuffer Pfu DNA polymerase (SibEnzyme, Russia), a mixture of deoxynucleoside triphosphates (dATP, dGTP, dCTP, dGTP) (dNTP mixture) (2.5 μM), plasmid pVGF-FR2-PE / L-Pat (10 ng), lactap_AgeF primer (0.3 nM), U30R primer (0.3 nM), Pfu polymerase (2.5 act units) (SibEnzyme, Russia). Conditions for PCR: preliminary denaturation - 2 minutes at 96 ° C; 35 cycles - 15 seconds at 94 ° C, 15 seconds at 54 ° C, 20 seconds at 72 ° C; final stage - 2 minutes at 72 ° C.

По завершении ПЦР к реакции добавляют 5 мкл 3М NaAc рН 5,0 и 125 мкл 96% этилового спирта и осаждают ДНК в течение нескольких часов при температуре минус 20°С. Полученный после центрифугирования (13000 g, 10 мин) осадок дважды промывают 500 мкл 70% этилового спирта (центрифугирование 13000 g, 5 мин), высушивают в вакуумном испарителе и растворяют в 40 мкл автоклавированной бидистиллированной воды.At the end of the PCR, 5 μl of 3M NaAc pH 5.0 and 125 μl of 96% ethanol are added to the reaction and DNA is precipitated for several hours at a temperature of minus 20 ° С. The precipitate obtained after centrifugation (13000 g, 10 min) is washed twice with 500 μl of 70% ethanol (centrifugation 13000 g, 5 min), dried in a vacuum evaporator and dissolved in 40 μl of autoclaved bidistilled water.

Векторную ДНК pCDH-EF1a-GlucSP-MCS-IRES-copGFP (2 мкг) и переосажденный ПЦР-продукт (1 мкг), кодирующий рекомбинантный пептид EL1, обрабатывают эндонуклеазами рестрикции AgeI и EcoRI (по 10 ед. акт. каждого фермента) (Thermo Scientific, Литва) в объеме реакционной смеси 50 мкл. Реакцию проводят в условиях, рекомендованных производителем.The vector DNA pCDH-EF1a-GlucSP-MCS-IRES-copGFP (2 μg) and the reprecipitated PCR product (1 μg) encoding the recombinant EL1 peptide are treated with AgeI and EcoRI restriction endonucleases (10 units of each enzyme) (Thermo Scientific, Lithuania) in a reaction volume of 50 μl. The reaction is carried out under the conditions recommended by the manufacturer.

После обработки рестриктазами AgeI и EcoRI векторную ДНК pCDH-EF1a-GlucSP-MCS-IRES-copGFP и клонируемый ПЦР-фрагмент очищают электрофорезом в 1,0% агарозном геле на ТАЕ (40 мМ Tris-HCl, 20 мМ уксусная кислота, 1 мМ ЭДТА (рН=8,4)) и экстрагируют из геля набором QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen, США) согласно протоколу производителя.After treatment with AgeI and EcoRI restriction enzymes, the vector DNA pCDH-EF1a-GlucSP-MCS-IRES-copGFP and the cloned PCR fragment were purified by electrophoresis on 1.0% TAE agarose gel (40 mM Tris-HCl, 20 mM acetic acid, 1 mM EDTA (pH = 8.4)) and extracted from the gel with a QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen, USA) according to the manufacturer's protocol.

Реакцию лигирования Т4 ДНК-лигазой (СибЭнзим, Россия) линеализированного вектора pCDH-EF1a-GlucSP-MCS-IRES-copGFP и клонируемого фрагмента, обработанного ранее эндонуклеазами рестрикции AgeI и EcoRI, проводят в реакции объемом 10 мкл и состава 50 мМ Tris-HCl (рН=7,8); 10 мМ MgCl2; 10 мМ DTT; 1 мМ rATP, при +4°С в течение ночи. В реакции используют 50 нг линейной формы вектора и клонируемый фрагмент в трехкратном молярном избытке по отношению к вектору.The T4 ligation reaction with DNA ligase (SibEnzyme, Russia) of the linearized vector pCDH-EF1a-GlucSP-MCS-IRES-copGFP and the cloned fragment previously treated with restriction endonucleases AgeI and EcoRI, is carried out in a reaction with a volume of 10 μl and a composition of 50 mM Tris-HCl ( pH = 7.8); 10 mM MgCl 2 ; 10 mM DTT; 1 mM rATP, at + 4 ° C overnight. The reaction uses 50 ng of the linear shape of the vector and the cloned fragment in a three-fold molar excess with respect to the vector.

Пример 2. Получение трансфицированных клеток человека HEK293T, секретирующих рекомбинантный пептид EL1.Example 2. Obtaining transfected human HEK293T cells secreting the recombinant EL1 peptide.

