RU2807688C2 - Identification of lysines and their derivatives with antibacterial activity against pseudomonas aeruginosa - Google Patents

Identification of lysines and their derivatives with antibacterial activity against pseudomonas aeruginosa Download PDF

Info

Publication number
RU2807688C2
RU2807688C2 RU2020118691A RU2020118691A RU2807688C2 RU 2807688 C2 RU2807688 C2 RU 2807688C2 RU 2020118691 A RU2020118691 A RU 2020118691A RU 2020118691 A RU2020118691 A RU 2020118691A RU 2807688 C2 RU2807688 C2 RU 2807688C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seq
lysine
gram
polypeptide
activity
Prior art date
Application number
RU2020118691A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020118691A (en
RU2807688C9 (en
Inventor
Реймонд ШУХ
Киара ИНДИАНИ
Original Assignee
Контрафект Корпорейшн
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 Контрафект Корпорейшн filed Critical Контрафект Корпорейшн
Priority claimed from PCT/US2018/065265 external-priority patent/WO2019118632A1/en
Publication of RU2020118691A publication Critical patent/RU2020118691A/en
Publication of RU2807688C2 publication Critical patent/RU2807688C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2807688C9 publication Critical patent/RU2807688C9/en

Links

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: pharmaceutical composition containing an isolated modified lysine polypeptide of the sequence SEQ ID NO: 3 selected from the group consisting of one or more of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9, or a fragment thereof having lysine activity, or a variant thereof having lytic activity, wherein these fragments and variants have at least 80% sequence identity with this modified lysine polypeptide, wherein the modified lysine polypeptide contains amino acid substitutions K100D and R116H relative to SEQ ID NO: 3 and/or contains the peptide sequence SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29 or SEQ ID NO: 30 at the N- or C-terminus SEQ ID NO: 3, and a pharmaceutically acceptable carrier, wherein this polypeptide or lysine fragment or variant is present in an amount effective to inhibit the growth or depopulation of, or destruction of gram-negative bacteria.
EFFECT: effective treatment of a gram-negative bacterial infection caused by gram-negative bacteria.
12 cl, 10 tbl, 9 ex

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

[001] Грамотрицательные бактерии, в частности, представители рода Pseudomonas, являются важной причиной серьезных и потенциально опасных для жизни инвазивных инфекций. Инфекция Pseudomonas представляет собой основную проблему при ожоговых ранах, хронических ранах, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и других структурных заболеваниях легких, муковисцидозе, поверхностном росте на имплантированных биоматериалах, а также на поверхностях в больницах и в системах водоснабжения, где она несет множество угроз для уязвимых пациентов, таких как пациенты с подавленным иммунитетом и пациенты в отделении интенсивной терапии (ОИТ).[001] Gram-negative bacteria, particularly members of the genus Pseudomonas , are an important cause of serious and potentially life-threatening invasive infections. Pseudomonas infection is a major problem in burn wounds, chronic wounds, chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and other structural lung diseases, cystic fibrosis, superficial growth on implanted biomaterials, and on surfaces in hospitals and water supplies, where it poses multiple threats for vulnerable patients such as immunosuppressed patients and intensive care unit (ICU) patients.

[002] После развития у пациента инфекции P. aeruginosa, ее может быть особенно сложно лечить. Геном кодирует множество генов устойчивости, включая помпы, выкачивающие множество лекарственных средств, и ферменты, придающие устойчивость к бета-лактамным и аминогликозидным антибиотикам, что делает терапию против этого грамотрицательного патогена особенно проблематичной из-за отсутствия новых противомикробных терапевтических средств. Эта проблема усугубляется способностью P. aeruginosa расти в биопленке, которая может усиливать его способность вызывать инфекции, ограждая бактерии от защитных сил организма хозяина и обычной противомикробной химиотерапии.[002] Once a patient develops a P. aeruginosa infection, it can be particularly difficult to treat. The genome encodes multiple resistance genes, including multidrug pumps and enzymes that confer resistance to beta-lactam and aminoglycoside antibiotics, making therapy against this Gram-negative pathogen particularly challenging due to the lack of new antimicrobial therapeutics. This problem is compounded by the ability of P. aeruginosa to grow in biofilm, which may enhance its ability to cause infections by shielding the bacteria from host defenses and conventional antimicrobial chemotherapy.

[003] В медицинских учреждениях частота устойчивых к лекарственным средствам штаммов Pseudomonas aeruginosa растет. Согласно оценке по данным опроса для выявления распространенности в определенный момент времени в нескольких странах P. aeruginosa вызывал 7% всех внутрибольничных инфекций (HAI) (1). В более чем 6000 (13%) из 51000 случаев HAI, ежегодно вызываемых P. aeruginosa, наблюдается множественная лекарственная устойчивость (МЛУ) с примерно 400 смертельных случаев в год (2). Штаммы с широкой лекарственной устойчивостью (XDR) и устойчивые ко всем существующим лекарственным средствам (PDR) штаммы представляют собой новые угрозы, для которых существует ограниченное количество доступных средств лечения или они отсутствуют (3). Инвазивные инфекции P. aeruginosa, включая инфекции кровотока (BSI), которые являются одними из самых летальных HAI, - например, P. aeruginosa является причиной от 3 до 7% всех BSI, с показателями смертности от 27 до 48% (4). Частота инвазивных инфекций кровотока, включая те, которые вызваны P. aeruginosa, может быть недооценена, поскольку большинство медицинских услуг в США оказывается в небольших неклинических общественных больницах. В наблюдательном исследовании BSI в общественных больницах P. aeruginosa представлял собой один из 4 самых значимых MDR-патогенов (5), и общая смертность в больнице составила 18%. Кроме того, хорошо описаны вспышки MDR P. aeruginosa (6). Неблагоприятные исходы ассоциированы с MDR-штаммами P. aeruginosa, которые часто требуют лечения лекарственными средствами крайней меры, такими как колистин (7). Очевидно, существует неудовлетворенная медицинская потребность в различных противомикробных средствах с новыми механизмами для нацеливания на MDR P. aeruginosa для лечения инвазивных инфекций, включая, но не ограничиваясь ими, BSI.[003] The incidence of drug-resistant strains of Pseudomonas aeruginosa in health care settings is increasing. P. aeruginosa was estimated to cause 7% of all hospital-acquired infections (HAIs) in a multi-country point-in-time prevalence survey (1). More than 6,000 (13%) of the 51,000 cases of HAI caused by P. aeruginosa each year are multidrug resistant (MDR), with approximately 400 deaths per year (2). Extensively drug-resistant (XDR) and all drug-resistant (PDR) strains are emerging threats for which there are limited or no available treatments (3). Invasive P. aeruginosa infections, including bloodstream infections (BSIs), which are among the most lethal HAIs—for example, P. aeruginosa is responsible for 3 to 7% of all BSIs, with mortality rates ranging from 27 to 48% (4). The incidence of invasive bloodstream infections, including those caused by P. aeruginosa, may be underestimated because most health care services in the United States are provided in small, non-clinical community hospitals. In an observational study of BSI in community hospitals, P. aeruginosa was one of the 4 most significant MDR pathogens (5) and the overall in-hospital mortality rate was 18%. In addition, outbreaks of MDR P. aeruginosa have been well described ( 6 ). Poor outcomes are associated with MDR strains of P. aeruginosa, which often require treatment with drugs of last resort such as colistin (7). Clearly, there is an unmet medical need for various antimicrobial agents with novel mechanisms to target MDR P. aeruginosa for the treatment of invasive infections, including, but not limited to, BSI.

[004] Инновационный подход к лечению бактериальных инфекций сосредоточен на семействе кодируемых бактериофагом гидролаз пептидогликана (ПГ) клеточной стенки, называемых лизинами (8). В настоящее время технология на основе лизина опирается на применение очищенных рекомбинантных белков лизина, которые воздействуют извне на ряд грамположительных (GP) патогенов, что приводит к лизису бактериальной клетки при контакте с величиной уничтожения, составляющей несколько порядков. Лизины действуют как «молекулярные ножницы», разрушая, таким образом, пептидогликановую (ПГ) сетчатую структуру, отвечающую за поддержание формы клеток и противодействие внутреннему осмотическому давлению. Разрушение ПГ приводит к осмотическому лизису. В дополнение к быстрому уничтожению и новому способу действия по сравнению с антибиотиками другие признаки активности лизина включают активность против биопленок, отсутствие ранее существовавшей устойчивости, сильную синергию с антибиотиками (в концентрациях, ниже минимальной ингибирующей концентрации (МИК)) и подавление устойчивости к антибиотикам, при применении антибиотиков в дополнение к лизинам. Важно отметить, что несколько групп исследователей продемонстрировали на нескольких моделях на животных возможность контроля грамположительных бактериальных патогенов, устойчивых к антибиотикам, с помощью местного, интраназального и парентерального введения лизинов (9-11).[004] An innovative approach to treating bacterial infections focuses on a family of bacteriophage-encoded peptidoglycan (PG) cell wall hydrolases called lysines (8). Currently, lysine-based technology relies on the use of purified recombinant lysine proteins that target a range of Gram-positive (GP) pathogens externally, resulting in bacterial cell lysis on contact with kill rates of several orders of magnitude. Lysines act as “molecular scissors,” thereby destroying the peptidoglycan (PG) network structure responsible for maintaining cell shape and counteracting internal osmotic pressure. The destruction of PG leads to osmotic lysis. In addition to rapid killing and a novel mode of action compared to antibiotics, other hallmarks of lysine activity include activity against biofilms, lack of pre-existing resistance, strong synergy with antibiotics (at concentrations below the minimum inhibitory concentration (MIC)) and inhibition of antibiotic resistance when use of antibiotics in addition to lysines. Importantly, several groups have demonstrated in several animal models the ability to control antibiotic-resistant Gram-positive bacterial pathogens using topical, intranasal, and parenteral administration of lysines (9–11).

[005] Технология на основе лизина была первоначально разработана для лечения грамположительных патогенов. До настоящего времени разработка лизинов для нацеливания на грамотрицательные (GN) бактерии была ограничена. Внешняя мембрана (ВМ) грамотрицательных бактерий играет критическую роль в качестве барьера для внеклеточных макромолекул и ограничивает доступ к расположенному ниже пептидогликану (12-14).[005] Lysine-based technology was originally developed for the treatment of gram-positive pathogens. To date, the development of lysines for targeting Gram-negative (GN) bacteria has been limited. The outer membrane (OM) of Gram-negative bacteria plays a critical role as a barrier to extracellular macromolecules and limits access to the underlying peptidoglycan ( 12 – 14 ).

[006] ВМ является отличительным признаком грамотрицательных бактерий и содержит липидный бислой с внутренним фосфолипидным листком и внешним амфифильным листком, состоящим в основном из липополисахаридов (ЛПС) (15). ЛПС имеет три основные части: гексаацилированный фосфолипид на основе глюкозамина, называемый липидом A, полисахаридное ядро и удлиненную внешнюю полисахаридную цепь, называемую O-антигеном. ВМ представляет собой нежидкий континуум, стабилизированный тремя основными взаимодействиями, включая: i) авидное связывание молекул ЛПС друг с другом, в частности, если присутствуют катионы для нейтрализации фосфатных групп; ii) плотную упаковку в основном насыщенных ацильных цепей; и iii) гидрофобную укладку («stacking») групп липида А. Полученная структура является барьером как для гидрофобных, так и гидрофильных молекул. ПГ образует тонкий слой под внешней мембраной, который очень чувствителен к гидролитическому расщеплению, в отличие от ПГ грамположительных бактерий, который имеет толщину 30-100 нм и содержит до 40 слоев, ПГ грамотрицательных бактерий имеет толщину всего 2-3 нм и состоит всего из 1-3 слоев. Сильная противомикробная активность может быть достигнута, если лизины, нацеленные на грамотрицательные бактерии, реализованы с возможностью проникать через ВМ как по отдельности, так и в комбинации с агентами и/или антибиотиками, дестабилизирующими ВМ.[006] EM is a hallmark of Gram-negative bacteria and contains a lipid bilayer with an inner phospholipid leaflet and an outer amphiphilic leaflet composed primarily of lipopolysaccharides (LPS) (15). LPS has three main parts: a hexaacylated glucosamine-based phospholipid called lipid A, a polysaccharide core, and an extended outer polysaccharide chain called the O-antigen. VM is a non-liquid continuum stabilized by three main interactions, including: i) avid binding of LPS molecules to each other, particularly if cations are present to neutralize phosphate groups; ii) close packing of mostly saturated acyl chains; and iii) hydrophobic stacking of lipid A groups. The resulting structure is a barrier to both hydrophobic and hydrophilic molecules. PG forms a thin layer under the outer membrane, which is very sensitive to hydrolytic cleavage, unlike the PG of gram-positive bacteria, which has a thickness of 30-100 nm and contains up to 40 layers, the PG of gram-negative bacteria has a thickness of only 2-3 nm and consists of only 1 -3 layers. Potent antimicrobial activity can be achieved if lysins targeting Gram-negative bacteria are designed to penetrate the VM, either alone or in combination with VM-destabilizing agents and/or antibiotics.

[007] Соответственно, обнаружение и разработка GN-лизинов, которые проникают через ВМ, является важной целью и удовлетворит важную, но все еще неудовлетворенную, потребность в разработке эффективных средств терапии для лечения или предотвращения инфекций, вызванных грамотрицательными бактериями. Ранее было описано несколько агентов с видами активности, направленными на пермеабилизацию ВМ и разрушение ВМ. Например, поликатионные соединения, включая полимиксиновые антибиотики и аминогликозиды, конкурируют со стабилизирующими двухвалентными катионами во ВМ за взаимодействия с фосфолипидами в ЛПС, что приводит к нарушению структуры ВМ (16). Аналогичным образом, ЭДТА и слабые кислоты хелатируют двухвалентные катионы, что приводит к нарушению структуры ВМ (17). Также известно, что большая группа природных противомикробных пептидов и их синтетических пептидомиметиков (называемых в настоящей заявке AMP) проникают через ВМ путем самостимулируемого поглощения (18-20). Транслокация как поликатионных, так и амфипатических AMP осуществляется за счет первичного электростатического взаимодействия с ЛПС с последующим смещением катионов, нарушением структуры мембраны и образованием кратковременных пор, а в некоторых случаях за счет интернализации AMP. Противомикробная активность многих AMP, основанная на взаимодействии с мембраной, может быть «активирована» в крови с помощью рационального конструирования амфипатических доменов либо путем изменения гидрофобности, общего заряда и расположения полярных остатков в гидрофобной поверхности, либо путем встраивания остатков D, L вместо всех L-аналогов (18, 19, 21, 22).[007] Accordingly, the discovery and development of GN-lysines that cross the VM is an important goal and will fill an important, but still unmet, need for the development of effective therapies to treat or prevent infections caused by Gram-negative bacteria. Several agents have been previously described with activities aimed at permeabilizing VMs and destroying VMs. For example, polycationic compounds, including polymyxin antibiotics and aminoglycosides, compete with stabilizing divalent cations in EO for interactions with phospholipids in LPS, resulting in disruption of EO structure (16). Similarly, EDTA and weak acids chelate divalent cations, leading to disruption of the structure of the BM (17). It is also known that a large group of natural antimicrobial peptides and their synthetic peptidomimetics (referred to herein as AMPs) penetrate the VM by self-stimulated uptake (18-20). Translocation of both polycationic and amphipathic AMPs occurs through a primary electrostatic interaction with LPS, followed by displacement of cations, disruption of membrane structure and formation of transient pores, and in some cases due to AMP internalization. The membrane-based antimicrobial activity of many AMPs can be “activated” in the blood by rationally designing amphipathic domains, either by changing the hydrophobicity, net charge and arrangement of polar residues in the hydrophobic surface, or by inserting D, L residues in place of all L- analogues (18, 19, 21, 22).

