RU2753191C2 - New recombinant growth hormone analogue with prolonged activity - Google Patents

New recombinant growth hormone analogue with prolonged activity Download PDF

Info

Publication number
RU2753191C2
RU2753191C2 RU2019130404A RU2019130404A RU2753191C2 RU 2753191 C2 RU2753191 C2 RU 2753191C2 RU 2019130404 A RU2019130404 A RU 2019130404A RU 2019130404 A RU2019130404 A RU 2019130404A RU 2753191 C2 RU2753191 C2 RU 2753191C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
growth hormone
hgh
human growth
area
recombinant
Prior art date
Application number
RU2019130404A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019130404A3 (en
RU2019130404A (en
Inventor
Вагиф Али оглы Гасанов
Александр Федорович Шевалье
Ольга Борисовна Симонова
Илья Борисович Мерцалов
Дина Александровна Куликова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Биологии Развития им. Н.К. Кольцова Российской Академии Наук
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 Биологии Развития им. Н.К. Кольцова Российской Академии Наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Биологии Развития им. Н.К. Кольцова Российской Академии Наук
Priority to RU2019130404A priority Critical patent/RU2753191C2/en
Publication of RU2019130404A3 publication Critical patent/RU2019130404A3/ru
Publication of RU2019130404A publication Critical patent/RU2019130404A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2753191C2 publication Critical patent/RU2753191C2/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
    • A61K38/22Hormones
    • A61K38/27Growth hormone [GH] (Somatotropin)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/62Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being a protein, peptide or polyamino acid
    • A61K47/64Drug-peptide, drug-protein or drug-polyamino acid conjugates, i.e. the modifying agent being a peptide, protein or polyamino acid which is covalently bonded or complexed to a therapeutically active agent
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P5/00Drugs for disorders of the endocrine system
    • A61P5/10Drugs for disorders of the endocrine system of the posterior pituitary hormones, e.g. oxytocin, ADH
    • 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
    • C07K14/575Hormones
    • C07K14/61Growth hormones [GH] (Somatotropin)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to the area of biotechnology, specifically to production of recombinant human growth hormone, and can be used in medicine for treatment of diseases associated with human growth hormone deficiency. The recombinant growth hormone has a unique structure and comprises four functional areas: an area homologous to the amino acid sequence of human growth hormone, an area increasing thermal stability and functional stability of the molecule, an area providing dimerisation of the molecule, and an area providing affinity for the cell membrane.
EFFECT: invention ensures production by recombinant method in E. coli cells of human growth hormone exhibiting improved pharmacokinetics - prolonged activity and retaining biological activity of native growth hormone.
2 cl, 3 dwg, 3 ex

Description

Область техники.The field of technology.

Настоящее изобретение относится к слитным белкам гормона роста человека длительного действия, в которых физиологически активная молекула гормона роста соединена с аминокислотными последовательностями, обеспечивающими замедление выведения из организма, термическую и структурную устойчивость.The present invention relates to long-acting human growth hormone fusion proteins, in which a physiologically active growth hormone molecule is combined with amino acid sequences that provide retardation of excretion from the body, thermal and structural stability.

Предшествующий уровень техники.Prior art.

Рекомбинантный гормон роста человека (ГРЧ) используется для терапии низкорослости у детей (гипофизарный нанизм), синдроме Тернера и дефиците гормона у взрослых. Данная терапия носит заместительный характер, т.к. при дефиците гормона роста в организме снижается уровень эндогенного ГРЧ. В связи с тем, что ГРЧ крайне нестабилен в организме пациента, терапия предусматривает ежедневные инъекции в высоких дозах в течение длительного времени. Подобная терапия крайне неудобна для пациентов. В настоящее время актуальной задачей является создания препаратов ГРЧ пролонгированного действия, что приведет к улучшению качества жизни пациентов и улучшению терапевтических эффектов лечения.Recombinant human growth hormone (HGH) is used to treat short stature in children (pituitary dwarfism), Turner syndrome, and hormone deficiency in adults. This therapy is of a substitutional nature, because with a deficiency of growth hormone in the body, the level of endogenous hGH decreases. Due to the fact that hGH is extremely unstable in the patient's body, therapy involves daily injections at high doses for a long time. Such therapy is extremely inconvenient for patients. Currently, an urgent task is to create prolonged-acting hGH drugs, which will lead to an improvement in the quality of life of patients and an improvement in the therapeutic effects of treatment.