Клетки линии HEK293T культивируют в среде IMDM (Gibco) с 10% фетальной сывороткой коров (HyClone, США), 100 мкг/мл стрептомицина и 100 ед./мл пенициллина в атмосфере 5% CO2 при 37°С. По достижении конфлюэнтности, клетки пересевают на новую среду разбавлением суспензии клеток 1:5 (или раз в два дня) или за 16 часов перед проведением трансфекции так, чтобы на момент проведения трансфекции уровень конфлюэнтности составлял около 50-60%.HEK293T cells were cultured in IMDM medium (Gibco) with 10% fetal bovine serum (HyClone, USA), 100 μg / ml streptomycin and 100 units / ml penicillin in an atmosphere of 5% CO2 at 37 ° C. Upon reaching confluence, the cells are subcultured onto a new medium by diluting the cell suspension 1: 5 (or once every two days) or 16 hours before transfection so that at the time of transfection the confluency level is about 50-60%.

Препарат плазмиды pEL1 и pCDH-EF1a-MCS-IRES-copGFP подготавливают при помощи набора очистки плазмидной ДНК QIAGEN Plasmid Maxi в соответствии с рекомендациями производителя и ДНК растворяют в автоклавированной деионизованной воде. Затем клетки линии HEK293T трансфицируют препаратами плазмид при помощи кальций-фосфатной трансфекции. Для трансфекции 5 млн клеток в чашке диаметром 10 см используют 10 мкг ДНК. ДНК плазмиды pEL1 или pCDH-EF1a-MCS-IRES-copGFP (негативный контроль) смешивают с 31.2 мкл СаС12 и добавляют воду до 250 мкл. После этого смесь постепенно добавляют к 250 мкл стерильного HBS (150 мМ NaCl, 20 мМ HEPES, рН 7,0;), интенсивно перемешивая его на вортексе. Полученную таким образом суспензию комплексов фосфата кальция и плазмидной ДНК осторожно раскапывают по поверхности чашки с трансфицируемыми клетками HEK293T. Через 6 часов после трансфекции среду в чашках заменяют на новую и инкубируют клетки 48 часов. После этого супернатанты кондиционированных сред, полученные центрифугированием 5 мин при 800 g, фильтруют через 0.45 мкм PES-фильтры и используют для дальнейшего анализа.The plasmid preparation pEL1 and pCDH-EF1a-MCS-IRES-copGFP were prepared using the QIAGEN Plasmid Maxi plasmid DNA purification kit according to the manufacturer's recommendations and the DNA was dissolved in autoclaved deionized water. HEK293T cells are then transfected with plasmid preparations using calcium phosphate transfection. For transfection of 5 million cells in a 10 cm diameter dish, 10 μg of DNA is used. Plasmid DNA pEL1 or pCDH-EF1a-MCS-IRES-copGFP (negative control) was mixed with 31.2 μl of CaCl2 and water up to 250 μl was added. After this, the mixture is gradually added to 250 μl of sterile HBS (150 mm NaCl, 20 mm HEPES, pH 7.0;), vigorously mixing it. The thus obtained suspension of calcium phosphate complexes and plasmid DNA is carefully digested on the surface of a plate with transfected HEK293T cells. 6 hours after transfection, the medium in the plates is replaced with a new one and the cells are incubated for 48 hours. After that, supernatants of conditioned media obtained by centrifugation for 5 min at 800 g are filtered through 0.45 μm PES filters and used for further analysis.

Пример 3. Детекция и оценка концентрации рекомбинантного пептида EL1 в кондиционированной среде.Example 3. Detection and evaluation of the concentration of recombinant EL1 peptide in a conditioned medium.