[008] Авторы настоящего изобретения улучшили технологию на основе лизина для борьбы с грамотрицательными патогенами, применяя различные методики, чтобы обеспечить проникновение через ВМ, как изложено в настоящей заявке. Действительно, авторы настоящего изобретения ранее подали Международную заявку на патент PCT/US2016/052338, поданную 16 сентября 2016 г. и опубликованную как WO/2017/049233. Эта предыдущая заявка PCT полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки для всех целей. Например, лизины GN2, GN4, GN14, GN43 и GN37 были впервые раскрыты в вышеупомянутой заявке PCT.[008] The present inventors have improved lysine-based technology to combat gram-negative pathogens using various techniques to achieve penetration through the VM as set forth herein. Indeed, the inventors of the present invention previously filed International Patent Application PCT/US2016/052338, filed on September 16, 2016 and published as WO/2017/049233. This prior PCT application is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes. For example, the lysines GN2, GN4, GN14, GN43 and GN37 were first disclosed in the aforementioned PCT application.

[009] Вы недавних исследованиях были идентифицированы лизины с собственной противомикробной активностью против грамотрицательных бактерий (12, 13, 17). Противомикробный эффект в некоторых случаях обусловлен N- или C-концевыми амфипатическими или поликатионными α-спиральными доменами, которые опосредуют проникновение через ЛПС и транслокацию через ВМ, что приводит к разрушению ПГ и осмотическому лизису. Интересно отметить, что доступ таких лизинов к ПГ может быть облегчен с помощью соединений, дестабилизирующих ВМ, включая ЭДТА и слабые органические кислоты. Несмотря на то, что комбинации с ЭДТА и слабыми органическими кислотами не применяются на практике в качестве лекарственных средств, полученные результаты иллюстрируют концепцию облегчения активности GN-лизина.[009] Recent studies have identified lysines with intrinsic antimicrobial activity against Gram-negative bacteria (12, 13, 17). The antimicrobial effect in some cases is due to N- or C-terminal amphipathic or polycationic α-helical domains, which mediate penetration through LPS and translocation through the EV, leading to PG degradation and osmotic lysis. It is interesting to note that the access of such lysines to PGs can be facilitated by compounds that destabilize VMs, including EDTA and weak organic acids. Although combinations with EDTA and weak organic acids are not used in practice as drugs, the results illustrate the concept of facilitating the activity of GN-lysine.

[0010] В более недавнем подходе применяют GN-лизины, гибридизованные с конкретными α-спиральными доменами, обладающими поликатионными, амфипатическими и гидрофобными признаками, чтобы стимулировать транслокацию через ВМ. Эти результаты привели к появлению GN-лизинов, называемых «артилизины», которые очень активны in vitro и предназначены для местного применения (17). Однако сообщалось о низкой активности артилизинов in vivo. Соответственно, артилизин GN126, перечисленный в качестве контроля в настоящем изобретении (см. таблицу 4), также проявлял низкую активность.[0010] A more recent approach uses GN-lysines hybridized to specific α-helical domains that have polycationic, amphipathic, and hydrophobic features to promote translocation through the EM. These results led to the development of GN-lysines, called “artilisins,” which are highly active in vitro and intended for topical application (17). However, low activity of artilisins has been reported in vivo . Accordingly, artilisin GN126, listed as a control in the present invention (see Table 4), also showed low activity.

[0011] Несмотря на эффективность артилизинов и лизинов in vitro, включая GN-лизины, с собственной противомикробной активностью, остается серьезное ограничение в отношении явного отсутствия активности в матриксах крови человека, что делает системную терапию проблематичной (13, 14). Как полагают, физиологическая соль и двухвалентные катионы конкурируют за сайты связывания ЛПС и служат помехой для α-спиральных доменов транслокации лизинов, включая GN-лизины, что ограничивает активность в крови и, более конкретно, в присутствии сыворотки, ограничивая таким образом возможность применения лизинов для лечения инвазивных инфекций (23). Аналогичное отсутствие активности в крови сообщалось для нескольких различных AMP, проникающих через ВМ и дестабилизирующих ее (18-20, 22).[0011] Despite the in vitro efficacy of artilisins and lysines, including GN-lysines, with intrinsic antimicrobial activity, a major limitation remains regarding the apparent lack of activity in human blood matrices, making systemic therapy problematic (13, 14). Physiological salt and divalent cations are believed to compete for LPS binding sites and interfere with the α-helical translocation domains of lysines, including GN-lysines, which limits activity in the blood and, more specifically, in the presence of serum, thus limiting the utility of lysines for treatment of invasive infections (23). A similar lack of activity in the blood has been reported for several different AMPs that penetrate and destabilize the IM (18–20, 22).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0012] Основной проблемой дизайна, стоящей перед разработкой GN-лизина для лечения инвазивных инфекций путем системного введения, является необходимость ослабления инактивации в крови (или, например, в сыворотке человека).[0012] The major design challenge facing the development of GN-lysine for the treatment of invasive infections by systemic administration is the need to attenuate inactivation in blood (or eg human serum).

[0013] Нативные GN-лизины с собственной активностью (т. е. с высоким уровнем активности в HEPES-буфере и низким уровнем активности в сыворотке человека) сначала идентифицировали, а затем модифицировали путем замены заряженных аминокислот незаряженными аминокислотами и/или путем гибридизации с альфа-спиральным противомикробным пептидом для улучшения активности и улучшения активности в сыворотке.[0013] Native GN-lysines with intrinsic activity (i.e., high activity in HEPES buffer and low activity in human serum) were first identified and then modified by replacing charged amino acids with uncharged amino acids and/or by hybridization with alpha -helical antimicrobial peptide to improve activity and improve serum potency.

[0014] Основываясь на этой работе, были идентифицированы предполагаемые нативные лизины, и их активность была оценена. Лизины перечислены в таблице 3 и описаны по их последовательностям. Немодифицированные лизины проявляют различные уровни активности в присутствии сыворотки человека.[0014] Based on this work, putative native lysines were identified and their activity was assessed. Lysines are listed in Table 3 and described by their sequence. Unmodified lysines exhibit varying levels of activity in the presence of human serum.

[0015] Модификации белков лизина были основаны на следующем: i) встраивание замен аминокислот в белок лизина для изменения общей pI молекулы, чтобы облегчить проникновение через ВМ или уменьшить чувствительность к сыворотке человека или как для первого, так и для второго; и/или ii) гибридизация последовательности противомикробного пептида (предпочтительно того, который, как известно, активен в сыворотке) с N- или C-концом лизина с образованием гибридного полипептида, чтобы облегчить проникновение через внешнюю мембрану и транслокацию через нее.[0015] Modifications of lysine proteins have been based on the following: i) insertion of amino acid substitutions into the lysine protein to change the overall pI of the molecule to facilitate penetration through the IM or reduce sensitivity to human serum or both; and/or ii) hybridizing an antimicrobial peptide sequence (preferably one known to be active in serum) to the N- or C-terminus of a lysine to form a hybrid polypeptide to facilitate penetration and translocation across the outer membrane.

[0016] Модифицированные GN-лизины были получены с помощью модификации белков лизина, как описано в настоящей заявке. Показано, что модифицированные GN-лизины проявляют улучшенную активность в сыворотке человека по сравнению с активностью исходных (немодифицированных) лизинов. Заряженные остатки аминокислот нативных белков лизина подвергали случайному мутагенезу для замены незаряженными остатками аминокислот, и испытывали активность полученных полипептидов, включая активность в присутствии сыворотки человека. Активные модифицированные полипептиды, как правило, отличались от исходных полипептидов по 1-3 остаткам аминокислот. Альтернативно или дополнительно последовательности противомикробных пептидов (AMP) гибридизовали на последовательности нативных или модифицированных GN-лизинов с применением линкера или без него. Противомикробные пептиды характеризуются альфа-спиральным доменом, опосредующим разрушение внешней мембраны и транслокацию лизина. Линкеры представляют собой короткие пептидные последовательности от 5 до 20 аминокислот в длину, которые являются гибкими (например, богаты остатками серина и/или глицина) и предназначены для обеспечения свободного движения как AMP, так и лизиновой части гибридного полипептида, без нарушения их структуры.[0016] Modified GN-lysines were prepared by modifying lysine proteins as described herein. Modified GN-lysines have been shown to exhibit improved activity in human serum compared to the activity of the original (unmodified) lysines. Charged amino acid residues of native lysine proteins were subjected to random mutagenesis to replace them with uncharged amino acid residues, and the activity of the resulting polypeptides was tested, including activity in the presence of human serum. Active modified polypeptides, as a rule, differed from the original polypeptides in 1-3 amino acid residues. Alternatively or additionally, antimicrobial peptide (AMP) sequences were hybridized to native or modified GN-lysine sequences with or without the use of a linker. Antimicrobial peptides are characterized by an alpha-helical domain that mediates outer membrane disruption and lysine translocation. Linkers are short peptide sequences, 5 to 20 amino acids in length, that are flexible (eg, rich in serine and/or glycine residues) and are designed to allow free movement of both the AMP and the lysine portion of the hybrid polypeptide without disrupting their structure.

[0017] Каждый из предполагаемых лизинов и модифицированных GN-лизинов, описанных в настоящей заявке, был или может быть очищен до >90% гомогенности и исследован в ряде анализов для оценки активности in vitro.[0017] Each of the putative lysines and modified GN-lysines described herein have been or can be purified to >90% homogeneity and tested in a variety of assays to assess in vitro activity.

[0018] Настоящее изобретение включает полипептиды лизина и модифицированные полипептиды лизина, которые получены синтетически и/или рекомбинантно. Настоящее изобретение включает новые полипептиды лизина и модифицированные полипептиды лизина, а также применение указанных полипептидов для лечения инфекций, вызванных грамотрицательными бактериями, и, в частности, в присутствии матриксов крови, например, сыворотки человека.[0018] The present invention includes lysine polypeptides and modified lysine polypeptides that are produced synthetically and/or recombinantly. The present invention includes new lysine polypeptides and modified lysine polypeptides, as well as the use of these polypeptides for the treatment of infections caused by gram-negative bacteria, and, in particular, in the presence of blood matrices, for example, human serum.

[0019] Более того, настоящее изобретение включает применение полипептидов лизина и модифицированных полипептидов лизина для разрушения биопленок, содержащих грамотрицательные микроорганизмы, например, в протезах или других медицинских устройствах, in vivo, ex vivo или in vitro. Грамотрицательные микроорганизмы биопленок включают виды Pseudomonas, например, Pseudomonas aeruginosa.[0019] Moreover, the present invention includes the use of lysine polypeptides and modified lysine polypeptides for the destruction of biofilms containing gram-negative microorganisms, for example, in prostheses or other medical devices, in vivo , ex vivo or in vitro . Gram-negative biofilm microorganisms include Pseudomonas species, such as Pseudomonas aeruginosa .

[0020] Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к фармацевтической композиции или лекарственному составу, содержащим эффективное количество выделенного полипептида лизина, имеющего аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 2, 4, 5 - 9 и SEQ ID NO: 13 - 27, или пептида, который по меньшей мере на 80% идентичен указанным последовательностям, причем указанный пептид обладает литической активностью, при этом указанный полипептид лизина ингибирует рост или уменьшает популяцию, или уничтожает по меньшей мере одного вида грамотрицательных бактерий; и фармацевтически приемлемый носитель.[0020] In one aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition or dosage formulation comprising an effective amount of an isolated lysine polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 2, 4, 5 - 9 and SEQ ID NO: 13 - 27, or a peptide that is at least 80% identical to the specified sequences, and the specified peptide has lytic activity, while the specified lysine polypeptide inhibits the growth of or reduces the population of, or destroys at least one species of gram-negative bacteria; and a pharmaceutically acceptable carrier.

[0021] Согласно одному варианту реализации фармацевтическая композиция содержит эффективное количество по меньшей мере одного полипептида лизина, выбранного из группы, состоящей из пептидов GN3, CN147, GN146, GN156, GN54, GN92, GN121, GN94, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108, GN123, GN150, GN200, GN201, GN203, GN204 и GN205, или его фрагмента, сохраняющего литическую активность, причем указанный полипептид лизина или фрагмент ингибирует рост или уменьшает популяцию по меньшей мере одного вида грамотрицательных бактерий; и фармацевтически приемлемый носитель.[0021] In one embodiment, the pharmaceutical composition contains an effective amount of at least one lysine polypeptide selected from the group consisting of peptides GN3, CN147, GN146, GN156, GN54, GN92, GN121, GN94, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108, GN123, GN150, GN200, GN201, GN203, GN204 and GN205, or a fragment thereof retaining lytic activity, wherein said lysine polypeptide or fragment inhibits the growth or reduces the population of at least one species of gram-negative bacteria; and a pharmaceutically acceptable carrier.

[0022] Фармацевтические композиции/лекарственные составы согласно настоящему изобретению, в одном варианте реализации, содержат эффективное количество по меньшей мере одного полипептида лизина и по меньшей мере одного антибиотика, подходящего для лечения грамотрицательных бактерий. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения композиция представляет собой комбинацию двух компонентов, которые должны быть введены комбинировано или по отдельности, один из которых содержит лизин в соответствии с настоящим изобретением, а другой содержит антибиотик. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения антибиотик обеспечен в субоптимальной дозе. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения антибиотик может представлять собой антибиотик, к которому у грамотрицательных бактерий развилась устойчивость, лизин применяют для преодоления этой устойчивости.[0022] The pharmaceutical compositions/drug formulations of the present invention, in one embodiment, contain an effective amount of at least one lysine polypeptide and at least one antibiotic suitable for treating gram-negative bacteria. According to some embodiments of the present invention, the composition is a combination of two components, which must be administered in combination or separately, one of which contains a lysine in accordance with the present invention, and the other contains an antibiotic. In some embodiments of the present invention, the antibiotic is provided at a suboptimal dose. In some embodiments, the antibiotic may be an antibiotic to which gram-negative bacteria have developed resistance, and lysine is used to overcome this resistance.