Выведение ГРЧ из организма происходит по двум механизмам. Первый представляет собой почечный клиренс, в котором ГРЧ выводится из кровотока почечной клубочковой фильтрацией. Почечный клиренс ГРЧ хорошо описан в литературе и составляет 25-53% от общего клиренса ГРЧ. Вторым механизмом является рецептор-опосредованный клиренс в тканях и органах, в первую очередь в печени, где происходит рецептор-опосредованный эндоцитоз с последующей лизисомной деградацией гормона.HGH is eliminated from the body by two mechanisms. The first is renal clearance, in which hGH is cleared from the bloodstream by renal glomerular filtration. The renal clearance of hGH is well described in the literature and accounts for 25-53% of the total hGH clearance. The second mechanism is receptor-mediated clearance in tissues and organs, primarily in the liver, where receptor-mediated endocytosis occurs, followed by lysomal degradation of the hormone.

Для уменьшения почечного клиренса фармацевтических белков широко используется метод пегелирования. Пегелированные производные ГРЧ не подвержены клубочковой фильтрации, однако эффективно связываются с рецептором и подвергаются эндоцитозу. Кроме того, хорошо известны побочные действия пегелированных производных ГРЧ, в первую очередь это липоатрофия в месте введения препарата. Липоатрофия - это медицинский термин, применяемый для описания локализованной потери жировой ткани. Этология липоатрофии предположительно объясняется прямым липолитическим эффектом высоких доз ГРЧ. Такие высокие концентрации возникают в месте инъекций вязких растворов пегелированных ГРЧ. Большинство крупных фармацевтических производителей приняли решение о прекращении программ клинических исследований пегелированных производных ГРЧ.The pegelation method is widely used to reduce the renal clearance of pharmaceutical proteins. Pegelated hGH derivatives are not subject to glomerular filtration, but they effectively bind to the receptor and undergo endocytosis. In addition, the side effects of pegelated hGH derivatives are well known, primarily lipoatrophy at the injection site. Lipoatrophy is a medical term used to describe localized loss of adipose tissue. The ethology of lipoatrophy is presumably explained by the direct lipolytic effect of high doses of hGH. Such high concentrations occur at the injection site of viscous solutions of pegelated hGH. Most major pharmaceutical manufacturers have decided to discontinue clinical research programs for pegelated hGH derivatives.

Проблемы, выявленные при разработке пегелированных аналогов ГРЧ, привели к необходимости поиска других путей пролонгирования гормона в организме человека. Патент US 9211342 защищает производное ГРЧ, устойчивое к деградации в плазме. Устойчивость достигается путем введения в последовательность молекулы как минимум одной дополнительной дисульфидной связи. В результате гормон приобретает более жесткую структуру, не подверженную разворачиванию и сворачиванию в связи с характерным для ГР реакцией тиол-дисульфидного обмена. Дополнительно вводятся точечные мутации, уменьшающие агрегацию белка. Похожая идея, но с другими мутациями описана в патенте CN 104812776. Патенты KR 20140141874 и US 9187546 защищают метод получения гипер-гликозилированного производного ГРЧ. Для этого в последовательность введены соответствующие точечные мутации, а сам ГРЧ экспрессирован в клетках млекопитающих, способных гликозилировать продукты гетерологической экспрессии. Следует отметить, что сами по себе устойчивые производные ГРЧ не могут рассматриваться как действительно эффективные пролонгированные молекулы. В последующем эти молекулы могут быть встроены в микрочастицы, такое объединение должно дать хороший синергитический эффект для получения пролонгированных препаратов гормона.The problems identified in the development of pegelated analogs of hGH have led to the need to find other ways to prolong the hormone in the human body. US patent 9,211,342 protects an hGH derivative that is resistant to plasma degradation. Stability is achieved by introducing at least one additional disulfide bond into the sequence of the molecule. As a result, the hormone acquires a more rigid structure that is not subject to unfolding and folding due to the thiol-disulfide exchange reaction characteristic of GH. Additionally, point mutations are introduced that reduce protein aggregation. A similar idea, but with different mutations, is described in CN 104812776. KR 20140141874 and US 9187546 protect a method for producing a hyperglycosylated hGH derivative. For this purpose, the sequence introduced the appropriate point mutations, and the hGH itself is expressed in mammalian cells capable of glycosylating the products of heterologous expression. It should be noted that the stable derivatives of hGH by themselves cannot be considered as really effective prolonged molecules. Subsequently, these molecules can be incorporated into microparticles; such a combination should give a good synergistic effect for obtaining prolonged hormone preparations.

В патентах US 9061067 и US 8841249 описаны способы введения точечных мутаций с тем, чтобы по этим точкам присоединять гидрофобные или алифатические углеводороды. Как известно, такие низкомолекулярные соединения обладают высокой аффинностью к сывороточному альбумину. После инъекции, производные ГРЧ с такими хвостами взаимодействуют с альбумином, повышая время жизни препарата в крови. Однако от рецепторного клиренса такие препараты избавить не могут, в результате не удается достигать уменьшения инъекций до одной в неделю.US Pat. Nos. 9061067 and US Pat. It is known that such low molecular weight compounds have a high affinity for serum albumin. After injection, HGH derivatives with such tails interact with albumin, increasing the drug's lifetime in the blood. However, such drugs cannot get rid of receptor clearance; as a result, it is not possible to achieve a reduction in injections to one per week.