Для подтверждения наработки полноразмерного рекомбинантного пептида EL1 проводят Вестерн-блот анализ кондиционированной среды. К аликвотам кондиционированной среды добавляют 1/4 часть (по объему) буфера состава 100 мМ Tris-HCl рН=6,8, 400 мМ 2-меркаптоэтанол, 4% SDS, 40% глицерин, бромфеноловый голубой (300 нг/мл), ксилен цианоловый (300 нг/мл), прогревают на кипящей водяной бане 1 минуту, центрифугируют 1 минуту при 13000 g и наносят на полиакриламидный гель (5% концентрирующий и 15% разделяющий) [11]. В качестве маркера молекулярного веса используют готовый набор предокрашенных белков с молекулярной массой 10-260 кДа (Thermo Scientific Spectra Multicolor Broad range Protein Ladder, Thermo Scientific, Литва). По окончании электрофореза белки и пептиды из геля переносят на нитроцеллюлозную мембрану (Bio-Rad, США) путем влажного электропереноса при 150 В в течение 1 ч в буфере NuPAGE (Novex Life Technologies, США). Нитроцеллюлозную мембрану инкубируют в буфере iBind Solution (Novex Life Technologies, США) на приборе iBind Western (Life Technologies) в течение 18 ч с добавлением антител к RL2, конъюгированных с пероксидазой хрена (клон F14, Biosan, Россия), разведение 1:1000. После этого мембрану инкубируют с хемилюминесцентным субстратом (Novex®ECL, Invitrogen, США) в течение 1 мин и визуализируют данные на люминесцентном сканере C-Digit (LI-COR, США). Данные обрабатывают с помощью программного пакета Image Studio Ver 4.0 digits (LI-COR, США). Результаты эксперимента представлены на фиг. 3 и свидетельствуют о том, что клетки HEK293T, трансфицированные плазмидной ДНК pEL1, действительно продуцируют рекомбинантный пептид EL1, секретируемый в среду: электрофоретическая подвижность детектируемого анти-RL2 антителами рекомбинантного пептида EL1 соответствует подвижности рекомбинантного RL2, полученного в системе Escherichia coli (RL2coli).To confirm the production of the full-length recombinant EL1 peptide, Western blot analysis of the conditioned medium is carried out. Aliquots of the conditioned medium are added 1/4 part (by volume) of a buffer composition of 100 mm Tris-HCl pH = 6.8, 400 mm 2-mercaptoethanol, 4% SDS, 40% glycerol, bromphenol blue (300 ng / ml), xylene cyanolic (300 ng / ml), heated in a boiling water bath for 1 minute, centrifuged for 1 minute at 13000 g and applied to a polyacrylamide gel (5% concentrating and 15% separating) [11]. As a molecular weight marker, a ready-made set of pre-stained proteins with a molecular weight of 10-260 kDa is used (Thermo Scientific Spectra Multicolor Broad range Protein Ladder, Thermo Scientific, Lithuania). At the end of electrophoresis, proteins and peptides from the gel are transferred onto a nitrocellulose membrane (Bio-Rad, USA) by wet transfer at 150 V for 1 h in NuPAGE buffer (Novex Life Technologies, USA). The nitrocellulose membrane was incubated in the iBind Solution buffer (Novex Life Technologies, USA) on an iBind Western device (Life Technologies) for 18 h with the addition of antibodies to RL2 conjugated with horseradish peroxidase (clone F14, Biosan, Russia), a 1: 1000 dilution. After that, the membrane was incubated with a chemiluminescent substrate (Novex® ECL, Invitrogen, USA) for 1 min and the data was visualized on a C-Digit fluorescent scanner (LI-COR, USA). Data is processed using the Image Studio Ver 4.0 digits software package (LI-COR, USA). The experimental results are shown in FIG. 3 and indicate that the HEK293T cells were transfected with plasmid DNA pEL1, actually produce the recombinant peptide EL1, secreted into medium: electrophoretic mobility of the detectable anti-RL2 antibodies recombinant peptide EL1 corresponds mobility recombinant RL2, obtained in Escherichia coli system (RL2 coli).