[0023] Согласно некоторым вариантам реализации композиции (с антибиотиком или без него) или комбинации (с лизином и антибиотиком) согласно настоящему изобретению адаптированы для перорального, местного, парентерального или ингаляционного введения. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения один компонент комбинации может быть адаптирован для введения другим путем, чем другой компонент. Например, в экспериментах, подробно описанных ниже, антибиотики вводят подкожно (п/к), в то время как лизины вводят внутривенно (в/в).[0023] In some embodiments, the compositions (with or without an antibiotic) or combinations (with lysine and an antibiotic) of the present invention are adapted for oral, topical, parenteral, or inhalation administration. According to some embodiments of the present invention, one component of the combination may be adapted to be administered by a different route than the other component. For example, in the experiments detailed below, antibiotics are administered subcutaneously (SC) while lysines are administered intravenously (IV).

[0024] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения антибиотик может быть выбран из перечня антибиотиков, подходящих для грамотрицательных бактерий, представленного ниже, и их комбинаций. В более конкретном варианте реализации антибиотик может быть выбран из амикацина, азитромицина, азтреонама, ципрофлоксацина, колистина, рифампицина, карбапенемов и тобрамицина и комбинаций двух или более из вышеупомянутых.[0024] In one embodiment of the present invention, the antibiotic may be selected from the list of antibiotics suitable for gram-negative bacteria presented below, and combinations thereof. In a more specific embodiment, the antibiotic may be selected from amikacin, azithromycin, aztreonam, ciprofloxacin, colistin, rifampicin, carbapenems and tobramycin and combinations of two or more of the above.

[0025] Определенные варианты реализации настоящего изобретения предусматривают стерильный контейнер, который содержит одну из вышеупомянутых фармацевтических композиций, содержащих полипептид лизина и необязательно один или более дополнительных компонентов. В качестве примера, но не ограничиваясь этим, стерильный контейнер представляет собой один компонент набора; набор также может содержать, например, второй стерильный контейнер, который содержит по меньшей мере один дополнительный терапевтический агент. Таким образом, одна из комбинаций GN-антибиотика и GN-лизина, раскрытых в настоящей заявке, необязательно может быть обеспечена в таком наборе.[0025] Certain embodiments of the present invention provide a sterile container that contains one of the above-mentioned pharmaceutical compositions containing a lysine polypeptide and optionally one or more additional components. By way of example, but not limitation, the sterile container is one component of the kit; the kit may also contain, for example, a second sterile container that contains at least one additional therapeutic agent. Thus, one of the combinations of GN-antibiotic and GN-lysine disclosed herein may not necessarily be provided in such a kit.

[0026] Согласно одному аспекту настоящее изобретение включает вектор, содержащий молекулу нуклеиновой кислоты, которая кодирует пептид лизина, имеющий аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 2, 4, 5 - 9 и SEQ ID NO: 13 - 27, или пептид, который по меньшей мере на 80% идентичен указанным последовательностям, причем указанный пептид обладает литической активностью, при этом указанный кодируемый полипептид лизина ингибирует рост или уменьшает популяцию, или уничтожает по меньшей мере одного вида грамотрицательных бактерий в отсутствие или в присутствии сыворотки человека.[0026] In one aspect, the present invention includes a vector comprising a nucleic acid molecule that encodes a lysine peptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 2, 4, 5 - 9 and SEQ ID NOs: 13 - 27 , or a peptide that is at least 80% identical to said sequences, wherein said peptide has lytic activity, wherein said encoded lysine polypeptide inhibits the growth of or reduces the population of or kills at least one species of gram-negative bacteria in the absence or presence of human serum .

[0027] Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения вектор представляет собой рекомбинантный вектор экспрессии, содержащий нуклеиновую кислоту, кодирующую один из вышеупомянутых полипептидов лизина, включая его варианты, которые имеют по меньшей мере 80% идентичность последовательности, причем указанный кодируемый пептид лизина обладает свойством ингибировать рост или уменьшать популяцию по меньшей мере одного вида грамотрицательных бактерий в отсутствие и/или в присутствии сыворотки человека, при этом указанная нуклеиновая кислота функционально связана с гетерологичным промотором.[0027] According to another embodiment of the present invention, the vector is a recombinant expression vector containing a nucleic acid encoding one of the above-mentioned lysine polypeptides, including variants thereof that have at least 80% sequence identity, wherein said encoded lysine peptide has growth inhibitory property or reduce the population of at least one species of gram-negative bacteria in the absence and/or presence of human serum, wherein said nucleic acid is operably linked to a heterologous promoter.

[0028] Также предусмотрена клетка-хозяин, содержащая вышеупомянутые векторы. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения последовательность нуклеиновой кислоты представляет собой последовательность кДНК.[0028] A host cell containing the above vectors is also provided. In some embodiments of the present invention, the nucleic acid sequence is a cDNA sequence.

[0029] Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к выделенной, очищенной нуклеиновой кислоте, кодирующей полипептид лизина, содержащий последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 2, 4, 5 - 9 и SEQ ID NO: 13 - 27. Согласно альтернативному варианту реализации настоящего изобретения выделенная очищенная нуклеиновая кислота содержит нуклеотидную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 33 - SEQ ID NO: 54, их вырожденного кода и их транскриптов. В соответствии с вариантами реализации, представленными в настоящей заявке, определенная нуклеиновая кислота включает не только идентичную нуклеиновую кислоту, но также любые незначительные изменения оснований, включая, в частности, замены, приводящие к получению синонимичного кодона (другой кодон, определяющий тот же остаток аминокислоты). Таким образом, считается, что формула изобретения, относящаяся к нуклеиновой кислоте, включает последовательность, комплементарную любой указанной одноцепочечной последовательности. Необязательно нуклеиновая кислота представляет собой кДНК.[0029] In another aspect, the present invention provides an isolated, purified nucleic acid encoding a lysine polypeptide comprising a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 2, 4, 5 - 9 and SEQ ID NOs: 13 - 27. According to In an alternative embodiment of the present invention, the isolated purified nucleic acid contains a nucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 33 to SEQ ID NO: 54, their degenerate code and their transcripts. In accordance with embodiments presented herein, a defined nucleic acid includes not only an identical nucleic acid, but also any minor base changes, including, but not limited to, substitutions resulting in a synonymous codon (a different codon specifying the same amino acid residue) . Thus, the claims relating to a nucleic acid are intended to include a sequence complementary to any specified single-stranded sequence. Optionally, the nucleic acid is cDNA.

[0030] Согласно другим аспектам настоящее изобретение относится к различным способам/вариантам применения. Одним из них является способ/применение для ингибирования роста или уменьшения популяции, или уничтожения по меньшей мере одного вида грамотрицательных бактерий, причем указанный способ включает приведение бактерий в контакт с композицией, содержащей эффективное количество полипептида GN-лизина, содержащего последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 2, 4, 5 - 9 и SEQ ID NO: 13 - 27, или пептида, который по меньшей мере на 80% идентичен указанным последовательностям, причем указанный пептид обладает литической активностью в течение периода времени, достаточного для того чтобы ингибировать указанный рост или уменьшить указанную популяцию, или привести к уничтожению указанного по меньшей мере одного вида грамотрицательных бактерий в отсутствие и/или в присутствии сыворотки человека.[0030] In other aspects, the present invention relates to various methods/applications. One is a method/use for inhibiting the growth or population reduction or destruction of at least one species of gram-negative bacteria, the method comprising contacting the bacteria with a composition containing an effective amount of a GN-lysine polypeptide containing a sequence selected from the group, consisting of SEQ ID NOs: 2, 4, 5 - 9 and SEQ ID NOs: 13 - 27, or a peptide that is at least 80% identical to the specified sequences, and the specified peptide has lytic activity for a period of time sufficient to to inhibit said growth or reduce said population, or cause the destruction of said at least one species of gram-negative bacteria in the absence and/or presence of human serum.

[0031] Другой такой способ/применение предназначен (о) для ингибирования роста или уменьшения популяции, или уничтожения по меньшей мере одного вида грамотрицательных бактерий, причем указанный способ включает приведение бактерий в контакт с композицией, содержащей эффективное количество по меньшей мере одного полипептида GN-лизина, выбранного из группы, состоящей из GN-лизинов, описанных в SEQ ID NO: 2, 4, 5 - 9 и SEQ ID NO: 13 - 27, или их активных фрагментов, причем указанный полипептид или активный фрагмент обладает свойством ингибировать рост или уменьшать популяцию, или приводить к уничтожению P. aeruginosa и необязательно по меньшей мере одного другого вида грамотрицательных бактерий в отсутствие и/или в присутствии сыворотки человека.[0031] Another such method/use is for inhibiting the growth or population reduction of, or killing, at least one species of gram-negative bacteria, the method comprising contacting the bacteria with a composition containing an effective amount of at least one GN- polypeptide lysine selected from the group consisting of GN-lysines described in SEQ ID NO: 2, 4, 5 - 9 and SEQ ID NO: 13 - 27, or active fragments thereof, wherein said polypeptide or active fragment has the property of inhibiting growth or reduce the population of, or result in the destruction of, P. aeruginosa and optionally at least one other species of gram-negative bacteria in the absence and/or presence of human serum.

[0032] Другой способ/медицинское применение предназначен (о) для лечения бактериальной инфекции, вызванной грамотрицательной бактерией, такой как P. aeruginosa или A. baumannii, и включает введение одной или более из вышеупомянутых композиций субъекту, у которого диагностирована, который подвержен риску или у которого наблюдаются симптомы бактериальной инфекции.[0032] Another method/medical use is for the treatment of a bacterial infection caused by a gram-negative bacterium, such as P. aeruginosa or A. baumannii , and involves administering one or more of the above compositions to a subject diagnosed with, who is at risk for, or who has symptoms of a bacterial infection.

[0033] В любом из вышеупомянутых способов/вариантов медицинского применения грамотрицательная бактерия представляет собой по меньшей мере одну, выбранную из группы, состоящей из Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, E. coli, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter cloacae, Salmonella spp., N. gonorrhoeae и Shigella spp. Согласно другому варианту грамотрицательная бактерия представляет собой Pseudomonas aeruginosa.[0033] In any of the above methods/medical uses, the gram-negative bacterium is at least one selected from the group consisting of Acinetobacter baumannii , Pseudomonas aeruginosa , E. coli , Klebsiella pneumoniae , Enterobacter cloacae , Salmonella spp., N. gonorrhoeae and Shigella spp. In another embodiment, the gram-negative bacterium is Pseudomonas aeruginosa .

[0034] Другой способ/медицинское применение предназначен (о) для лечения или предотвращения местной или системной патогенной бактериальной инфекции, вызванной грамотрицательными бактериями, и включает введение субъекту, нуждающемуся в лечении, одной из вышеупомянутых композиций. Местные инфекции включают инфекции, которые можно лечить путем локального или местного применения антибактериального агента. Примеры местных инфекций включают инфекции, ограниченные конкретным местом, таким как орган или ткань, или имплантированный протез, или другое медицинское устройство. Примеры включают инфекции кожи, десен, инфицированные раны, инфекции уха и т. д., инфекции в области, в которой установлен катетер и т. д.[0034] Another method/medical use is for the treatment or prevention of local or systemic pathogenic bacterial infection caused by gram-negative bacteria and involves administering to a subject in need of treatment one of the above-mentioned compositions. Local infections include infections that can be treated by topical or topical application of an antibacterial agent. Examples of local infections include infections limited to a specific location, such as an organ or tissue, or an implanted prosthesis or other medical device. Examples include skin infections, gum infections, infected wounds, ear infections, etc., infections in the area where the catheter is inserted, etc.

[0035] Другой такой способ/медицинское применение предназначен (о) для предотвращения или лечения бактериальной инфекции и включает совместное введение субъекту, у которого диагностирована, который подвержен риску или у которого наблюдаются симптомы бактериальной инфекции, комбинации первого эффективного количества одной из вышеупомянутых композиций и второго эффективного количества антибиотика, подходящего для лечения инфекции, вызванной грамотрицательными бактериями.[0035] Another such method/medicinal use is for the prevention or treatment of a bacterial infection and involves co-administrating to a subject diagnosed with, at risk of, or experiencing symptoms of a bacterial infection, a combination of a first effective amount of one of the above compositions and a second an effective amount of an antibiotic suitable for treating an infection caused by gram-negative bacteria.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

ОпределенияDefinitions

[0036] В настоящей заявке следующие термины и родственные им слова должны иметь значения, представленные для них ниже, если контекст явно не указывает иное.[0036] As used herein, the following terms and related words shall have the meanings given to them below unless the context clearly indicates otherwise.

[0037] «Носитель», применительно к фармацевтическим композициям, относится к разбавителю, вспомогательному веществу, добавке или носителю, с которыми вводят активное соединение. Такие фармацевтические носители могут представлять собой стерильные жидкости, такие как вода, физиологические солевые растворы, водные растворы декстрозы, водные растворы глицерина, а также масла, включая масла нефтяного, животного, растительного или синтетического происхождения, такие как арахисовое масло, соевое масло, минеральное масло, кунжутное масло и тому подобное. Другие примеры включают дисперсионные среды, солюбилизирующие агенты, покрытия, консерванты, изотонические и замедляющие всасывание агенты, поверхностно-активные вещества, пропелленты и тому подобное. Подходящие фармацевтические носители описаны в «Remington's Pharmaceutical Sciences», под ред. E.W. Martin, 18 изд.[0037] "Carrier", as used in pharmaceutical compositions, refers to the diluent, excipient, additive or carrier with which the active compound is administered. Such pharmaceutical carriers may be sterile liquids such as water, physiological saline solutions, aqueous dextrose solutions, aqueous glycerol solutions, as well as oils, including oils of petroleum, animal, vegetable or synthetic origin, such as peanut oil, soybean oil, mineral oil , sesame oil and the like. Other examples include dispersion media, solubilizing agents, coatings, preservatives, isotonic and absorption retarding agents, surfactants, propellants and the like. Suitable pharmaceutical carriers are described in Remington's Pharmaceutical Sciences, ed. E.W. Martin, 18th ed.