Для замедления рецептор-опосредованного выведения разработаны несколько вариантов ГРЧ, в которых гормон конъюгирован с крупными белковыми молекулами, таким как альбумин (TV-1106, NNC0195-0092), несмысловые протяженные полипептидные цепи VRS-317 (проводится фаза 3 клинических исследований), MOD-4023 (проводится фаза 2/3 клинических исследований)). Такая модификация снижает связывание с рецептором в 10-15 раз, В патенте US 8470559 описано производное, содержащее комплекс ГР и фрагмент его цитоплазматического рецептора. Такое производное обладает пониженной биологической активностью и поэтому плохо выводится рецепторным механизмом почечного клиренса. Наконец, патент US 9371369 защищает производное ГРЧ, в котором ГРЧ слит с молекулой, состоящей из очень протяженной неприродной аминокислотной последовательности. Протяженный фрагмент уменьшает аффинность производного ГР к своему рецептору в 20 раз, поэтому уменьшается специфический рецепторный клиренс и соответственно увеличивается время жизни аналога ГР в организме человека. Можно рассматривать это как своеобразную попытку депонирования молекулы ГР в организме. Уменьшение сродства к рецептору уменьшает и биологическую активность препаратов, что приводит к увеличению дозы вводимого препарата. Повышение дозы приводит к локальной концентрации активного гормона, что может вызывать побочные действия на организм, например уже упоминавшуюся липоатрофию. В патентах CN 102875683, US 9061072 и RU 2473554 описаны производные ГРЧ, соединенные с фрагментами молекул иммуноглобулинов человека. В патенте US 8304386 описано производное ГР, соединенное в единую молекулу с фрагментом бета-цепи хорионического гонадотропина человека. В патенте US 8470559 описано производное, содержащее комплекс ГРЧ и фрагмент его цитоплазматического рецептора. Такое производное обладает высокой молекулярной массой и пониженным сродством к мембранно-связанным рецепторам ГРЧ и поэтому плохо выводится рецепторным механизмом почечного клиренса.To slow down receptor-mediated excretion, several variants of hGH have been developed, in which the hormone is conjugated to large protein molecules such as albumin (TV-1106, NNC0195-0092), nonsense extended polypeptide chains VRS-317 (phase 3 clinical trials are underway), MOD- 4023 (phase 2/3 of clinical trials in progress)). This modification reduces binding to the receptor by 10-15 times. US Pat. No. 8,470,559 describes a derivative containing a GH complex and a fragment of its cytoplasmic receptor. Such a derivative has a reduced biological activity and therefore is poorly excreted by the receptor mechanism of renal clearance. Finally, US patent 9371369 protects a hGH derivative in which hGH is fused to a molecule composed of a very extended unnatural amino acid sequence. The extended fragment reduces the affinity of the GR derivative to its receptor by a factor of 20; therefore, the specific receptor clearance decreases and, accordingly, the lifespan of the GR analog in the human body increases. This can be regarded as a kind of attempt to deposit the GH molecule in the body. A decrease in the affinity for the receptor also reduces the biological activity of the drugs, which leads to an increase in the dose of the drug being administered. Increasing the dose leads to a local concentration of the active hormone, which can cause side effects on the body, for example, the already mentioned lipoatrophy. The patents CN 102875683, US 9061072 and RU 2473554 describe hGH derivatives linked to fragments of human immunoglobulin molecules. US Pat. No. 8,304,386 describes a GH derivative combined into a single molecule with a fragment of the beta chain of human chorionic gonadotropin. US Pat. No. 8,470,559 describes a derivative containing a complex of hGH and a fragment of its cytoplasmic receptor. Such a derivative has a high molecular weight and reduced affinity for membrane-bound hGH receptors and therefore is poorly cleared by the receptor mechanism of renal clearance.