Определение концентрации рекомбинантного пептида EL1 в кондиционированных средах проводят по следующему протоколу. Специфические моноклональные антитела к RL2 (100 мкл) (клон F21, ЗАО Биосан, РФ) в карбонат-бикарбонатном буфере (15 мМ Na2CO3, 35 мМ NaHCO3, рН=9,6.), иммобилизуют в 96-луночном сорбционном планшете для ИФА (Costar, США) и инкубируют последовательно 60 мин при 37°С и далее 18 ч при 4°С. Содержимое лунок удаляют, планшет дважды промывают 1 х промывочным буфером (150 мМ NaCl, 25 мМ Tris-HCl рН=7,5, 0.05% Tween-20) и добавляют в лунки по 200 мкл блокировочного буфера (150 мМ NaCl, 25 мМ Tris-HCl рН=7,5, 0.05% Tween-20, 0.9% BSA), инкубируют 1 ч при 37°С. Лунки дважды промывают промывочным буфером и наносят в трех повторах образцы кондиционированной среды, разбавленной в 2, 5 и 10 раз. Для построения калибровочной кривой готовят образцы рекомбинантного пептида RL2(прототип), полученного в системе Escherichia coli (RL2coli) (30 нг/мл, 60 нг/мл, 90 нг/мл, 120 нг/мл, 300 нг/мл, 600 нг/мл) и помещают по 100 мкл в трех повторах в подготовленный ИФА-планшет. Планшет инкубируют 1 ч при 37°С, после чего содержимое лунок удаляют и добавляют в каждую лунку по 100 мкл моноклональных антител к RL2 (клон F15, ЗАО Биосан, РФ), конъюгированных с пероксидазой хрена, и инкубируют 1 ч при 37°С. Лунки промывают промывочным буфером, добавляют по 100 мкл субстрата (0.05 М цитратно-фосфатный буфер, 0.1 мг/мл ТМВ, 0.006% H2O2 рН=5,0.) и инкубируют 20 мин в темноте при 24°С. Реакцию останавливают добавлением 100 мкл 2 М H2SO4. Оптическую плотность раствора в лунках измеряют на планшетном спектрофотометре Apollo LB 912 (Berthold Technologies, Германия) при λ=450 нм, референсная длина волны λ=620 нм. По полученным результатам строят калибровочную кривую и по ее линейному участку определяют содержание рекомбинантного пептида EL1 в кондиционированной среде.Determination of the concentration of recombinant EL1 peptide in conditioned media is carried out according to the following protocol. Specific monoclonal antibodies to RL2 (100 μl) (clone F21, ZAO Biosan, RF) in carbonate-bicarbonate buffer (15 mM Na2CO3, 35 mM NaHCO3, pH = 9.6.), Immobilized in a 96-well ELISA sorption plate ( Costar, USA) and incubated successively for 60 min at 37 ° C and then 18 h at 4 ° C. The contents of the wells are removed, the plate is washed twice with 1 x washing buffer (150 mm NaCl, 25 mm Tris-HCl pH = 7.5, 0.05% Tween-20) and 200 μl of blocking buffer (150 mm NaCl, 25 mm Tris are added to the wells -HCl pH = 7.5, 0.05% Tween-20, 0.9% BSA), incubated for 1 h at 37 ° C. The wells are washed twice with wash buffer and samples of conditioned medium diluted 2, 5, and 10 times are applied in triplicate. To build a calibration curve, samples of the recombinant peptide RL2 (prototype) prepared in the Escherichia coli (RL2 coli ) system (30 ng / ml, 60 ng / ml, 90 ng / ml, 120 ng / ml, 300 ng / ml, 600 ng / ml) and place 100 μl in triplicate in a prepared ELISA plate. The plate is incubated for 1 h at 37 ° C, after which the contents of the wells are removed and 100 μl of monoclonal antibodies to RL2 (clone F15, ZAO Biosan, RF) conjugated with horseradish peroxidase are added to each well and incubated for 1 h at 37 ° C. The wells are washed with wash buffer, 100 μl of substrate (0.05 M citrate-phosphate buffer, 0.1 mg / ml TMB, 0.006% H2O2 pH = 5.0.) Is added and incubated for 20 min in the dark at 24 ° C. The reaction was stopped by the addition of 100 μl of 2 M H2SO4. The optical density of the solution in the wells was measured on an Apollo LB 912 plate spectrophotometer (Berthold Technologies, Germany) at λ = 450 nm, reference wavelength λ = 620 nm. Based on the results obtained, a calibration curve is constructed and the content of the recombinant EL1 peptide in the conditioned medium is determined by its linear section.

Пример 4. Оценка цитотоксической активности рекомбинантного пептида EL1 по отношению к раковым клеткам человека.Example 4. Evaluation of the cytotoxic activity of the recombinant peptide EL1 in relation to human cancer cells.

Для сравнительного анализа цитотоксического воздействия RL2 (прототип), очищенного из клеток Escherichia coli штамма BL21(DE3)/pFK2, депонированного в ЦКП «Коллекция экстремофильных микроорганизмов и типовых культур» Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН под номером 1020 (RL2coli), и EL1, секретируемого клетками человека HEK293T, трансфицированных плазмидной ДНК pEL1, используют клетки аденокарциномы молочной железы человека линии MDA-MB-231 и клетки глиомы человека линии T98G, полученные из коллекции клеточных культур ЗАО «Исследовательский Институт Химического Разнообразия» (г. Химки, Московская область), а также клетки рака простаты человека линии РС3 (АТСС, США).For a comparative analysis of the cytotoxic effect of RL2 (prototype), purified from Escherichia coli cells of strain BL21 (DE3) / pFK2, deposited in the Collective Use Center “Collection of Extremophilic Microorganisms and Typical Cultures” of the Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine of the SB RAS under number 1020 (RL2 coli ), and EL1 secreted by HEK293T human cells transfected with pEL1 plasmid DNA use MDA-MB-231 human breast adenocarcinoma cells and T98G human glioma cells obtained from the cell culture collection of Research Institute of Chemical Diversity "(Khimki, Moscow region), and human prostate cancer PC3 cell line (ATCC, USA).