[0038] «Фармацевтически приемлемый носитель» включает любой из вышеупомянутых носителей, которые являются физиологически совместимыми. Носитель (и) должен (должны) быть «приемлемым (ми)» в смысле их безвредности для субъекта, подлежащего лечению, в количествах, как правило, применяемых в лекарственных средствах. Фармацевтически приемлемые носители совместимы с другими ингредиентами композиции и не делают композицию неподходящей для предполагаемой цели ее применения. Кроме того, фармацевтически приемлемые носители являются подходящими для применения у субъектов, как предусмотрено в настоящей заявке, без неоправданных нежелательных побочных эффектов (таких как токсичность, раздражение и аллергическая реакция). Побочные эффекты являются «неоправданными», когда их риск превышает пользу, обеспечиваемую композицией.[0038] A “pharmaceutically acceptable carrier” includes any of the above-mentioned carriers that are physiologically compatible. The carrier(s) must be "acceptable" in the sense of not being harmful to the subject being treated in quantities typically used in medicinal products. Pharmaceutically acceptable carriers are compatible with the other ingredients of the composition and do not render the composition unsuitable for its intended purpose. In addition, pharmaceutically acceptable carriers are suitable for use in subjects as provided herein without undue unwanted side effects (such as toxicity, irritation and allergic reaction). Side effects are “unreasonable” when their risk outweighs the benefit provided by the composition.

[0039] «Бактерицидный», применительно к агенту, обычно означает наличие способности вызывать гибель бактерий или способности уничтожать бактерии в степени, которая соответствует уменьшению на по меньшей мере 3-log10 (99,9%) или более исходной популяции бактерий в течение 18-24 часового периода.[0039] “Bactericidal,” when referring to an agent, generally means having the ability to kill bacteria or the ability to kill bacteria to an extent that corresponds to a reduction of at least 3-log10 (99.9%) or more of the original bacterial population over 18- 24 hour period.

[0040] «Бактериостатический» обычно означает наличие способности ингибировать рост бактерий, включая ингибирование роста бактериальных клеток, вызывая таким образом уменьшение на 2-log (99%) или более и до немного менее 3-log исходной популяции бактерий в течение 18-24-часового периода.[0040] "Bacteriostatic" generally means having the ability to inhibit bacterial growth, including inhibiting the growth of bacterial cells, thereby causing a reduction of 2-log (99%) or more to slightly less than 3-log of the original bacterial population within 18-24- hour period.

[0041] «Антибактериальный», применительно к агенту, в общем случае используется для включения как бактериостатических, так и бактерицидных агентов.[0041] "Antibacterial", when referring to an agent, is generally used to include both bacteriostatic and bactericidal agents.

[0042] «Антибиотик» относится к антибиотическому соединению, которое может представлять собой либо соединение, влияющее на биосинтез пептидогликана клеточной стенки, соединение, влияющее на целостность клеточной мембраны, либо соединение, влияющее на синтез ДНК или белка у бактерий. Неограничивающие примеры антибиотиков, активных против грамотрицательных бактерий, включают цефалоспорины, такие как цефтриаксон-цефотаксим, цефтазидим, цефепим, цефоперазон, цефтобипрол, фторхинолоны, такие как ципрофлоксацин, левофлоксацин, аминогликозиды, такие как гентамицин, тобрамицин, амикацин, пиперациллин, тикарциллин, карбапенемы, такие как имипенем, меропенем, дорипенем, другие бета-лактамные антибиотики, активные против грамотрицательных бактерий, такие как пенициллины широкого спектра действия с ингибиторами бета-лактамазы или без них, ансамицины, такие как рифампицин, и бактерицидные полипептиды, такие как полимиксин B и колистин.[0042] "Antibiotic" refers to an antibiotic compound, which may be either a compound that affects the biosynthesis of cell wall peptidoglycan, a compound that affects the integrity of the cell membrane, or a compound that affects DNA or protein synthesis in bacteria. Non-limiting examples of antibiotics active against gram-negative bacteria include cephalosporins such as ceftriaxone-cefotaxime, ceftazidime, cefepime, cefoperazone, ceftobiprole, fluoroquinolones such as ciprofloxacin, levofloxacin, aminoglycosides such as gentamicin, tobramycin, amikacin, piperacil lin, ticarcillin, carbapenems, such as imipenem, meropenem, doripenem, other beta-lactam antibiotics active against gram-negative bacteria such as broad-spectrum penicillins with or without beta-lactamase inhibitors, ansamycins such as rifampicin, and bactericidal polypeptides such as polymyxin B and colistin .

[0043] «Устойчивый к лекарственным средствам», применительно к патогену и, более конкретно, бактерии, обычно относится к бактерии, которая устойчива к антибактериальной активности лекарственного средства. При более конкретном использовании устойчивость к лекарственным средствам конкретно относится к устойчивости к антибиотикам. В некоторых случаях бактерия, которая обычно восприимчива к конкретному антибиотику, может выработать устойчивость к антибиотику, в результате чего она становится микроорганизмом или штаммом, устойчивым к лекарственным средствам. Патоген с «множественной лекарственной устойчивостью» («MDR») представляет собой патогена, у которого развилась устойчивость к по меньшей мере двум классам противомикробных лекарственных средств, каждое из которых используется в виде монотерапии. Например, было обнаружено, что определенные штаммы P. aeruginosa устойчивы к нескольким антибиотикам, включая, помимо прочих, цефтолозан-тазобактам, цефтазидим, цефепим, пиперациллин-тазобактам, азтреонам, имипенем, меропенем, ципрофлоксацин, тикарциллин, тобрамицин, амикацин и колистин. Специалист в данной области техники может легко определить, является ли бактерия устойчивой к лекарственным средствам, используя обычные лабораторные методики, которые позволяют определить восприимчивость или устойчивость бактерии к лекарственному средству или антибиотику. См., например, Cabot, G. et al, 2016, Antimicrob. Agents and Chemother. 60(3):1767, DOI: 10.1128/AAC.02676-15; и (Antibiotic Resistant Threats in the United States, 2013, Министерство здравоохранения и социальных служб США, Центры по контролю и предотвращению заболеваний).[0043] “Drug-resistant,” when referring to a pathogen and, more specifically, a bacterium, generally refers to a bacterium that is resistant to the antibacterial activity of a drug. In more specific usage, drug resistance specifically refers to resistance to antibiotics. In some cases, a bacterium that is normally susceptible to a particular antibiotic can develop resistance to the antibiotic, causing it to become a drug-resistant microorganism or strain. A “multidrug-resistant” (“MDR”) pathogen is a pathogen that has developed resistance to at least two classes of antimicrobial drugs, each used as monotherapy. For example, certain strains of P. aeruginosa have been found to be resistant to several antibiotics, including, but not limited to, ceftolozane-tazobactam, ceftazidime, cefepime, piperacillin-tazobactam, aztreonam, imipenem, meropenem, ciprofloxacin, ticarcillin, tobramycin, amikacin, and colistin. One skilled in the art can readily determine whether a bacterium is drug resistant using routine laboratory techniques that can determine the susceptibility or resistance of a bacterium to a drug or antibiotic. See, for example, Cabot, G. et al, 2016, Antimicrob. Agents and Chemother. 60(3):1767, DOI: 10.1128/AAC.02676-15; and (Antibiotic Resistant Threats in the United States, 2013, US Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention).

[0044] «Эффективное количество» относится к количеству, которое, при применении или введении с соответствующей частотой или схемой дозирования, является достаточным для предотвращения, уменьшения, ингибирования или устранения роста бактерий или бактериальной нагрузки или предотвращения, уменьшения или улучшения начала, степени тяжести, продолжительности или прогрессирования нарушения, которое лечат (в настоящей заявке роста грамотрицательного бактериального патогена или инфекции им), предотвращения прогрессирования нарушения, которое лечат, вызова регрессии нарушения, которое лечат, или усиления или улучшения профилактического (их) или терапевтического (их) эффекта (-ов) другой терапии, такой как терапия антибиотиками или бактериостатиками. Подходящий диапазон эффективного количества для полипептидов согласно настоящему изобретению будет составлять от приблизительно 0,01 мг/кг до приблизительно 50 мг/кг, при этом типичный диапазон составляет от приблизительно 0,01 до 25 мг/кг, а обычный диапазон составляет от приблизительно 0,01 до приблизительно 10 мг/кг. Предусмотрены корректировки в сторону увеличения нижнего предела в зависимости от эффективности конкретного лизина; также предусмотрены корректировки в сторону уменьшения верхнего предела главным образом в зависимости от токсичности конкретного лизина. Такие корректировки находятся в пределах квалификации в данной области техники. Кроме того, если лизин вводят одновременно с антибиотиком, количество лизина можно корректировать на основании количества, необходимого для повторной сенсибилизации бактерий-мишеней к антибиотику, вводимому одновременно.[0044] "Effective amount" refers to an amount that, when used or administered at an appropriate frequency or dosage schedule, is sufficient to prevent, reduce, inhibit or eliminate bacterial growth or bacterial load or prevent, reduce or improve the onset, severity, duration or progression of the disorder being treated (in this application, growth of or infection with a gram-negative bacterial pathogen), preventing progression of the disorder being treated, causing regression of the disorder being treated, or enhancing or improving the prophylactic(s) or therapeutic(s) effect(s). ov) other therapy, such as antibiotic or bacteriostatic therapy. A suitable effective amount range for the polypeptides of the present invention will be from about 0.01 mg/kg to about 50 mg/kg, with a typical range being from about 0.01 to 25 mg/kg and a typical range being from about 0. 01 to approximately 10 mg/kg. There are adjustments to increase the lower limit depending on the effectiveness of the particular lysine; adjustments to reduce the upper limit are also provided, depending primarily on the toxicity of the particular lysine. Such adjustments are within the skill of the art. In addition, if lysine is administered concomitantly with an antibiotic, the amount of lysine can be adjusted based on the amount needed to re-sensitize the target bacteria to the antibiotic administered simultaneously.

[0045] «Совместное введение» подразумевает включение отдельного введения полипептида лизина и антибиотика или любого другого антибактериального агента последовательным образом, а также введение этих агентов по существу одновременно, например, в одной смеси/композиции или в дозах, вводимых по отдельности, но, тем не менее, вводимых субъекту по существу одновременно, например, в разные моменты времени в один и тот же день или в течение 24-часового периода. Такое совместное введение полипептидов лизина с одним или более дополнительными антибактериальными агентами может быть обеспечено в виде непрерывного лечения, длящегося в течение периода до дней, недель или месяцев. Кроме того, в зависимости от применения, совместное введение не обязательно должно быть непрерывным или одинаковым по продолжительности. Например, если применение в качестве местного антибактериального агента использовали для лечения, например, бактериальной язвы или инфицированной диабетической язвы, лизин мог быть введен только вначале в течение 24 часов после первого применения антибиотика, а затем можно продолжать применение антибиотика без дополнительного введения лизина.[0045] "Co-administration" is meant to include the separate administration of a lysine polypeptide and an antibiotic or any other antibacterial agent in a sequential manner, as well as the administration of these agents substantially simultaneously, for example, in a single mixture/composition or in doses administered separately, but however, administered to a subject substantially simultaneously, for example, at different times on the same day or over a 24-hour period. Such co-administration of lysine polypeptides with one or more additional antibacterial agents can be provided as a continuous treatment over a period of up to days, weeks or months. In addition, depending on the application, coadministration need not be continuous or uniform in duration. For example, if use as a topical antibacterial agent was used to treat, for example, a bacterial ulcer or an infected diabetic ulcer, lysine could only be administered initially within 24 hours of the first application of the antibiotic, and then the antibiotic could be continued without further administration of lysine.

[0046] «Субъект» относится к субъекту, подлежащему лечению, и включает, помимо прочего, млекопитающее, растение, низшее животное, одноклеточный организм или культуру клеток. Например, термин «субъект» предназначен для включения организмов, например, прокариот и эукариот, которые восприимчивы к бактериальным инфекциям или поражены ими, например, инфекциям, вызванным грамотрицательными бактериями. Примеры субъектов включают млекопитающих, например, людей, собак, коров, лошадей, свиней, овец, коз, кошек, мышей, кроликов, крыс и трансгенных животных, отличных от человека. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения субъект представляет собой человека, например, человека, страдающего, подверженного риску или восприимчивого к инфекции, вызванной грамотрицательными бактериями, против которых эффективен лизин дикого типа (исходный), вне зависимости от того, является ли такая инфекция системной, местной или локализованной иным образом, или ограниченной конкретным органом или тканью.[0046] "Subject" refers to the subject being treated and includes, but is not limited to, a mammal, plant, lower animal, single-celled organism, or cell culture. For example, the term “subject” is intended to include organisms, such as prokaryotes and eukaryotes, that are susceptible to or affected by bacterial infections, such as infections caused by gram-negative bacteria. Examples of subjects include mammals, such as humans, dogs, cows, horses, pigs, sheep, goats, cats, mice, rabbits, rats, and non-human transgenic animals. In certain embodiments of the present invention, the subject is a human, for example, a human suffering from, at risk of, or susceptible to an infection caused by a gram-negative bacteria against which wild-type (parent) lysine is effective, whether such infection is systemic, local or otherwise localized or limited to a specific organ or tissue.

[0047] В настоящей заявке «полипептид» используется взаимозаменяемо с термином «белок» и «пептид» и относится к полимеру, полученному из остатков аминокислот и обычно имеющему по меньшей мере приблизительно 30 остатков аминокислот. Термин включает не только полипептиды в выделенной форме, но также их активные фрагменты и производные. Термин «полипептид» также включает гибридные белки или гибридные полипептиды, содержащие полипептид лизина, описанный ниже, и сохраняющие функцию лизина. В зависимости от контекста полипептид или белок, или пептид может представлять собой природный полипептид или рекомбинантный, сконструированный или полученный синтетическим способом полипептид. Конкретный полипептид лизина, например, может происходить или может быть выделен из нативного белка (т. е. белок с аминокислотной последовательностью, идентичной последовательности, выделенной для этого белка из природных источников) с помощью ферментативного или химического расщепления или может быть получен с использованием обычных методик синтеза пептидов (например, твердофазного синтеза) или методик молекулярной биологии (таких как те, которые раскрыты в Sambrook, J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (1989), или может быть рационально усечен или сегментирован с получением активных фрагментов, сохраняя активность лизина против той же или по меньшей мере одной общей бактерии-мишени.[0047] As used herein, "polypeptide" is used interchangeably with the terms "protein" and "peptide" and refers to a polymer derived from amino acid residues and typically having at least about 30 amino acid residues. The term includes not only polypeptides in isolated form, but also their active fragments and derivatives. The term "polypeptide" also includes fusion proteins or fusion polypeptides containing a lysine polypeptide described below and retaining the function of lysine. Depending on the context, the polypeptide or protein or peptide may be a naturally occurring polypeptide or a recombinant, engineered or synthetically produced polypeptide. A particular lysine polypeptide, for example, may be derived from or isolated from a native protein (i.e., a protein with an amino acid sequence identical to that isolated for that protein from natural sources) by enzymatic or chemical digestion or may be prepared using conventional techniques peptide synthesis (eg, solid phase synthesis) or molecular biology techniques (such as those disclosed in Sambrook, J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (1989), or can be rationally truncated or segmented into active fragments while maintaining lysine activity against the same or at least one common target bacterium.