Методам физического депонирования нативного ГРЧ посвящено много как научных работ, так и патентов. Многочисленные исследования показали, что продолжительное введение малых доз в течение суток дает такой же биологический эффект, как однократное введение большой дозы один раз в день. На основании этих исследований был разработан депонирующийся препарат на основе гормона роста Nutropin Depot, получивший разрешение FDA к применению. Данный препарат снят с производства, в связи со сложностью технологии получения (по объяснению фирмы производителя Genetech Inc, США). В настоящее время разрабатывается депонирующийся препарат LB03002 (фирмы LGLifeSciences, Корея), который допущен к третьей фазе клинических исследований. Разработчики препарата использует ту же технологию, что и при создании Nutropin Depot. Для данного препарата возможны проблемы, как и для его предшественника. Патент WO 2002030990 описывает метод получения химически сшитых амидных производных гиалуроновой кислоты, которая является основным компонентом синовиальной жидкости хряща. Препарат является полностью совместимым с организмом и полностью биодеградируемым. На основе этих частиц получен единственный разрешенный в настоящее время лекарственный препарат ГР пролонгированного действия. Однако для этого потребовалось почти 20 лет, что связано с технической сложностью получения частиц одинакового размера, устойчивых к деградации длительное время и поддерживающие концентрацию ГР на физиологически приемлемом уровне. Патент US 8313767 защищает метод получения пролонгированного ГР путем осаждения рекомбинантного белка внутри пор гидроксиапатитных частиц определенного размера. Получение частиц гидроксиапатита технологически просто и экономически выгодно. Иммобилизация ГР на частицах проводится с использованием хорошо изученной реакции гормона с ионами цинка. Ионы цинка хорошо стабилизируют димер ГР в порах матрицы и медленно высвобождают его с поверхности. Важным показателем качества депонированных препаратов ГР является процентное содержание гормона в грамме микрочастиц. Одно из самых высоких процентных содержаний заявлено в патенте CN 103976982. Микрочастицы получены на основе сополимера, разветвленного ПЭГ и полиэфира, процент содержания составил более 80%. Другими показателями качества депо-ГР являются размер частиц и вязкость вводимого препарата. Патент US 8729015 описывает микрокапсулы на основе липидных композиций. Липидные композиции очень пластичны, мелкие и позволяют использовать иглы тонкого диаметра. Патент KR 20170043890 защищает способ депонирования, в котором депо возникает после введения в тело пациента. Используется полимер на основе декстранов, который обладает способностью затвердевать при температуре тела, захватывая в свой состав молекулы ГР. Медленное разрушение декстрана приводит к медленному, без скачков, повышению концентрации ГР в крови.There are many scientific works and patents devoted to the methods of physical depositing of native hGH. Numerous studies have shown that long-term administration of small doses throughout the day has the same biological effect as a single administration of a large dose once a day. Based on these studies, Nutropin Depot, a depot growth hormone drug, was developed and received FDA approval. This drug has been discontinued due to the complexity of the production technology (as explained by the manufacturer Genetech Inc, USA). At present, a deposited drug LB03002 (from LGLifeSciences, Korea) is being developed, which is admitted to the third phase of clinical trials. The developers of the drug use the same technology as when creating Nutropin Depot. Problems are possible for this drug, as well as for its predecessor. WO 2002030990 describes a method for the preparation of chemically crosslinked amide derivatives of hyaluronic acid, which is the main component of cartilage synovial fluid. The drug is completely compatible with the body and completely biodegradable. Based on these particles, the only currently approved long-acting GR drug has been obtained. However, this took almost 20 years, which is associated with the technical difficulty of obtaining particles of the same size, resistant to degradation for a long time and maintaining the concentration of GH at a physiologically acceptable level. US Pat. No. 8,313,767 protects a method for producing prolonged GH by precipitating a recombinant protein inside the pores of hydroxyapatite particles of a certain size. The production of hydroxyapatite particles is technologically simple and cost effective. The immobilization of GH on particles is carried out using the well-studied reaction of the hormone with zinc ions. Zinc ions stabilize well the GR dimer in the pores of the matrix and slowly release it from the surface. An important indicator of the quality of deposited GH preparations is the percentage of the hormone in a gram of microparticles. One of the highest percentages is claimed in CN 103976982. The microparticles are based on a branched PEG-polyester copolymer, the percentages being more than 80%. Other indicators of the quality of depot-GR are the particle size and viscosity of the injected drug. US patent 8729015 describes microcapsules based on lipid compositions. Lipid compositions are very flexible, small and allow the use of fine needles. Patent KR 20170043890 protects a deposition method in which a depot occurs after being introduced into a patient's body. A dextran-based polymer is used, which has the ability to harden at body temperature, capturing GH molecules in its composition. The slow breakdown of dextran leads to a slow, non-spike, increase in the concentration of GH in the blood.

Заявителем разработан аналог ГРЧ, сочетающий две возможности пролонгации -увеличение молекулярного веса для уменьшения почечной фильтрации и депонирование для снижения рецепторного клиренса. Лекарственное средство способно, за счет уникальной аминокислотной последовательности, депонироваться в организме и постепенно высвобождаться, а наличие в структуре димеризующего фрагмента и человеческого теоредоксина, увеличивающих молекулярный вес, позволяет поддерживать в течение длительного времени необходимую концентрацию для достижения биологического эффекта.The applicant has developed an analogue of hGH, combining two possibilities of prolongation - an increase in molecular weight to reduce renal filtration and deposition to reduce receptor clearance. The drug is capable, due to the unique amino acid sequence, to be deposited in the body and gradually released, and the presence of a dimerizing fragment and human theoredoxin in the structure, which increase the molecular weight, allows maintaining the necessary concentration for a long time to achieve a biological effect.