Клетки MDA-MB-231 культивируют в среде L15 (Gibco, Life Technologies, UK) в присутствии 10% FBS, 2 мМ L-глутамина, 250 мг/мл амфотерицина В и 100 ед./мл пенициллина/стрептомицина. Клетки T98G и РС3 культивируют в среде IMDM (Gibco, Life Technologies, UK) в присутствии 10%) FBS, 2 мМ L-глутамина и 100 ед./мл пенициллина/стрептомицина. Клетки культивируют при 37°С в атмосфере 5% CO2.MDA-MB-231 cells were cultured in L15 medium (Gibco, Life Technologies, UK) in the presence of 10% FBS, 2 mM L-glutamine, 250 mg / ml amphotericin B and 100 units / ml penicillin / streptomycin. T98G and PC3 cells were cultured in IMDM medium (Gibco, Life Technologies, UK) in the presence of 10%) FBS, 2 mM L-glutamine and 100 units / ml penicillin / streptomycin. Cells were cultured at 37 ° C in an atmosphere of 5% CO 2 .

В качестве способа, позволяющего быстро и точно оценить цитотоксическую активность заявляемого рекомбинантного пептида EL1, полученного в эукариотической системе экспрессии и RL2coli (прототип) используют МТТ-тест. Клетки высаживают на 96-луночные планшеты для культур клеток в концентрации 4-5*103 клеток/лунку в 100 мкл питательной среды RPMI-1640 (Gibco, Life Technologies, UK), содержащей 10% по объему FBS с добавлением раствора антибиотиков-антимикотиков состава: 100 ед./мл пенициллина G, 100 мкг/мл стрептомицина сульфата, 0,25 мкг/мл амфотерицина, и инкубируют в течение 24 ч при температуре 37°С в атмосфере 5% CO2.As a method for quickly and accurately assessing the cytotoxic activity of the inventive recombinant EL1 peptide obtained in the eukaryotic expression system and RL2 coli (prototype), an MTT test is used. Cells are plated on 96-well cell culture plates at a concentration of 4-5 * 10 3 cells / well in 100 μl RPMI-1640 culture medium (Gibco, Life Technologies, UK) containing 10% FBS by addition of an antibiotic-antimycotic solution composition: 100 units / ml penicillin G, 100 μg / ml streptomycin sulfate, 0.25 μg / ml amphotericin, and incubated for 24 hours at a temperature of 37 ° C in an atmosphere of 5% CO 2 .

Готовят ряд последовательных разбавлений референсного рекомбинантного пептида RL2coli и кондиционированных сред, содержащих EL1, в питательной среде RPMI-1640, не содержащей FBS. Вносят по 100 мкл полученных разведений в лунки пластикового планшета с клетками. Через 48 час инкубации при температуре 37°С в атмосфере 5% CO2 удаляют среду из лунок и вносят в каждую лунку по 200 мкл питательной среды RPMI-1640 и 10 мкл раствора МТТ (Sigma, США) с концентрацией 5 мг/мл, после чего продолжают инкубацию в тех же условиях в течение 4 ч. Затем удаляют среду с МТТ из лунок и растворяют образовавшиеся кристаллы МТТ-формазана добавлением 150 мкл ДМСО. Оптическую плотность растворенного в ДМСО МТТ-формазана измеряют на многоканальном планшетном сканере при λ=570 нм.A series of successive dilutions of the RL2 coli reference recombinant peptide and conditioned media containing EL1 are prepared in RPMI-1640 culture medium containing no FBS. Pipette 100 μl of the resulting dilutions into the wells of a plastic plate with cells. After 48 hours of incubation at 37 ° C in an atmosphere of 5% CO2, the medium is removed from the wells and 200 μl of RPMI-1640 medium and 10 μl of MTT solution (Sigma, USA) with a concentration of 5 mg / ml are added to each well, after which continue incubation under the same conditions for 4 hours. Then, the MTT medium is removed from the wells and the resulting MTT-formazan crystals are dissolved by adding 150 μl of DMSO. The optical density of MTT-formazan dissolved in DMSO was measured on a multi-channel flatbed scanner at λ = 570 nm.