[0048] «Гибридный полипептид» относится к продукту экспрессии, полученному в результате гибридизации двух или более сегментов нуклеиновой кислоты с получением гибридного продукта экспрессии, который, как правило, имеет два домена или сегмента с различными свойствами или функциональностью. В более конкретном смысле термин «гибридный полипептид» также относится к полипептиду или пептиду, содержащему два или более гетерологичных полипептидов или пептидов, ковалентно связанных либо непосредственно, либо за счет аминокислотного или пептидного линкера. Полипептиды, образующие гибридный полипептид, как правило, связаны С-концом с N-концом, несмотря на то, что они также могут быть связаны С-концом с С-концом, N-концом с N-концом или N-концом с С-концом. Термин «гибридный полипептид» может быть использован взаимозаменяемо с термином «гибридный белок». Таким образом, неограничивающее выражение «полипептид, содержащий» определенную структуру включает молекулы большего размера, чем указанная структура, такие как гибридные полипептиды.[0048] "Hybrid polypeptide" refers to an expression product resulting from the hybridization of two or more nucleic acid segments to produce a hybrid expression product that typically has two domains or segments with different properties or functionality. More specifically, the term "hybrid polypeptide" also refers to a polypeptide or peptide containing two or more heterologous polypeptides or peptides covalently linked either directly or through an amino acid or peptide linker. Polypeptides forming a fusion polypeptide are typically C-terminal to N-terminal linked, although they may also be C-terminal to C-terminal, N-terminal to N-terminal, or N-terminal to C-terminal linked. the end. The term "fusion polypeptide" may be used interchangeably with the term "fusion protein". Thus, the non-limiting expression “polypeptide comprising” a specific structure includes molecules larger than the specified structure, such as hybrid polypeptides.

[0049] «Гетерологичный» относится к нуклеотидным, пептидным или полипептидным последовательностям, которые не являются смежными в природных условиях. Например, применительно к настоящему изобретению термин «гетерологичный» может быть использован для описания комбинации или гибрида двух или более пептидов и/или полипептидов, причем указанный гибридный пептид или полипептид обычно не встречается в природе, например, полипептид лизина или его активный фрагмент и катионный и/или поликатионный пептид, амфипатический пептид, sushi-пептид (Ding et al. Cell Mol Life Sci., 65(7-8):1202-19 (2008)), пептид дефензина (Ganz, T. Nature Reviews Immunology 3, 710-720 (2003)), гидрофобный пептид и/или противомикробный пептид, который может обладать повышенной активностью лизина. В это определение включены два или более полипептидов лизина или их активных фрагментов. Их можно применять для получения гибридного полипептида с активностью лизина.[0049] "Heterologous" refers to nucleotide, peptide or polypeptide sequences that are not contiguous in nature. For example, in connection with the present invention, the term “heterologous” can be used to describe a combination or hybrid of two or more peptides and/or polypeptides, wherein said hybrid peptide or polypeptide is not typically found in nature, for example, a lysine polypeptide or an active fragment thereof and a cationic and /or polycationic peptide, amphipathic peptide, sushi peptide (Ding et al. Cell Mol Life Sci., 65(7-8):1202-19 (2008)), defensin peptide (Ganz, T. Nature Reviews Immunology 3, 710 -720 (2003)), a hydrophobic peptide and/or antimicrobial peptide that may have increased lysine activity. Included in this definition are two or more lysine polypeptides or active fragments thereof. They can be used to obtain a hybrid polypeptide with lysine activity.

[0050] «Активный фрагмент» относится к части полноразмерного полипептида, раскрытого в настоящей заявке, которая сохраняет одну или более функций или видов биологической активности выделенного полипептида, из которого был получен фрагмент, например, бактерицидную активность против одной или более грамотрицательных бактерий, или, более конкретно, литическую активность, вне зависимости от того, сохраняет ли она способность связываться с внешней мембраной.[0050] "Active fragment" refers to a portion of a full-length polypeptide disclosed herein that retains one or more functions or biological activities of the isolated polypeptide from which the fragment was derived, for example, bactericidal activity against one or more gram-negative bacteria, or, more specifically, lytic activity, regardless of whether it retains the ability to bind to the outer membrane.

[0051] «Амфипатический пептид» относится к пептиду, имеющему как гидрофильные, так и гидрофобные функциональные группы. Предпочтительно вторичная структура обеспечивает размещение гидрофобных и гидрофильных остатков аминокислот на противоположных сторонах (например, внутренняя сторона по сравнению с внешней стороной) амфипатического пептида. Эти пептиды часто принимают спиральную вторичную структуру.[0051] "Amphipathic peptide" refers to a peptide having both hydrophilic and hydrophobic functional groups. Preferably, the secondary structure places hydrophobic and hydrophilic amino acid residues on opposite sides (eg, inner side versus outer side) of the amphipathic peptide. These peptides often adopt a helical secondary structure.

[0052] «Катионный пептид» относится к пептиду, имеющему высокий процент положительно заряженных остатков аминокислот. Предпочтительно катионный пептид имеет значение pKa 8,0 или выше. Термин «катионный пептид», применительно к настоящему изобретению, также включает поликатионные пептиды, которые представляют собой пептиды, полученные синтетическим способом, состоящие в основном из положительно заряженных остатков аминокислот, в частности, остатков лизина и/или аргинина. Остатки аминокислот, которые не являются положительно заряженными, могут представлять собой нейтрально заряженные остатки аминокислот и/или отрицательно заряженные остатки аминокислот и/или гидрофобные остатки аминокислот.[0052] "Cationic peptide" refers to a peptide having a high percentage of positively charged amino acid residues. Preferably the cationic peptide has a pKa value of 8.0 or higher. The term "cationic peptide" as used herein also includes polycationic peptides, which are synthetically produced peptides consisting primarily of positively charged amino acid residues, in particular lysine and/or arginine residues. Amino acid residues that are not positively charged may be neutrally charged amino acid residues and/or negatively charged amino acid residues and/or hydrophobic amino acid residues.

[0053] «Гидрофобная группа» относится к химической группе, такой как боковая цепь аминокислоты, которая имеет низкую аффинность в отношении молекул воды или не обладает такой аффинностью, но более высокую аффинность в отношении молекул масла. Гидрофобные вещества склонны иметь низкую растворимость в воде или водных фазах или не обладают такой растворимостью и, как правило, являются неполярными, но склонны иметь более высокую растворимость в масляных фазах. Примеры гидрофобных аминокислот включают глицин (Gly), аланин (Ala), валин (Val), лейцин (Leu), изолейцин (Ile), пролин (Pro), фенилаланин (Phe), метионин (Met) и триптофан (Trp).[0053] “Hydrophobic group” refers to a chemical group, such as an amino acid side chain, that has low or no affinity for water molecules but a higher affinity for oil molecules. Hydrophobic substances tend to have low or no solubility in water or aqueous phases and are generally non-polar, but tend to have higher solubility in oil phases. Examples of hydrophobic amino acids include glycine (Gly), alanine (Ala), valine (Val), leucine (Leu), isoleucine (Ile), proline (Pro), phenylalanine (Phe), methionine (Met) and tryptophan (Trp).

[0054] «Повышение», применительно к настоящему изобретению, означает, что степень противомикробной активности выше, чем она была бы в ином случае. «Повышение» включает аддитивные, а также синергические (супераддитивные) эффекты. Например, структурные модификации нативных лизинов в соответствии с настоящим изобретением служат для повышения активности лизина в присутствии сыворотки.[0054] "Increase", as used herein, means that the degree of antimicrobial activity is greater than it would otherwise be. “Boost” includes additive as well as synergistic (super additive) effects. For example, structural modifications of native lysines in accordance with the present invention serve to increase the activity of lysine in the presence of serum.

[0055] «Синергический» или «сверхаддитивный» в отношении эффекта означает благоприятный эффект, обусловленный двумя активными веществами в комбинации, который превышает, предпочтительно значительно, сумму эффектов двух агентов, действующих независимо. Один или оба активных ингредиента можно применять на подпороговом уровне, т. е. на уровне, при котором активное вещество, если оно применяется отдельно, не вызывает эффекта или он является очень незначительным (или самое меньшее на субоптимальном уровне, т. е. на уровне, при котором активное вещество вызывает эффект, который значительно ниже его максимального эффекта). Согласно другому варианту эффект может быть измерен с помощью анализов, таких как анализ методом «шахматной доски», описанных в настоящей заявке.[0055] "Synergistic" or "superadditive" in effect means a beneficial effect due to two active agents in combination that is greater, preferably significantly, than the sum of the effects of the two agents acting independently. One or both active ingredients can be used at a subthreshold level, i.e. a level at which the active substance, if used alone, causes no or very little effect (or at least at a suboptimal level, i.e. , in which the active substance produces an effect that is significantly less than its maximum effect). In another embodiment, the effect can be measured using assays such as the checkerboard assay described herein.

[0056] «Лечение» относится к любому способу, действию, применению, терапии или тому подобному, при которых субъекту, включая человека, оказывают медицинскую помощь с целью излечения нарушения или устранения патогена, или улучшения состояния субъекта, непосредственно или косвенно. Лечение также относится к уменьшению заболеваемости или ослаблению симптомов, устранению рецидива, предотвращению рецидива, предотвращению заболеваемости или уменьшению риска заболеваемости, улучшению симптомов, улучшению прогноза или их комбинациям. «Лечение» также включает уменьшение популяции, скорости роста или вирулентности бактерий у субъекта и посредством этого контроль или уменьшение бактериальной инфекции у субъекта или бактериального загрязнения органа или ткани, или окружающей среды. Таким образом, «лечение», которое приводит к уменьшению заболеваемости, является эффективным для ингибирования роста по меньшей мере одной грамположительной бактерии в конкретной среде, будь то субъект или окружающая среда. С другой стороны, «лечение» уже развившейся инфекции относится к уменьшению популяции или уничтожению, ингибированию роста, включая даже устранение, грамположительных бактерий, обуславливающих инфекцию или загрязнение.[0056] “Treatment” refers to any method, act, application, therapy, or the like in which medical care is provided to a subject, including a human, for the purpose of curing a disorder or eliminating a pathogen, or improving the condition of the subject, directly or indirectly. Treatment also refers to reducing morbidity or alleviating symptoms, eliminating relapse, preventing relapse, preventing morbidity or reducing the risk of morbidity, improving symptoms, improving prognosis, or combinations thereof. “Treatment” also includes reducing the population, growth rate or virulence of bacteria in a subject and thereby controlling or reducing bacterial infection in the subject or bacterial contamination of an organ or tissue or the environment. Thus, a “treatment” that results in a reduction in disease is effective in inhibiting the growth of at least one Gram-positive bacterium in a particular environment, whether the subject or the environment. On the other hand, “treating” an established infection refers to reducing the population or destroying, inhibiting the growth, including even eliminating, the gram-positive bacteria causing the infection or contamination.

[0057] Термин «предотвращение» включает предотвращение заболеваемости, рецидива, распространения, начала или развития нарушения, такого как бактериальная инфекция. Не предусмотрено, что настоящее изобретение ограничено полным предотвращением или предотвращением развития инфекции. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения начало отсрочено, или степень тяжести впоследствии приобретенного заболевания или вероятность приобретения заболевания уменьшается, и это составляет примеры предотвращения.[0057] The term "prevention" includes preventing the incidence, recurrence, spread, onset or development of a disorder, such as a bacterial infection. It is not intended that the present invention be limited to completely preventing or preventing the development of infection. According to some embodiments of the present invention, the onset is delayed, or the severity of a subsequently acquired disease or the likelihood of acquiring a disease is reduced, and these constitute examples of prevention.

[0058] Приобретенные заболевания, применительно к настоящему изобретению, включают те, которые проявляются клиническими или субклиническими симптомами, такими как обнаружение лихорадки, сепсиса или бактериемии (BSI), а также обнаружение роста бактериального патогена (например, в культуре), когда симптомы, ассоциированные с такой патологией, еще не проявляются.[0058] Acquired diseases, in relation to the present invention, include those that manifest clinical or subclinical symptoms, such as the detection of fever, sepsis or bacteremia (BSI), as well as the detection of growth of a bacterial pathogen (for example, in culture), when the symptoms associated with such pathology have not yet manifested themselves.