Рекомбинантный аналог ГРЧ получен путем экспрессии в клетках E.coli, разработаны методики очистки данного продукта. Первичная структура и гомогенность подтверждена ВЭЖХ. Разработанный белок обладает улучшенной фармакокинетикой и сохраняет биологическую активность нативного ГРЧ.The recombinant analogue of hGH was obtained by expression in E. coli cells; methods of purification of this product have been developed. HPLC confirmed primary structure and homogeneity. The developed protein has improved pharmacokinetics and retains the biological activity of native hGH.

Рекомбинантный ГРЧ имеет уникальную структуру и содержит три функциональные области: область, гомологичную аминокислотной последовательности гормона роста человека, область, увеличивающую термо-стабильносить и функциональную устойчивость молекулы, область, способствующую димеризации и область, обеспечивающую сродство с мембраной клетки.Recombinant hGH has a unique structure and contains three functional regions: a region homologous to the amino acid sequence of human growth hormone, a region that increases thermo-stability and functional stability of the molecule, a region that promotes dimerization, and a region that provides an affinity for the cell membrane.

В качестве фрагмента, улучшающего термо-стабильносить и функциональную устойчивость, использована аминокислотная последовательность тиоредоксина человека. Его положительные свойства широко исследованы в научной литературе.The amino acid sequence of human thioredoxin was used as a fragment that improves thermal stability and functional stability. Its positive properties have been widely studied in the scientific literature.

В качестве димеризующего фрагмента использована последовательность лейциновой молнии. Лейциновая молния (leucine zipper) является общим трехмерным структурным мотивом в белках и имеет такое название потому, что лейцины находятся в каждом седьмом положении аминокислотного фрагмента, составляя тем самым домен димерзации двух альфа-спиралей. Такие структуры присутствуют и прокариотах и в эукариотах и являются одним из важнейших элементов белок-белковых взаимодействий.A leucine zipper sequence was used as a dimerizing fragment. Leucine zipper is a common three-dimensional structural motif in proteins and is so named because leucines are found in every seventh position of the amino acid fragment, thereby constituting the dimerization domain of two alpha-helices. Such structures are present in both prokaryotes and eukaryotes and are one of the most important elements of protein-protein interactions.

Изучение связывания белков с холестерином в клеточных мембранах привело к установлению последовательностей, взаимодействующих с холестерином клеточных мембран. Консенсусные последовательности содержат мотив Leu/Val-X(l-5)-Tyr-X(l-5)-Arg/Lys. Существует множество последовательностей, узнающих мембранный холестерин, и любая из них может быть использована в предлагаемой последовательности.The study of the binding of proteins to cholesterol in cell membranes has led to the establishment of sequences that interact with cholesterol in cell membranes. Consensus sequences contain the Leu / Val-X (l-5) -Tyr-X (l-5) -Arg / Lys motif. There are many membrane cholesterol recognition sequences, and any of them can be used in the proposed sequence.

Разработанный пептид существует в виде димера, поэтому он более стабилен при введении и имеет улучшенную фармакокинетику и превышает таковую для нативного гормонат более чем в 500 раз. На стабильность гормона в организме оказывает влияние и его мембрано-связывающая область. Данная область обеспечивает кратковременное связывание белка с кластерами холестерина клеточных мембран, способствуя депонированию ГРЧ.The developed peptide exists in the form of a dimer, therefore it is more stable when administered and has improved pharmacokinetics and exceeds that of the native hormone by more than 500 times. The stability of the hormone in the body is also influenced by its membrane-binding region. This region provides a short-term binding of the protein to the cholesterol clusters of cell membranes, contributing to the deposition of hGH.

Техническим результатом, достигаемым при реализации данного изобретения, является повышение эффективности гормональной терапии и уменьшение частоты инъекций при курсовом лечении.The technical result achieved with the implementation of this invention is to increase the effectiveness of hormonal therapy and reduce the frequency of injections during the course of treatment.

Изобретение иллюстрируют Фиг. 1-3:The invention is illustrated in FIG. 1-3:

Фиг. 1. Хроматографический профиль прохождения рекомбинантного белка Tr2CrZhGH через Q-Sepharose.FIG. 1. Chromatographic profile of the passage of the recombinant Tr2CrZhGH protein through Q-Sepharose.

Фиг. 2. Хроматографический профиль элюции рекомбинантного Tr2CrZhGH с аналитической колонки Kromasil 300-5С18FIG. 2. Chromatographic profile of elution of recombinant Tr2CrZhGH from an analytical column Kromasil 300-5С18

Фиг. З. Фармакокинетический профиль Tr2CrZhGHFIG. H. Pharmacokinetic profile of Tr2CrZhGH

Примеры осуществления изобретения:Examples of implementation of the invention:

1. Получение штамма-продуцента рекомбинантного белка Tr2CrZhGH.1. Obtaining a strain-producer of the recombinant protein Tr2CrZhGH.