Результаты эксперимента представлены на фиг. 4 и свидетельствуют о том, что инкубация раковых клеточных линий в присутствии рекомбинантного пептида RL2 (прототип), полученного в системе Escherichia coli (RL2coli), и в присутствии рекомбинантного пептида EL1 в составе кондиционированных сред от клеток HEK293T, трансфицированных pEL1, приводит к дозозависимому снижению жизнеспособности раковых клеток. Концентрация рекомбинантного пептида RL2coli (прототип), приводящая к двукратному снижению жизнеспособности протестированных раковых клеточных линий (IC50) соответствует значению ~200 мкг/мл, в то время как IC50 для рекомбинантного пептида EL1, продуцируемого человеческими клетками линии HEK293T, трансфицированными pEL1, не выше 400 нг/мл, т.е. наблюдаются по меньшей мере 500-кратные различия в IC50.The experimental results are shown in FIG. 4 and indicate that incubation of cancer cell lines in the presence of a recombinant peptide RL2 (prototype) obtained in the Escherichia coli system (RL2 coli ) and in the presence of a recombinant peptide EL1 in conditioned media from HEK293T cells transfected with pEL1 leads to a dose-dependent decreased cancer cell viability. The concentration of the recombinant peptide RL2 coli (prototype), leading to a twofold decrease in the viability of the tested cancer cell lines (IC50) corresponds to ~ 200 μg / ml, while the IC50 for recombinant EL1 peptide produced by human HEK293T cells transfected with pEL1, not higher 400 ng / ml, i.e. at least 500-fold differences in IC50 are observed.

Таким образом, сконструированная плазмидная ДНК pEL1 обеспечивает продукцию в человеческой клеточной линии HEK293T противоопухолевого рекомбинантного пептида EL1, а полученный таким образом рекомбинантный пептид EL1 обладает, как минимум, в 500 раз более выраженной цитотоксической активностью в отношении человеческих раковых клеток линий MDA-MB-231, T98G и РС3.Thus, the constructed plasmid DNA pEL1 provides the production of the antitumor recombinant EL1 peptide in the human HEK293T cell line, and the recombinant EL1 peptide thus obtained has at least 500 times more pronounced cytotoxic activity against human cancer cells of the MDA-MB-231 lines, T98G and PC3.

Источники информацииInformation sources

1. Злокачественные новообразования в России в 2014 году (заболеваемость и смертность). Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, Г.В. Петровой. - М.: МНИОИ им. П.А. Герцена - филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России, 2016. 250 с. 1. Malignant neoplasms in Russia in 2014 (morbidity and mortality). Ed. HELL. Kaprina, V.V. Starinsky, G.V. Petrova. - M.: MNII them. P.A. Herzen - a branch of the FSBI NIIRTS of the Ministry of Health of Russia, 2016.250 p.

2. Millimouno F.M., Dong J., Yang L., Li J., Li X. Targeting apoptosis pathways in cancer and perspectives with natural compounds from mother nature. // Cancer Prev Res (Phila). - 2014. - Vol. 7. - N. 11. - P. 1081-1107.2. Millimouno F.M., Dong J., Yang L., Li J., Li X. Targeting apoptosis pathways in cancer and perspectives with natural compounds from mother nature. // Cancer Prev Res (Phila). - 2014 .-- Vol. 7. - N. 11. - P. 1081-1107.

3. Некипелая B.B., Семенов Д.В., Потапенко M.O., Кулигина Е.В., Кит Ю.Я., Романова И.В., Рихтер В.А. Лактаптин - белок человеческого молока, индуцирующий апоптоз клеток аденокарциномы MCF-7. // Докл. АН. - 2008. - Т. 419. - С. 268-271.3. Nekipelaya B.B., Semenov DV, Potapenko M.O., Kuligina EV, Kit Yu.Ya., Romanova IV, Richter VA Lactaptin is a human milk protein that induces apoptosis of MCF-7 adenocarcinoma cells. // Dokl. AN - 2008.- T. 419. - S. 268-271.

4. Власов В.В., Рихтер В.А., Семенов Д.В., Некипелая В.В., Кулигина Е.В., Потапенко М.О. Пептид, обладающий апоптотической активностью по отношению к раковым клеткам человека. // Патент RU 2317304 C1, оп. 20.02.2008.4. Vlasov V.V., Richter V.A., Semenov D.V., Nekipelaya V.V., Kuligina E.V., Potapenko M.O. A peptide with apoptotic activity against human cancer cells. // Patent RU 2317304 C1, op. 02/20/2008.

5. Тикунова Н.В. и др. Рекомбинантная плазмидная ДНК pFK2, обеспечивающая синтез рекомбинантного пептида, являющегося аналогом фрагмента каппа-казеина человека, способ получения рекомбинантного пептида и рекомбинантный пептид, аналог фрагмента каппа-казеина человека, обладающий апоптотической активностью по отношению к раковым клеткам. // Патент RU 2401307 С1, оп. 10.10.2010.5. Tikunova N.V. et al. Recombinant plasmid DNA pFK2, which provides the synthesis of a recombinant peptide that is an analogue of a human kappa-casein fragment, a method for producing a recombinant peptide and a recombinant peptide, an analogue of a human kappa-casein fragment that has apoptotic activity against cancer cells. // Patent RU 2401307 C1, op. 10/10/2010.