[0059] Термин «производное», применительно к пептиду или полипептиду (который, как указано в настоящей заявке, включает активный фрагмент) предназначен для включения, например, полипептида, модифицированного так, чтобы он содержал одну или более химических групп, отличных от аминокислоты, которые не оказывают существенного нежелательного влияния на активность лизина или не нарушают ее. Химическая группа может быть ковалентно связана с пептидом, например, за счет амино-концевого остатка аминокислоты, карбокси-концевого остатка аминокислоты или у внутреннего остатка аминокислоты. Такие модификации включают добавление защитной или кэпирующей группы на реакционноспособную группу, добавление обнаруживаемой метки, такой как антитело и/или флуоресцентная метка, добавление или модификацию гликозилирования или добавление объемной группы, такой как ПЭГ (пегилирование), и другие изменения, которые не оказывают существенного нежелательного влияния на активность полипептида лизина или не нарушают ее. Обычно применяемые защитные группы, которые могут быть добавлены к полипептидам лизина, включают, но не ограничиваются ими, t-Boc и Fmoc. Обычно применяемые белки флуоресцентной метки, такие как, но не ограничиваясь ими, зеленый флуоресцентный белок (GFP), красный флуоресцентный белок (RFP), голубой флуоресцентный белок (CFP), желтый флуоресцентный белок (YFP) и mCherry, являются компактными белками, которые могут быть связаны ковалентно или нековалентно с полипептидом лизина или гибридизованы с полипептидом лизина без нарушения нормальных функций клеточных белков. Как правило, полинуклеотид, кодирующий флуоресцентный белок, вставлен в 5'-направлении или 3'-направлении относительно последовательности полинуклеотида лизина. Это позволяет получить гибридный белок (например, полипептид лизина::GFP), который не нарушает клеточную функцию или функцию полипептида лизина, к которому он присоединен. Конъюгацию полиэтиленгликоля (ПЭГ) с белками применяют в качестве способа увеличения длительности периода полужизни в кровотоке многих фармацевтических белков. Таким образом, применительно к производным полипептида лизина термин «производное» включает полипептиды лизина, химически модифицированные с помощью ковалентного присоединения одной или более молекул ПЭГ. Как ожидается, пегилированные полипептиды лизина проявят пролонгированный период полужизни в кровотоке по сравнению с непегилированными полипептидами лизина, сохраняя при этом биологическую и терапевтическую активность. Другим примером является применение «артилизинов», при этом короткие поликатионные и амфипатические альфа-спирали присоединяют к N- или C-концам стрептококкового лизина для улучшения антистрептококковой активности in vitro (Rodriguez-Rubio et al., 2016).[0059] The term "derivative", when applied to a peptide or polypeptide (which, as defined herein, includes an active moiety) is intended to include, for example, a polypeptide modified to contain one or more chemical groups other than an amino acid, which do not have a significant undesirable effect on or interfere with the activity of lysine. The chemical group may be covalently linked to the peptide, for example, at the amino-terminal residue of an amino acid, the carboxy-terminal residue of an amino acid, or at an internal residue of an amino acid. Such modifications include the addition of a protecting or capping group on the reactive group, the addition of a detectable label such as an antibody and/or fluorescent label, the addition or modification of glycosylation or the addition of a bulky group such as PEG (PEGylation), and other changes that do not have a significant undesirable effect. influence on the activity of the lysine polypeptide or do not disrupt it. Commonly used protecting groups that can be added to lysine polypeptides include, but are not limited to, t-Boc and Fmoc. Commonly used fluorescent tag proteins, such as, but not limited to, green fluorescent protein (GFP), red fluorescent protein (RFP), cyan fluorescent protein (CFP), yellow fluorescent protein (YFP) and mCherry, are compact proteins that can be linked covalently or non-covalently to a lysine polypeptide or hybridized to a lysine polypeptide without interfering with the normal functions of cellular proteins. Typically, a polynucleotide encoding a fluorescent protein is inserted in the 5' direction or 3' direction relative to the lysine polynucleotide sequence. This allows for the production of a fusion protein (eg, lysine polypeptide::GFP) that does not disrupt cellular function or the function of the lysine polypeptide to which it is attached. Conjugation of polyethylene glycol (PEG) to proteins has been used as a method to increase the circulating half-life of many pharmaceutical proteins. Thus, when referring to lysine polypeptide derivatives, the term “derivative” includes lysine polypeptides chemically modified by the covalent attachment of one or more PEG molecules. PEGylated lysine polypeptides are expected to exhibit an extended half-life in the bloodstream compared to non-PEGylated lysine polypeptides while maintaining biological and therapeutic activity. Another example is the use of “artilisins,” where short polycationic and amphipathic alpha helices are attached to the N- or C-termini of streptococcal lysines to improve antistreptococcal activity in vitro (Rodriguez-Rubio et al., 2016).

[0060] «Процент идентичности аминокислотной последовательности» в отношении последовательностей полипептидов лизина определяется в настоящей заявке как процент остатков аминокислот в последовательности-кандидате, которые идентичны остаткам аминокислот в конкретной последовательности полипептида лизина после выравнивания последовательностей и введения пробелов, при необходимости, чтобы достичь максимального процента идентичности последовательностей и без учета каких-либо консервативных замен как части идентичности последовательностей. Выравнивание в целях определения процента идентичности аминокислотной последовательности можно осуществлять различными способами, которые находятся в пределах квалификации в данной области техники, например, с использованием общедоступного программного обеспечения, такого как BLAST, или коммерчески доступного программного обеспечения, например, от DNASTAR. Две или более полипептидных последовательностей могут быть на 0-100% идентичными в любом месте или на любое целочисленное значение в пределах указанных значений. Применительно к настоящему изобретению два полипептида являются «по существу идентичными», когда по меньшей мере 80% остатков аминокислот (предпочтительно по меньшей мере приблизительно 85%, по меньшей мере приблизительно 90% и предпочтительно по меньшей мере приблизительно 95%) являются идентичными.[0060] "Percent amino acid sequence identity" with respect to lysine polypeptide sequences is defined herein as the percentage of amino acid residues in a candidate sequence that are identical to amino acid residues in a particular lysine polypeptide sequence after sequence alignment and the introduction of gaps, if necessary, to achieve the maximum percentage sequence identity and without considering any conservative substitutions as part of the sequence identity. Alignment to determine percent amino acid sequence identity can be accomplished in a variety of ways that are within the skill in the art, for example, using publicly available software such as BLAST or commercially available software such as from DNASTAR. Two or more polypeptide sequences may be 0-100% identical at any location or by any integer value within the specified values. For purposes of the present invention, two polypeptides are “substantially identical” when at least 80% of the amino acid residues (preferably at least about 85%, at least about 90%, and preferably at least about 95%) are identical.

[0061] Термин «процент (%) идентичности аминокислотной последовательности», описанный в настоящей заявке, также применим к пептидам лизина. Таким образом, термин «по существу идентичный» будет включать мутированные, усеченные, гибридные варианты или варианты с модифицированной иным образом последовательностью выделенных полипептидов лизина и пептидов, описанных в настоящей заявке, и их активные фрагменты, а также полипептиды с существенной идентичностью последовательности (например, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90% или по меньшей мере 95% идентичностью, измеренной, например, с помощью одного или более способов, указанных выше), по сравнению с эталонным (дикого типа или другим интактным) полипептидом. Две аминокислотные последовательности являются «по существу гомологичными», когда по меньшей мере приблизительно 80% остатков аминокислот (предпочтительно по меньшей мере приблизительно 85%, по меньшей мере приблизительно 90% и предпочтительно по меньшей мере приблизительно 95% или 98%) являются идентичными или представляют собой консервативные замены. Последовательности полипептидов лизина согласно настоящему изобретению являются по существу гомологичными, когда одна или более, или несколько, или до 10%, или до 15%, или до 20% аминокислот полипептида лизина замещены сходной или консервативной заменой аминокислоты, и при этом полученный лизин имеет профиль видов активности, антибактериальных эффектов и/или видов специфичности в отношении бактерий как и у полипептидов лизина, раскрытых в настоящей заявке. Значение «по существу гомологичный», описанное в настоящей заявке, относится также к пептидам лизина.[0061] The term "percentage (%) amino acid sequence identity" described herein also applies to lysine peptides. Thus, the term “substantially identical” will include mutated, truncated, hybrid, or otherwise sequence-modified variants of the isolated lysine polypeptides and peptides described herein and active fragments thereof, as well as polypeptides with substantial sequence identity (e.g. at least 80%, at least 85%, at least 90%, or at least 95% identity, as measured, for example, by one or more of the methods listed above) compared to a reference (wild type or other intact ) polypeptide. Two amino acid sequences are "substantially homologous" when at least about 80% of the amino acid residues (preferably at least about 85%, at least about 90%, and preferably at least about 95% or 98%) are identical or represent are conservative substitutions. The lysine polypeptide sequences of the present invention are substantially homologous when one or more, or up to 10%, or up to 15%, or up to 20% of the amino acids of the lysine polypeptide are replaced by a similar or conservative amino acid substitution, and the resulting lysine profile types of activity, antibacterial effects and/or types of specificity against bacteria as in the lysine polypeptides disclosed in this application. The meaning of “essentially homologous” as described herein also applies to lysine peptides.

[0062] «Ингалируемая композиция» относится к фармацевтическим композициям согласно настоящему изобретению, которые изготовлены для непосредственной доставки в дыхательные пути во время или в сочетании с обычным или искусственным дыханием (например, с помощью интратрахеобронхиального, легочного и/или назального введения), включая, но не ограничиваясь ими, мелкодисперсные, распыленные, сухие порошковые и/или аэрозольные составы.[0062] "Inhalable composition" refers to pharmaceutical compositions of the present invention that are formulated for direct delivery to the respiratory tract during or in conjunction with conventional or artificial respiration (e.g., via intratracheobronchial, pulmonary and/or nasal administration), including, but not limited to, fine, atomized, dry powder and/or aerosol formulations.

[0063] «Биопленка» относится к бактериям, которые прикрепляются к поверхностям и агрегируют в гидратированном полимерном матриксе, который может состоять из компонентов, происходящих из бактерий и/или хозяина. Биопленка представляет собой агрегат микроорганизмов, в котором клетки прилипают друг к другу на биотической или абиотической поверхности. Эти прилипшие клетки часто внедрены в матрикс, состоящий из внеклеточного полимерного вещества (EPS), но не ограничиваясь этим. Биопленка EPS, которую также называют слизью (несмотря на то, что не все, описываемое как слизь, представляет собой биопленку) или бляшкой, представляет собой полимерный конгломерат, обычно состоящий из внеклеточной ДНК, белков и полисахаридов.[0063] “Biofilm” refers to bacteria that adhere to surfaces and aggregate in a hydrated polymer matrix, which may be composed of bacterial and/or host-derived components. A biofilm is an aggregate of microorganisms in which cells adhere to each other on a biotic or abiotic surface. These adherent cells are often embedded in, but are not limited to, a matrix composed of extracellular polymeric substance (EPS). EPS biofilm, also called mucus (even though not everything described as mucus is biofilm) or plaque, is a polymeric conglomerate typically composed of extracellular DNA, proteins, and polysaccharides.

[0064] «Подходящий», применительно к антибиотику, подходящему для применения против определенных бактерий, относится к антибиотику, который, как было обнаружено, является эффективным против этих бактерий, даже если впоследствии развивается устойчивость.[0064] “Suitable,” when referring to an antibiotic suitable for use against certain bacteria, refers to an antibiotic that has been found to be effective against those bacteria, even if resistance subsequently develops.

[0065] Идентификация лизинов с бактерицидной активностью против P. aeruginosa в сыворотке человека. Настоящее изобретение основано на идентификации пяти лизинов с сильной антибактериальной активностью против штамма Pseudomonas aeruginosa PAOl в экспоненциальной фазе роста (примеры 1 и 2). Этот штамм является типичным для штаммов P. aeruginosa. Для идентификации полипептидов лизина согласно настоящему изобретению авторы настоящего изобретения использовали подход, основанный на биоинформатике, в сочетании с антибактериальным скринингом. Предполагаемые лизины и лизиноподобные молекулы (см. таблицу 1) были идентифицированы в базе данных GenBank. Последовательности GenBank были аннотированы как гипотетические или предсказанные белки, а в некоторых случаях были перечислены как предполагаемые фаговые белки и/или предполагаемые лизины. Авторы настоящего изобретения не были осведомлены о каких-либо сообщениях об активности этих полипептидов. Их активность также не могла быть предсказана на основании их последовательности, а тем более их активность в присутствии сыворотки человека.[0065] Identification of lysines with bactericidal activity against P. aeruginosa in human serum. The present invention is based on the identification of five lysines with strong antibacterial activity against Pseudomonas aeruginosa strain PAOl in the exponential growth phase (Examples 1 and 2). This strain is typical of P. aeruginosa strains. To identify the lysine polypeptides of the present invention, the present inventors used a bioinformatics-based approach in combination with antibacterial screening. Putative lysines and lysine-like molecules (see Table 1) were identified in the GenBank database. GenBank sequences were annotated as hypothetical or predicted proteins, and in some cases were listed as putative phage proteins and/or putative lysins. The present inventors were not aware of any reports of activity of these polypeptides. Their activity also could not be predicted based on their sequence, much less their activity in the presence of human serum.

Таблица 1Table 1

ЛизинLysine pIpI Номер доступа в GenBankGenBank accession number GN3GN3 9,989.98 WP_012273008.1WP_012273008.1 GN13GN13 9,479.47 YP_00638255.1YP_00638255.1 GN17GN17 7,857.85 ACD38663.1ACD38663.1 GN9GN9 8,858.85 ECJ78460.1ECJ78460.1 GN10GN10 9,709.70 YP_002600773.1YP_002600773.1 GN105GN105 9,019.01 WP_016046696.1WP_016046696.1 GN108GN108 9,289.28 YP_009288673.1YP_009288673.1 GN123GN123 9,309.30 YP_009217242.1YP_009217242.1 GN150GN150 9,309.30 WP_034684053.1WP_034684053.1 GN203GN203 7,877.87 YP_024745.1YP_024745.1

[0066] Идентификация модифицированных лизинов с улучшенной бактерицидной активностью против P. aeruginosa в сыворотке человека. Пять лизинов, GN3, GN150, GN203, GN4 и GN37, применяли для получения 12 новых производных GN-лизина. См. таблицу 2. Предусмотрено, что модификации (замены аминокислот или гибридизацию N- или C-концевого пептида с применением линкера или без него) можно по отдельности или одновременно применять к нативному лизину или модифицированному лизину. Таким образом, например, добавление N- и/или C-концевого пептида, раскрытого в таблице 2, предусмотрено для модификации полипептидов лизина. В качестве более конкретного примера, пептид, который является частью GN156 или GN92, предусмотрен для GN147, даже если такая конструкция не была приведена в качестве примера в таблице 2. И такой пептид может быть добавлен, например, либо к GN4, либо к GN146. Другими словами, противомикробный пептид может быть гибридизован с N- или C-концом нативного лизина или лизина, модифицированного с помощью замен заряженных остатков аминокислот незаряженными остатками аминокислот. Кроме того, N-концевые и/или C-концевые пептиды и/или противомикробные пептиды могут быть соединены с полипептидом лизина за счет линкерного домена, например, линкерного домена, определенного в таблице 2, или другого подходящего линкера, описанного в этом разделе выше.[0066] Identification of modified lysines with improved bactericidal activity against P. aeruginosa in human serum. Five lysines, GN3, GN150, GN203, GN4 and GN37, were used to prepare 12 new GN-lysine derivatives. See Table 2. It is contemplated that modifications (amino acid substitutions or hybridization of the N- or C-terminal peptide with or without the use of a linker) can be applied individually or simultaneously to the native lysine or modified lysine. Thus, for example, the addition of an N- and/or C-terminal peptide disclosed in Table 2 is provided to modify lysine polypeptides. As a more specific example, a peptide that is part of GN156 or GN92 is provided for GN147, even if such a construct was not exemplified in Table 2. And such a peptide could be added, for example, to either GN4 or GN146. In other words, the antimicrobial peptide can be hybridized to the N- or C-terminus of a native lysine or a lysine modified by replacing charged amino acid residues with uncharged amino acid residues. In addition, N-terminal and/or C-terminal peptides and/or antimicrobial peptides can be linked to a lysine polypeptide via a linker domain, for example, the linker domain defined in Table 2, or other suitable linker described in this section above.

Таблица 2.Table 2.