Для получения рекомбинантного белка была создана генетическая конструкция на основе плазмиды рЕТ30а, которая содержит ген SEQ ID: 2, кодирующий данный рекомбинантный белок.To obtain a recombinant protein, a genetic construct was created based on the plasmid pET30a, which contains the gene SEQ ID: 2, which encodes this recombinant protein.

Плазмидой трансфецировали клетки E.coli штамма BL21(DE3). Трансформированные клетки рассевали на чашку Петри с LB-агаром, содержащим 25 мг/мл канамицина и инкубировали 16 часов при 37С.24 единичные колонии инкубировали 10 часов в 1 мл LB, содержащим 25 мг/мл канамицина. По 50 мкл культур клеток вносили в 0,5 мл LB, содержащим 25 мг/мл канамицина, инкубировали 2 часа и индуцировали экспрессию белка rec-МР, добавлением IPTG до 1 мкМ. Матричные культуры хранили на -80С до окончания анализа клонов. Наличие рекомбинантного белка анализировали электрофорезом в ПААГ. Один клон, продуцирующий наибольшее количество продукта, использовали в качестве штамма-продуцента.The plasmid was used to transfect cells of E. coli strain BL21 (DE3). The transformed cells were plated on a Petri dish with LB-agar containing 25 mg / ml of kanamycin and incubated for 16 hours at 37 ° C. Single colonies were incubated for 10 hours in 1 ml of LB containing 25 mg / ml of kanamycin. 50 μl of cell cultures were added to 0.5 ml of LB containing 25 mg / ml of kanamycin, incubated for 2 hours, and expression of the rec-MP protein was induced by adding IPTG to 1 μM. Matrix cultures were stored at -80C until the end of clone analysis. The presence of the recombinant protein was analyzed by electrophoresis in PAGE. One clone producing the largest amount of product was used as a producing strain.

2. Получение и хроматографическая очистка Tr2CrZhGH.2. Obtaining and chromatographic purification of Tr2CrZhGH.

Клетки штамма-продуцента пересевали в культуральную колбу с 200 мл LB, содержащим 25 мг/мл канамицина. Культура выращивалась на шейкере при 280 об/мин при температуре 37С до достижения оптической плотности значения OD585=0,8E. Индукция экспрессии белка проводилась добавлением IPTG до концентрации 1 mM. Культура дополнительно культивировалась 4 часа, далее клетки осаждались центрифугированием при 5000g. Осадок клеток лизировали в 8М мочевине и обрабатывали на ультразвуковом дезинтеграторе. Лизат клеток центрифугировали при 20000g 2 часа. Супернатант фильтровали через колонку с SPQ-Sepharose. Фракцию, не связавшуюся с данным сорбентом, хроматографировали на Q-Sepharose в градиенте NaCl (стартовый буфер: 20 mM TrisHCl рН 8.8, 20 mM NaCl, итоговый буфер 20 mM TrisHCl рН 8.8, 400 mM NaCl). Хроматографический профиль представлен на Фиг. 1. Фракции, содержащие целевой продукт, объединяли и диализовали в 0,9% NaCl, далее повторно хроматографировали на SP-Sepharose. Чистоту продукта анализировали методом ВЭЖХ (Фиг. 2.).The cells of the producer strain were subcultured into a culture flask with 200 ml of LB containing 25 mg / ml of kanamycin. The culture was grown on a shaker at 280 rpm at 37C until the optical density reached OD585 = 0.8E. The induction of protein expression was carried out by adding IPTG to a concentration of 1 mM. The culture was additionally cultured for 4 hours, then the cells were precipitated by centrifugation at 5000g. The cell pellet was lysed in 8M urea and processed on an ultrasonic disintegrator. The cell lysate was centrifuged at 20,000g for 2 hours. The supernatant was filtered through an SPQ-Sepharose column. The fraction that did not bind to this sorbent was chromatographed on Q-Sepharose in a NaCl gradient (starting buffer: 20 mM TrisHCl pH 8.8, 20 mM NaCl, final buffer 20 mM TrisHCl pH 8.8, 400 mM NaCl). The chromatographic profile is shown in FIG. 1. The fractions containing the target product were combined and dialyzed in 0.9% NaCl, then rechromatographed on SP-Sepharose. The purity of the product was analyzed by HPLC (Fig. 2.).

3. Изучение фармакокинетики рекомбинантного белка Tr2CrZhGH.3. Study of the pharmacokinetics of the recombinant protein Tr2CrZhGH.