6. Semenov D.V., Fomin A.S., Kuligina E.V., Koval O.A., Matveeva V.A., Babkina I.N., Tikunova N.V., Richter V.A. Recombinant analogues of novel milk pro-apoptotic peptide lactaptin and their effect on cultured human cells. // The Protein Journal. - 2010. - Vol. 29. - N. 3. - P. 174-180.6. Semenov D.V., Fomin A.S., Kuligina E.V., Koval O.A., Matveeva V.A., Babkina I.N., Tikunova N.V., Richter V.A. Recombinant analog of novel milk pro-apoptotic peptide lactaptin and their effect on cultured human cells. // The Protein Journal. - 2010 .-- Vol. 29. - N. 3. - P. 174-180.

7. Koval O.A., Fomin A.S., Kaledin V., Semenov D.V., Potapenko M.O., Kuligina E.V., Richter V.A. A novel pro-apoptic effector lactaptin inhibits tumor growth in mice models. // Biochimie. - 2012. - Vol. 94. - N. 12. - P. 2467-2474.7. Koval O.A., Fomin A.S., Kaledin V., Semenov D.V., Potapenko M.O., Kuligina E.V., Richter V.A. A novel pro-apoptic effector lactaptin inhibits tumor growth in mice models. // Biochimie. - 2012. - Vol. 94. - N. 12. - P. 2467-2474.

8. Koval O.A., Tkachenko A.V., Fomin A.S., Semenov D.V., Nushtaeva A.A., Kuligina E.V., Zavjalov E.L., Richter V.A. Lactaptin induces p53-independent cell death associated with features of apoptosis and autophagy and delays growth of breast cancer cells in mouse xenografts. // PLoS One. - 2014. - Vol. 9, N 4. - E. 93921.8. Koval O.A., Tkachenko A.V., Fomin A.S., Semenov D.V., Nushtaeva A.A., Kuligina E.V., Zavjalov E.L., Richter V.A. Lactaptin induces p53-independent cell death associated with features of apoptosis and autophagy and delays growth of breast cancer cells in mouse xenografts. // PLoS One. - 2014 .-- Vol. 9, N 4. - E. 93921.

9. Бондаренко Д.А., Рихтер B.A., Кулигина E.B., Коваль О.А., Фомин А.С. и др. Исследование токсичности и фармакокинетики препарата «Лактаптин». // Биофармацевтический журнал. - 2015. - №7. - С. 40-47.9. Bondarenko D.A., Richter B.A., Kuligina E.B., Koval O.A., Fomin A.S. et al. Study of the toxicity and pharmacokinetics of the drug "Lactaptin." // Biopharmaceutical journal. - 2015. - No. 7. - S. 40-47.

10. Kochneva G., Sivolobova G., Tkacheva A., Grazhdantseva A., Troitskaya O., Nushtaeva A., Tkachenko A., Kuligina E., Richter V., Koval O. Engineering of double recombinant vaccinia virus with enhanced oncolytic potential for solid tumor virotherapy. // Oncotarget. - 2016. - Vol. 7. - N. 45. - P. 74171-74188.10. Kochneva G., Sivolobova G., Tkacheva A., Grazhdantseva A., Troitskaya O., Nushtaeva A., Tkachenko A., Kuligina E., Richter V., Koval O. Engineering of double recombinant vaccinia virus with enhanced oncolytic potential for solid tumor virotherapy. // Oncotarget. - 2016. - Vol. 7. - N. 45. - P. 74171-74188.

11. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. // Nature. - 1970. - V. 227. - P. 680-685.11. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. // Nature. - 1970. - V. 227. - P. 680-685.

Claims (1)

Рекомбинантный пептид EL1, обладающий цитотоксической активностью по отношению к раковым клеткам человека, имеющий молекулярную массу 14,1 кДа, имеющий аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 2, представленную на фиг. 2.Recombinant EL1 peptide having cytotoxic activity against human cancer cells, having a molecular weight of 14.1 kDa, having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 shown in FIG. 2.
RU2017142060A 2017-12-01 2017-12-01 Recombinant el1 peptide having cytotoxic activity relative to human cancer cells RU2683221C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017142060A RU2683221C1 (en) 2017-12-01 2017-12-01 Recombinant el1 peptide having cytotoxic activity relative to human cancer cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017142060A RU2683221C1 (en) 2017-12-01 2017-12-01 Recombinant el1 peptide having cytotoxic activity relative to human cancer cells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2683221C1 true RU2683221C1 (en) 2019-03-26