ЛизинLysine pIpI Нативный лизин (номер доступа/класс)*Native lysine (accession number/class)* МодификацияModification GN147GN147 9,399.39 GN3
(WP_012273008.1/лизоцим)
GN3
(WP_012273008.1/lysozyme)
Замены аминокислот (R101D, R117H) Amino acid substitutions (R101D, R117H)
GN146GN146 8,018.01 GN4
(YP_002284361.1/лизоцим)
GN4
(YP_002284361.1/lysozyme)
Замены аминокислот (K99D, R115H)Amino acid substitutions (K99D, R115H)
GN156GN156 10,5110.51 GN4
(YP_002284361.1/лизоцим)
GN4
(YP_002284361.1/lysozyme)
Добавление N-концевого пептида
(GPRRPRRPGRRAPV; SEQ ID NO:28)
Addition of N-terminal peptide
(GPRRPRRPGRRAPV; SEQ ID NO:28)
GN92GN92 9,939.93 GN4
(YP_002284361.1/лизоцим)
GN4
(YP_002284361.1/lysozyme)
Добавление N-концевого пептида
(KFFKFFKFFK; SEQ ID NO:29) с линкером (AGAGAGAGAGAGAGAGAS; SEQ ID NO:31)
Addition of N-terminal peptide
(KFFKFFKFFK; SEQ ID NO:29) with a linker (AGAGAGAGAGAGAGAGAS; SEQ ID NO:31)
GN54GN54 10,3410.34 GN4
(YP_002284361.1/лизоцим)
GN4
(YP_002284361.1/lysozyme)
Добавление N-концевого пептида
(KRKKRKKRK; SEQ ID NO:30) с линкером (AGAGAGAGAGAGAGAGAS; SEQ ID NO:31)
Addition of N-terminal peptide
(KRKKRKKRK; SEQ ID NO:30) with a linker (AGAGAGAGAGAGAGAGAS; SEQ ID NO:31)
GN201GN201 10,4710.47 GN3
(WP_012273008.1/лизоцим)
GN3
(WP_012273008.1/lysozyme)
Добавление C-концевого пептида (GPRRPRRPGRRAPV; SEQ ID NO:28); замены аминокислот (R101D, R117H) Addition of C-terminal peptide (GPRRPRRPGRRAPV; SEQ ID NO:28); amino acid substitutions (R101D, R117H)
GN202GN202 10,1310.13 GN4
(YP_002284361.1/лизоцим)
GN4
(YP_002284361.1/lysozyme)
Добавление C-концевого пептида (GPRRPRRPGRRAPV; SEQ ID NO:28); замены аминокислот (K99D, R115H)Addition of C-terminal peptide (GPRRPRRPGRRAPV; SEQ ID NO:28); amino acid substitutions (K99D, R115H)
GN121GN121 10,1310.13 GN37
(WP_014102102.1/VanY)
GN37
(WP_014102102.1/VanY)
Добавление C-концевого пептида (RKKTRKRLKKIGKVLKWI; SEQ ID NO:32)Addition of C-terminal peptide (RKKTRKRLKKIGKVLKWI; SEQ ID NO:32)
GN94GN94 9,779.77 GN37
(WP_014102102.1/VanY)
GN37
(WP_014102102.1/VanY)
Добавление N-концевого пептида
(KFFKFFKFFK; SEQ ID NO:29) с линкером (AGAGAGAGAGAGAGAGAS; SEQ ID NO:31)
Addition of N-terminal peptide
(KFFKFFKFFK; SEQ ID NO:29) with a linker (AGAGAGAGAGAGAGAGAS; SEQ ID NO:31)
GN200GN200 9,979.97 GN150
(WP_034684053.1/VanY)
GN150
(WP_034684053.1/VanY)
Добавление C-концевого пептида (RKKTRKRLKKIGKVLKWI; SEQ ID NO:32)Addition of C-terminal peptide (RKKTRKRLKKIGKVLKWI; SEQ ID NO:32)
GN204GN204 9,889.88 GN203
(YP_024745.1/VanY)
GN203
(YP_024745.1/VanY)
Добавление C-концевого пептида (RKKTRKRLKKIGKVLKWI; SEQ ID NO:32)Addition of C-terminal peptide (RKKTRKRLKKIGKVLKWI; SEQ ID NO:32)
GN205GN205 11,0211.02 GN3
(WP_012273008.1/лизоцим)
GN3
(WP_012273008.1/lysozyme)
Добавление N-концевого пептида
(GPRRPRRPGRRAPV; SEQ ID NO:28)
Addition of N-terminal peptide
(GPRRPRRPGRRAPV; SEQ ID NO:28)

[0067] Лизины и модифицированные GN-лизины, а также их аминокислотные последовательности согласно настоящему изобретению обобщены в таблице 3. Также в таблицу 3 включены немодифицированные лизины, раскрытые в WO/2017/049233, как указано выше.[0067] Lysines and modified GN-lysines, as well as their amino acid sequences according to the present invention are summarized in Table 3. Also included in Table 3 are the unmodified lysines disclosed in WO/2017/049233, as stated above.