В исследовании было использовано 125 самцов мышей ICR и 6 самцов кроликов NZW. Мышам ЛС Tr2CrZhGH вводили подкожно в трех экспериментальных дозах 1 мг/кг, 5 мг/кг и 10 мг/кг. Минимальную дозу 1 мг/кг вводили однократно или еженедельно в течение 4 недель. Дозы 5 мг/кг и 10 мг/кг вводили однократно. Кроликам препарат вводили однократно внутривенно (краевая вена уха) или подкожно в дозе 2 мг/кг.The study used 125 male ICR mice and 6 male NZW rabbits. Mice were injected with Tr2CrZhGH subcutaneously at three experimental doses of 1 mg / kg, 5 mg / kg, and 10 mg / kg. The minimum dose of 1 mg / kg was administered once or weekly for 4 weeks. Doses of 5 mg / kg and 10 mg / kg were administered once. The drug was administered to rabbits once intravenously (marginal ear vein) or subcutaneously at a dose of 2 mg / kg.

Максимальная концентрация при однократном подкожном введении мышам достигается в течение четырех часов после инъекции, после чего концентрация медленно снижалась с периодом полувыведения около 63 часов. При всех использованных дозах введения препарат в течение эксперимента (семь суток) препарат сохранялся в кровотоке. Учитывая длительное время полувыведения, время полного выведения препарата может, вероятно, быть очень продолжительным и потенциально препарат может быть обнаружен в крови спустя длительное время.The maximum concentration with a single subcutaneous injection in mice is achieved within four hours after injection, after which the concentration slowly decreased with an elimination half-life of about 63 hours. At all doses used, the drug remained in the bloodstream during the experiment (seven days). Given the long elimination half-life, the elimination time of the drug can probably be very long and potentially the drug can be detected in the blood after a long time.

Максимальная концентрация при подкожном введении препарата кроликам достигается в течение восьми часов после инъекции, после чего концентрация медленно снижалась с периодом полувыведения около 69 часов. Максимальная концентрация при внутривенном введении регистрировалась через 4 часа после инъекции, после чего концентрация медленно снижалась с периодом полувыведения около 63 часов. Профиль выведения приведен на Фиг. 3.The maximum concentration with subcutaneous administration of the drug to rabbits is achieved within eight hours after injection, after which the concentration slowly decreased with a half-life of about 69 hours. The maximum intravenous concentration was recorded 4 hours after injection, after which the concentration slowly decreased with an elimination half-life of about 63 hours. The clearance profile is shown in FIG. 3.

Перечень последовательностей.List of sequences.

<110> ФГБУ Институт биологии и развития им. Н.К. Кольцова РАН<110> FGBU Institute of Biology and Development named after N.K. Koltsov RAS

<120> Новый рекомбинантный аналог гормона роста пролонгированного действия.<120> New recombinant analogue of prolonged-release growth hormone.

<160> NUMBER OF SEQ ID NOS: 1<160> NUMBER OF SEQ ID NOS: 1

<210> SEQ ID NO 1<210> SEQ ID NO 1

<211> 326<211> 326

<212> AA (amino acid)<212> AA (amino acid)

<213> artificial<213> artificial

<400> SEQUENCE 1:<400> SEQUENCE 1:

MVKQIESKTKFQEALDAAGDKLVVVDFSATWCGPCKMIKPFFHSASEKYSNVIFLEDVDDCQDVASECEVKCMPTFQFFKKGQKVGEFSGANKEKLEATINELVGGSGGSKGGGSGGGKSGGGSGGKLLSGSSGGSGGGGSAMGSSHHHHHHRAFLEKENALLRQEVVALRQELSHLRAVLSRYQAEGGSGGGSGGSGGGSSGSGSGGKEGVLYVGSKTKSGGSGSGSGGGSFTTFTVTKYWFYRLLSALFGIPMALIWGIYFAILSFLHSGSGGSFPTIPLSRLFDNAMLRAHRLHQLAFDTYQEFEEAYIPKEQKYSFLQNPQTSLCFSESIPTPSNREETQQKSNLELLRISLLLIQSWLEPVQFLRSVFANSLVYGASDSNVYDLLKDLEEGIQTLMGRLEDGSPRTGQIFKQTYSKFDTNSHNDDALLKNYGLLYCFRKDMDKVETFLRIVQCRSVEGSCGFMVKQIESKTKFQEALDAAGDKLVVVDFSATWCGPCKMIKPFFHSASEKYSNVIFLEDVDDCQDVASECEVKCMPTFQFFKKGQKVGEFSGANKEKLEATINELVGGSGGSKGGGSGGGKSGGGSGGKLLSGSSGGSGGGGSAMGSSHHHHHHRAFLEKENALLRQEVVALRQELSHLRAVLSRYQAEGGSGGGSGGSGGGSSGSGSGGKEGVLYVGSKTKSGGSGSGSGGGSFTTFTVTKYWFYRLLSALFGIPMALIWGIYFAILSFLHSGSGGSFPTIPLSRLFDNAMLRAHRLHQLAFDTYQEFEEAYIPKEQKYSFLQNPQTSLCFSESIPTPSNREETQQKSNLELLRISLLLIQSWLEPVQFLRSVFANSLVYGASDSNVYDLLKDLEEGIQTLMGRLEDGSPRTGQIFKQTYSKFDTNSHNDDALLKNYGLLYCFRKDMDKVETFLRIVQCRSVEGSCGF