Family

ID=65858795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017142060A RU2683221C1 (en) 2017-12-01 2017-12-01 Recombinant el1 peptide having cytotoxic activity relative to human cancer cells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2683221C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2401307C1 (en) * 2009-05-15 2010-10-10 Учреждение Российской академии наук Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН (ИХБФМ СО РАН) RECOMBINANT PLASMID DNA pFK2 PROVIDING SYNTHESIS OF RECOMBINANT PEPTIDE BEING HUMAN KAPPA CASEIN FRAGMENT ANALOGUE, METHOD FOR PREPARING RECOMBINANT PEPTIDE, AND RECOMBINANT PEPTIDE, HUMAN KAPPA CASEIN FRAGMENT ANALOGUE EXHIBITING APOPTOTIC ACTIVITY IN RELATION TO MALIGNANT CELLS

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2401307C1 (en) * 2009-05-15 2010-10-10 Учреждение Российской академии наук Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН (ИХБФМ СО РАН) RECOMBINANT PLASMID DNA pFK2 PROVIDING SYNTHESIS OF RECOMBINANT PEPTIDE BEING HUMAN KAPPA CASEIN FRAGMENT ANALOGUE, METHOD FOR PREPARING RECOMBINANT PEPTIDE, AND RECOMBINANT PEPTIDE, HUMAN KAPPA CASEIN FRAGMENT ANALOGUE EXHIBITING APOPTOTIC ACTIVITY IN RELATION TO MALIGNANT CELLS

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOCHNEVA G. et al., Engineering of double recombinant vaccinia virus with enhanced oncolytic potential for solid tumor virotherapy, Oncotarget., 2016, v.7, n.45, p.74171-74188. *
NEVENKA D. St., No role of IFITM3 in brain tumor formation in vivo, Oncotarget., 2016, v.7, n.52, p.86388-86405. *
NEVENKA D. St., No role of IFITM3 in brain tumor formation in vivo, Oncotarget., 2016, v.7, n.52, p.86388-86405. KOCHNEVA G. et al., Engineering of double recombinant vaccinia virus with enhanced oncolytic potential for solid tumor virotherapy, Oncotarget., 2016, v.7, n.45, p.74171-74188. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI763673B (en) Novel genetically recombinant vaccinia virus
KR20210108944A (en) Mutant vaccinia virus and uses thereof
CN109517820B (en) gRNA of target HPK1 and HPK1 gene editing method
KR20220123294A (en) Polypeptides, methods for their preparation and uses
JP7472209B2 (en) Conformational specific viral immunogens
JP2023532219A (en) Immunoglobulin degrading enzyme IdeE mutant
CN114423780A (en) Bacteriocins for the control of Salmonella enterica
US20050158712A1 (en) Methods for purifying viral particles for gene therapy
WO2015106584A1 (en) Tat-il-24-kdel fusion protein, and preparation method therefor and use thereof
CN114560915B (en) Modified high-titer SARS-CoV-2 pseudovirus
RU2683221C1 (en) Recombinant el1 peptide having cytotoxic activity relative to human cancer cells
CA3119531A1 (en) Anellosomes for delivering secreted therapeutic modalities
CN112739359A (en) APMV and its use for the treatment of cancer
KR20100006939A (en) Method for reprogramming of cells using fusion protein delivery
Grazhdantseva et al. Highly effective production of biologically active, secreted, human granulocyte-macrophage colony-stimulating factor by recombinant vaccinia virus
CN111925998A (en) System for simulating SARS-CoV-2 infection and its preparation method and application
EP3469071A1 (en) Herpesvirus with modified glycoprotein d
WO2019129173A1 (en) Co-expressed cd40 antibody, mesothelin-specific chimeric antigen receptor t cell, and use thereof
CN113549634B (en) Gene for coding soluble HPV58L1 protein and construction and application of recombinant plasmid thereof
DasSarma et al. Bioengineering novel floating nanoparticles for protein and drug delivery
KR101354652B1 (en) Cell permeable p53 recombinant protein, polynucleotide encoding the same, and anti-cancer composition containing the same as active ingredient
WO2018213412A1 (en) Recombinant oncolytic virus
US20170283457A1 (en) Use of inhibitory peptides for the treatment of inflammatory diseases
RU2619050C1 (en) RECOMBINANT PLASMID pET-15b_T1_RL DNA PROVIDING SYNTHESIS OF RECOMBINANT FUSION PROTEIN CONSISTING OF TUMOR-SPECIFIC PEPTIDES AND ANTITUMOR PEPTIDE RL2, AND RECOMBINANT FUSION PROTEIN POSSESSING CYTOTOXIC ACTIVITY AGAINST CANCER CELLS AND TARGETED PROPERTIES AGAINST TUMOR TISSUE
WO2022043449A1 (en) Vaccines based on an antigen protein fused to a nanostructuring scaffold

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200228

Effective date: 20200228