Claims (2)

1. Рекомбинантный полипептид, обладающий агонистической активностью в отношении рецептора гормона роста человека, характеризующийся тем, что имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 1.1. A recombinant polypeptide having human growth hormone receptor agonist activity, characterized in that it has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 2. Фармацевтическая композиция для терапии пролонгированным гормоном роста человека на основе рекомбинантного полипептида SEQ ID NO: 1 для подкожного, внутримышечного или ректального введения.2. Pharmaceutical composition for therapy with prolonged human growth hormone based on the recombinant polypeptide of SEQ ID NO: 1 for subcutaneous, intramuscular or rectal administration.
RU2019130404A 2019-09-26 2019-09-26 New recombinant growth hormone analogue with prolonged activity RU2753191C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019130404A RU2753191C2 (en) 2019-09-26 2019-09-26 New recombinant growth hormone analogue with prolonged activity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019130404A RU2753191C2 (en) 2019-09-26 2019-09-26 New recombinant growth hormone analogue with prolonged activity

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019130404A3 RU2019130404A3 (en) 2021-03-26
RU2019130404A RU2019130404A (en) 2021-03-26
RU2753191C2 true RU2753191C2 (en) 2021-08-12

Family

ID=75159003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019130404A RU2753191C2 (en) 2019-09-26 2019-09-26 New recombinant growth hormone analogue with prolonged activity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753191C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2968451A1 (en) * 2013-03-11 2016-01-20 Amunix Operating Inc. Treatment of pediatric growth hormone deficiency with human growth hormone analogues
RU2016143415A (en) * 2016-11-03 2018-05-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Биохарт" RECOMBINANT PEPTIDE OF LONG-TERM ACTION, INHIBITING HIV FUSION WITH TARGET CELL
RU2656140C2 (en) * 2016-11-14 2018-05-31 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства России Method for obtaining a hybrid protein containing a fused protein analogue of an interferon gamma conjugated with oligosaccharide

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2968451A1 (en) * 2013-03-11 2016-01-20 Amunix Operating Inc. Treatment of pediatric growth hormone deficiency with human growth hormone analogues
RU2016143415A (en) * 2016-11-03 2018-05-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Биохарт" RECOMBINANT PEPTIDE OF LONG-TERM ACTION, INHIBITING HIV FUSION WITH TARGET CELL
RU2656140C2 (en) * 2016-11-14 2018-05-31 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства России Method for obtaining a hybrid protein containing a fused protein analogue of an interferon gamma conjugated with oligosaccharide

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MULLER S. et al., Spliceosomal peptide P140 for immunotherapy of systemic lupus erythematosus: results of an early phase II clinical trial, Arthritis & Rheumatism: Official Journal of the American College of Rheumatology, 2008, V. 58, N. 12, p.3873-3883. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019130404A3 (en) 2021-03-26
RU2019130404A (en) 2021-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI784914B (en) Composition for treating diabetes comprising long-acting insulin analogue conjugate and long-acting insulinotropic peptide conjugate
JP6749845B2 (en) Composition for treating diabetes comprising insulin and GLP-1/glucagon dual agonist
US20230301901A1 (en) Use of il-22 dimer in manufacture of a medicament for intravenous administration
US8809499B2 (en) Fusion protein of human fibroblast growth factor-21 and exendin-4
AU2019218147B2 (en) FGF21 variant, fusion protein and application thereof
JP7058670B2 (en) Proliferation differentiation factor 15 fusion protein
CN113265007B (en) Fusion protein for treating metabolic diseases and preparation method and application thereof
AU2017357327B2 (en) Pegylated endostatin analogue and application thereof
JP2004203890A (en) Macrophage inflammation protein variety
JP2015057384A (en) Novel neurturin conjugates for pharmaceutical use
JP2022523972A (en) Proliferative differentiation factor 15 combination therapy
CN109134664B (en) Modified growth differentiation factor and preparation method and application thereof
RU2753191C2 (en) New recombinant growth hormone analogue with prolonged activity
US7078485B2 (en) N-terminal modified recombinant human endostatin and its production
CN109195983B (en) Conjugates of islet neogenesis polypeptides and analogs and methods thereof
JP7475276B2 (en) FGF21 variants, fusion proteins and their applications
CN113527505A (en) Polypeptide, pharmaceutical composition containing polypeptide and application of polypeptide and pharmaceutical composition
JP2022514835A (en) Pharmaceutical composition containing insulin and glucagon
CN115819611A (en) Growth hormone fusion protein and preparation method and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
HC9A Changing information about inventors