Таблица 3Table 3

ЛизинLysine Аминокислотная последовательностьAmino acid sequence GN2GN2 MKISLEGLSLIKKFEGCKLEAYKCSAGVWTIGYGHTAGVKEGDVCTQEEAEKLLRGDIFKFEEYVQDSVKVDLDQSQFDALVAWTFNLGPGNLRSSTMLKKLNNGEYESVPFEMRRWNKAGGKTLDGLIRRRQAESLLFESKEWHQV (SEQ ID NO:1)MKISLEGLLSLIKKFEGCKLEAYKCSAGVWTIGYGHTAGVKEGDVCTQEEAEKLLRGDIFKFEEYVQDSVKVDLDQSQFDALVAWTFNLGPGNLRSSTMLKKLNNGEYESVPFEMRRWNKAGGKTLDGLIRRRQAESLLFESKEWHQV (SEQ ID NO:1) GN3GN3 mrtsqrglsliksfeglrlqayqdsvgvwtigygttrgvkagmkiskdqaermllndvqrfepeverlikvplnqdqwdalmsftynlgaanlesstlrrllnagnyaaaaeqfprwnkaggqvlagltrrraaerelflgaa (SEQ ID NO:2)mrtsqrglsliksfeglrlqayqdsvgvwtigygttrgvkagmkiskdqaermllndvqrfepeverlikvplnqdqwdalmsftynlgaanlesstlrrllnagnyaaaaeqfprwnkaggqvlagltrrraaerelflgaa (SEQ ID NO:2) GN4GN4 MRTSQRGIDLIKSFEGLRLSAYQDSVGVWTIGYGTTRGVTRYMTITVEQAERMLSNDIQRFEPELDRLAKVPLNQNQWDALMSFVYNLGAANLASSTLLKLLNKGDYQGAADQFPRWVNAGGKRLDGLVKRRAAERALFLEPLS (SEQ ID NO:3)(SEQ ID NO:3) GN146GN146 MRTSQRGIDLIKSFEGLRLSAYQDSVGVWTIGYGTTRGVTRYMTITVEQAERMLSNDIQRFEPELDRLAKVPLNQNQWDALMSFVYNLGAANLASSTLLDLLNKGDYQGAADQFPHWVNAGGKRLDGLVKRRAAERALFLEPLS (SEQ ID NO:4)(SEQ ID NO:4) GN147GN147 mrtsqrglsliksfeglrlqayqdsvgvwtigygttrgvkagmkiskdqaermllndvqrfepeverlikvplnqdqwdalmsftynlgaanlesstlrDllnagnyaaaaeqfpHwnkaggqvlagltrrraaerelflgaa (SEQ ID NO: 5)mrtsqrglsliksfeglrlqayqdsvgvwtigygttrgvkagmkiskdqaermllndvqrfepeverlikvplnqdqwdalmsftynlgaanlesstlrDllnagnyaaaaeqfpHwnkaggqvlagltrrraaerelflgaa (SEQ ID NO: 5) GN156GN156 GPRRPRRPGRRAPVMRTSQRGIDLIKSFEGLRLSAYQDSVGVWTIGYGTTRGVTRYMTITVEQAERMLSNDIQRFEPELDRLAKVPLNQNQWDALMSFVYNLGAANLASSTLLKLLNKGDYQGAADQFPRWVNAGGKRLDGLVKRRAAERALFLEPLS (SEQ ID NO:6)GPRRPRRPGRRAPVMRTSQRGIDLIKSFEGLRLSAYQDSVGVWTIGYGTTRGVTRYMTITVEQAERMLSNDIQRFEPELDRLAKVPLNQNQWDALMSFVYNLGAANLASSTLLKLLNKGDYQGAADQFPRWVNAGGKRLDGLVKRRAAERALFLEPLS (SEQ ID NO:6) GN92GN92 KFFKFFKFFKAGAGAGAGAGAGAGAGASMRTSQRGIDLIKSFEGLRLSAYQDSVGVWTIGYGTTRGVTRYMTITVEQAERMLSNDIQRFEPELDRLAKVPLNQNQWDALMSFVYNLGAANLASSTLLKLLNKGDYQGAADQFPRWVNAGGKRLDGLVKRRAAERALFLEPLS (SEQ ID NO:7)KFFKFFKFFKAGAGAGAGAGAGAGAGASMRTSQRGIDLIKSFEGLRLSAYQDSVGVWTIGYGTTRGVTRYMTITVEQAERMLSNDIQRFEPELDRLAKVPLNQNQWDALMSFVYNLGAANLASSTLLKLLNKGDYQGAADQFPRWVNAGGKRLDGLVKRRAAERALFLEPLS (SEQ ID NO:7) GN54GN54 KRKKRKKRKAGAGAGAGAGAGAGAGASMRTSQRGIDLIKSFEGLRLSAYQDSVGVWTIGYGTTRGVTRYMTITVEQAERMLSNDIQRFEPELDRLAKVPLNQNQWDALMSFVYNLGAANLASSTLLKLLNKGDYQGAADQFPRWVNAGGKRLDGLVKRRAAERALFLEPLS (SEQ ID NO:8)KRKKRKKRKAGAGAGAGAGAGAGASMRTSQRGIDLIKSFEGLRLSAYQDSVGVWTIGYGTTRGVTRYMTITVEQAERMLSNDIQRFEPELDRLAKVPLNQNQWDALMSFVYNLGAANLASSTLLKLLNKGDYQGAADQFPRWVNAGGKRLDGLVKRRAAERALFLEPLS (SEQ ID NO:8) GN202GN202 MRTSQRGIDLIKSFEGLRLSAYQDSVGVWTIGYGTTRGVTRYMTITVEQAERMLSNDIQRFEPELDRLAKVPLNQNQWDALMSFVYNLGAANLASSTLLDLLNKGDYQGAADQFPHWVNAGGKRLDGLVKRRAAERALFLEPLSGPRRPRRPGRRAPV (SEQ ID NO:9)(SEQ ID NO:9) GN14GN14 MNNELPWVAEARKYIGLREDTSKTSHNPKLLAMLDRMGEFSNESRAWWHDDETPWCGLFVGYCLGVAGRYVVREWYRARAWEAPQLTKLDRPAYGALVTFTRSGGGHVGFIVGKDARGNLMVLGGNQSNAVSIAPFAVSRVTGYFWPSFWRNKTAVKSVPFEERYSLPLLKSNGELSTNEA (SEQ ID NO:10)MNNELPWVAEARKYIGLREDTSKTSHNPKLLAMLDRMGEFSNESRAWWHDDETPWCGLFVGYCLGVAGRYVVREWYRARAWEAPQLTKLDRPAYGALVTFTRSGGGHVGFIVGKDARGNLMVLGGNQSNAVSIAPFAVSRVTGYFWPSFWRNKTAVKSVPFEERYSLPLLKSNGELSTNEA (SEQ ID NO:10) GN43GN43 MKRTTLNLELESNTDRLLQEKDDLLPQSVTNSSDEGTPFAQVEGASDDNTAEQDSDKPGASVADADTKPVDPEWKTITVASGDTLSTVFTKAGLSTSAMHDMLTSSKDAKRFTHLKVGQEVKLKLDPKGELQALRVKQSELETIGLDKTDKGYSFKREKAQIDLHTAYAHGRITSSLFVAGRNAGLPYNLVTSLSNIFGYDIDFALDLREGDEFDVIYEQHKVNGKQVATGNILAARFVNRGKTYTAVRYTNKQGNTSYYRADGSSMRKAFIRTPVDFARISSRFSLGRRHPILNKIRAHKGVDYAAPIGTPIKATGDGKILEAGRKGGYGNAVVIQHGQRYRTIYGHMSRFAKGIRAGTSVKQGQIIGYVGMTGLATGPHLHYEFQINGRHVDPLSAKLPMADPLGGADRKRFMAQTQPMIARMDQEKKTLLALNKQR (SEQ ID NO:11)MKRTTLNLELESNTDRLLQEKDDLLPQSVTNSSDEGTPFAQVEGASDDNTAEQDSDKPGASVADADTKPVDPEWKTITVASGDTLSTVFTKAGLSTSAMHDMLTSSKDAKRFTHLKVGQEVKLKLDPKGELQALRVKQSELETIGLDKTDKGYSFKREKAQIDLHTAYAHGRITSSLFVAGRNAGLPYNLVTSLSNIFG YDIDFALDLREGDEFDVIYEQHKVNGKQVATGNILAARFVNRGKTYTAVRYTNKQGNTSYYRADGSSMRKAFIRTPVDFARISSRFSLGRRHPILNKIRAHKGVDYAAPIGTPIKATGDGKILEAGRKGGYGNAVVIQHGQRYRTIYGHMSRFAKGIRAGTSVKQGQIIGYVGMTGLATGPHLHYEFQING RHVDPLSAKLPMADPLGGADRKRFMAQTQPMIARMDQEKKTLLALNKQR (SEQ ID NO:11) GN37GN37 MTYTLSKRSLDNLKGVHPDLVAVVHRAIQLTPVDFAVIEGLRSVSRQKELVAAGASKTMNSRHLTGHAVDLAAYVNGIRWDWPLYDAIAVAVKAAAKELGVAIVWGGDWTTFKDGPHFELDRSKYR (SEQ ID NO:12)MTYTLSKRSLDNLKGVHPDLVAVVHRAIQLTPVDFAVIEGLRSVSRQKELVAAGASKTMNSRHLTGHAVDLAAYVNGIRWDWPLYDAIAVAVKAAAKELGVAIVWGGDWTTFKDGPHFELDRSKYR (SEQ ID NO:12) GN121GN121 MTYTLSKRSLDNLKGVHPDLVAVVHRAIQLTPVDFAVIEGLRSVSRQKEL VAAGASKTMNSRHLTGHAVDLAAYVNGIRWDWPLYDAIAVAVKAAAKELGVAIVWGGDWTTFKDGPHFELDRSKYRRKKTRKRLKKIGKVLKWI (SEQ ID NO:13)MTYTLSKRSLDNLKGVHPDLVAVVHRAIQLTPVDFAVIEGLRSVSRQKEL VAAGASKTMNSRHLTGHAVDLAAYVNGIRWDWPLYDAIAVAVKAAAKELGVAIVWGGDWTTFKDGPHFELDRSKYRRKKTRKRLKKIGKVLKWI (SEQ ID NO:13) GN94GN94 KFFKFFKFFKAGAGAGAGAGAGAGAGASMTYTLSKRSLDNLKGVHPDL VAVVHRAIQLTPVDFAVIEGLRSVSRQKELVAAGASKTMNSRHLTGHAVDLAAYVNGIRWDWPLYDAIAVAVKAAAKELGVAIVWGGDWTTFKDGPHFELDRSKYR (SEQ ID NO:14)KFFKFFKFFKAGAGAGAGAGAGAGAGASMTYTLSKRSLDNLKGVHPDL VAVVHRAIQLTPVDFAVIEGLRSVSRQKELVAAGASKTMNSRHLTGHAVDLAAYVNGIRWDWPLYDAIAVAVKAAAKELGVAIVWGGDWTTFKDGPHFELDRSKYR (SEQ ID NO:14) GN201GN201 mrtsqrglsliksfeglrlqayqdsvgvwtigygttrgvkagmkiskdqaermllndvqrfepeverlikvplnqdqwdalmsftynlgaanlesstlrDllnagnyaaaaeqfpHwnkaggqvlagltrrraaerelflgaaGPRRPRRPGRRAPV (SEQ ID NO:15)mrtsqrglsliksfeglrlqayqdsvgvwtigygttrgvkagmkiskdqaermllndvqrfepeverlikvplnqdqwdalmsftynlgaanlesstlrDllnagnyaaaaeqfpHwnkaggqvlagltrrraaerelflgaaGPRRPRRPGRRAPV (SEQ ID NO:15) GN205GN205 GPRRPRRPGRRAPVmrtsqrglsliksfeglrlqayqdsvgvwtigygtrgvkagmkiskdqaermllndvqrfepeverlikvplnqdqwdalmsftynlgaanlesstlrrllnagnyaaaaeqfprwnkaggqvlagltrrraaerelflgaa (SEQ ID NO:16)GPRRPRRPGRRAPVmrtsqrglsliksfeglrlqayqdsvgvwtigygtrgvkagmkiskdqaermllndvqrfepeverlikvplnqdqwdalmsftynlgaanlesstlrrllnagnyaaaaeqfprwnkaggqvlagltrrraaerelflgaa (SEQ ID NO:16) GN200GN200 msfklgkrslsnlegvhpdlikvvkraieltecdftvteglrskerqaql lkekktttsnsrhltghavdlaawvnntvswdwkyyyqiadamkkaaselnvsidwggdwkkfkdgphfeltwskypikgasRKKTRKRLKKIGKVLKWI (SEQ ID NO:17)msfklgkrslsnlegvhpdlikvvkraieltecdftvteglrskerqaql lkekktttsnsrhltghavdlaawvnntvswdwkyyyqiadamkkaaselnvsidwggdwkkfkdgphfeltwskypikgasRKKTRKRLKKIGKVLKWI (SEQ ID NO:17) GN204GN204 mklsekralftqllaqlilwagtqdrvsvaldqvkrtqaeadanaksgagirnslhllglagdlilykdgkymdksedykflgdywkslhplcrwggdfksrpdgnhfslehegvqRKKTRKRLKKIGKVLKWI (SEQ ID NO:18)mklsekralftqllaqlilwagtqdrvsvaldqvkrtqaeadanaksgagirnslhllglagdlilykdgkymdksedykflgdywkslhplcrwggdfksrpdgnhfslehegvqRKKTRKRLKKIGKVLKWI (SEQ ID NO:18) GN150GN150 msfklgkrslsnlegvhpdlikvvkraieltecdftvteglrskerqaqllkekktttsnsrhltghavdlaawvnntvswdwkyyyqiadamkkaaselnvsidwggdwkkfkdgphfeltwskypikgas (SEQ ID NO:19)msfklgkrslsnlegvhpdlikvvkraieltecdftvteglrskerqaqllkekktttsnsrhltghavdlaawvnntvswdwkyyyqiadamkkaaselnvsidwggdwkkfkdgphfeltwskypikgas (SEQ ID NO:19) GN203GN203 mklsekralftqllaqlilwagtqdrvsvaldqvkrtqaeadanaksgagirnslhllglagdlilykdgkymdksedykflgdywkslhplcrwggdfk srpdgnhfslehegvq (SEQ ID NO:20)mklsekralftqllaqlilwagtqdrvsvaldqvkrtqaeadanaksgagirnslhllglagdlilykdgkymdksedykflgdywkslhplcrwggdfk srpdgnhfslehegvq (SEQ ID NO:20) GN9GN9 mknfneiiehvlkheggyvndpkdlggetkygitkrfypdldiknltieqateiykkdywdknkveslpqnlwhiyfdmcvnmgkrtavkvlqraavnrgrdievdgglgpatigalkgveldrvrafrv kyyvdlitar peqekfylgw frratev (SEQ ID NO:21)mknfneiiehvlkheggyvndpkdlggetkygitkrfypdldiknltieqateiykkdywdknkveslpqnlwhiyfdmcvnmgkrtavkvlqraavnrgrdievdgglgpatigalkgveldrvrafrv kyyvdlitar peqekfylgw frratev (SEQ ID NO:21) GN10GN10 mskqggvkvaqavaalsspglkidgivgkatraavssmpssqkaatdkilqsagigsldsllaepaaats dtfrevvlav arearkrgln pafyvahial etgwgrsvpklpdgrssynyaglkyaavktqvkgktetntleyikslpkt vrdsfavfasagdfsrvyfwylldspsayrypglknaktaqefgdilqkggyatdpayaakvasiastavarygsdvssva (SEQ ID NO:22)mskqggvkvaqavaalsspglkidgivgkatraavssmpssqkaatdkilqsagigsldsllaepaaats dtfrevvlav arearkrgln pafyvahial etgwgrsvpklpdgrssynyaglkyaavktqvkgktetntleyikslpkt vrdsfavfasagdfsrvyfwylldspsayrypglknakta qefgdilqkggyatdpayaakvasiastavarygsdvssva (SEQ ID NO:22) GN13GN13 msdkrveitgnvsgffesggrgvktvstgkgdnggvsygkhqlasnngsmalflespfgapyraqfaglkpgtaaftsvynkianetptaferdqfqyiaashydpqaaklkaeginvddrhvavrecvfsvavqygrntsiiikalgsnfrgsdkdfiekvqdyrgatvntyfksssqqtrdsvknrsqqekqmllkllns (SEQ ID No:23)msdkrveitgnvsgffesggrgvktvstgkgdnggvsygkhqlasnngsmalflespfgapyraqfaglkpgtaaftsvynkianetptaferdqfqyiaashydpqaaklkaeginvddrhvavrecvfsvavqygrntsiiikalgsnfrgsdkdfiekvqdyrgatvntyfksssqqt rdsvknrsqqekqmllkllns (SEQ ID No:23) GN17GN17 mtlrygdrsqevrqlqrrlntwaganlyedghfgaatedavrafqrshglvadgiagpktlaalggadcshllqnadlvaaatrlglplatiyavnqvesngqgflgngkpailferhimyrrlaahdqvtadqlaaqfpalvnprpggyaggtaehqrlanarqiddtaalesaswgafqimgfhwqrlgyisvqafaeamgrsesaqfeafvrfidtdpalhkalkarkwadfarlyngpdykrnlydnklarayeqhancaeasa (SEQ ID NO:24)mtlrygdrsqevrqlqrrlntwaganlyedghfgaatedavrafqrshglvadgiagpktlaalggadcshllqnadlvaaatrlglplatiyavnqvesngqgflgngkpailferhimyrrlaahdqvtadqlaaqfpalvnprpggyaggtaehqrlanarqiddtaalesaswgafqimgfhwqrlgy isvqafaeamgrsesaqfeafvrfidtdpalhkalkarkwadfarlyngpdykrnlydnklarayeqhancaeasa (SEQ ID NO:24) GN105GN105 mavvsektaggrnvlafldmlawsegtstirgsdngynvvvggglfngyadhprlkvylprykvystaagryqllsrywdayreslalkggftpsnqdlvalqqikerrsladiqagrladavqkcsniwaslpgagygqrehslddltahylaaggvls (SEQ ID NO:25)mavvsektaggrnvlafldmlawsegtstirgsdngynvvvggglfngyadhprlkvylprykvystaagryqllsrywdayreslalkggftpsnqdlvalqqikerrsladiqagrladavqkcsniwaslpgagygqrehslddltahylaaggvls (SEQ ID NO:25) GN108GN108 miltkdgfsiirnelfegkldqtqvdainfivekateygltypeaayllatiyhetglpsgyrtmqpikeagsdsylrskkyypyigygyvqltweenyerigkligidlvknpekalepliaiqiaikgmlngwftgvgfrrkrpvskynkqqyvaarniingkdkaeliakyaiiferalrsl (SEQ ID nO:26)MILTKDGFSIIRNELFEGKLDQTQVDainfiveKATYGLTYAYLATIYHETGLPSGYRTMQPYAGSYPYYPYGYGYGYGYGYGYGYGYGIGIGIGIGIGIGIGIGIGIGIGIDLVKNEPEKNEPEKALIAIIIIKIIKGMLNGWWF TGVGVGFRKRPVSKYNKQYVARNIINGKALIAIIIIIIFERALRSL (Seq ID NO: 26) GN123GN123 mtllkkgdkgdavkqlqqklkdlgytlgvdgnfgngtdtvvrsfqtkmklsvdgvvgngtmstidstlagikawktsvpfpatnksramamptlteigrltnvdpkllatfcsiesafdytakpykpdgtvyssaegwfqfldatwddevrkhgkqysfpvdpgrslrkdpranglmgaeflkgnaailrpvlghepsdtdlylahfmgaggakqflmadqnklaaelfpgpakanpnifyksgniartlaevyavldakvakhra (SEQ ID NO:27)mtllkkgdkgdavkqlqqklkdlgytlgvdgnfgngtdtvvrsfqtkmklsvdgvvgngtmstidstlagikawktsvpfpatnksramamptlteigrltnvdpkllatfcsiesafdytakpykpdgtvyssaegwfqfldatwddevrkhgkqysfpvdpgrslrkdpr anglmgaeflkgnaailrpvlghepsdtdlylahfmgaggakqflmadqnklaaelfpgpakanpnifyksgniartlaevyavldakvakhra (SEQ ID NO:27)

[0068] Для GN3 и GN4 (каждый является членом лизоцимоподобного суперсемейства) модифицированные производные GN147 и GN146, соответственно, были получены на основании введения двух замен аминокислот в положениях, эквивалентных тем, которые, как показано (31-33), улучшают антибактериальную активность лизоцима человека как in vitro (в буфере и/или средах), так и in vivo (в модели инфекции на животных).[0068] For GN3 and GN4 (each a member of the lysozyme-like superfamily), modified derivatives GN147 and GN146, respectively, were prepared based on the introduction of two amino acid substitutions at positions equivalent to those shown (31-33) to improve the antibacterial activity of lysozyme humans both in vitro (in buffer and/or media) and in vivo (in animal models of infection).

[0069] Полипептид лизина GN3 был модифицирован для включения замен аминокислот, в частности, замен аминокислот R101D и R117H. В результате этого был получен модифицированный полипептид, GN147. Эти замены аминокислот привели к уменьшению pI с 9,98 в полипептиде GN3 до 9,39 в полипептиде GN147.[0069] The GN3 lysine polypeptide has been modified to include amino acid substitutions, specifically the amino acid substitutions R101D and R117H. This resulted in a modified polypeptide, GN147. These amino acid changes resulted in a decrease in pI from 9.98 in the GN3 polypeptide to 9.39 in the GN147 polypeptide.

[0070] Лизин GN4 был модифицирован для включения замен аминокислот, в частности, K99D, R115H. В результате этого был получен модифицированный полипептид лизина GN146. Эти замены аминокислот привели к снижению pI с 9,58 в полипептиде GN4 до 8,01 в полипептиде GN146.[0070] GN4 lysine has been modified to include amino acid substitutions, specifically K99D, R115H. As a result, a modified lysine polypeptide GN146 was obtained. These amino acid changes resulted in a decrease in pI from 9.58 in the GN4 polypeptide to 8.01 in the GN146 polypeptide.

[0071] Положения для каждой мутации в GN3 и GN4 были рассчитаны на основании примерного сравнения с мутациями в лизоциме человека (HuLYZ), поскольку HuLYZ не обладает значительной гомологией как с GN3, так и с GN4 на уровне аминокислотной последовательности.[0071] The positions for each mutation in GN3 and GN4 were calculated based on rough comparison with mutations in human lysozyme (HuLYZ), since HuLYZ does not have significant homology to either GN3 or GN4 at the amino acid sequence level.

[0072] Несмотря на то, что лизины GN3 и GN4 не сходны с лизоцимом T4 на уровне аминокислот, они имеют сходный размер. Ряд их структур выявил заряженные остатки. Поэтому об эквивалентности судили исключительно по наличию заряженного остатка в GN3 и GN4 примерно в том же месте, как и в первичной последовательности лизоцима T4. Аналогичным образом, как описано выше, в целом заряженные аминокислоты были заменены теми, которые не имели заряда, и мутантов подвергали скринингу для определения активности.[0072] Although the GN3 and GN4 lysines are not similar to T4 lysozyme at the amino acid level, they are similar in size. A number of their structures revealed charged residues. Therefore, equivalence was judged solely by the presence of a charged residue in GN3 and GN4 at approximately the same location as in the primary sequence of lysozyme T4. Similarly, as described above, generally charged amino acids were replaced by those that had no charge, and the mutants were screened for activity.

[0073] Также были введены дополнительные модификации обоих полипептидов GN3 и GN4, включая добавление N-концевой пептидной последовательности (GPRRPRRPGRRAPV - SEQ ID NO:28), происходящей из гораздо большего противомикробного пептида (AMP), описанного Daniels and Schepartz, 2007 (34), с получением GN205 и GN156, соответственно.[0073] Additional modifications to both GN3 and GN4 polypeptides have also been introduced, including the addition of an N-terminal peptide sequence (GPRRPRRPGRRAPV - SEQ ID NO:28) derived from the much larger antimicrobial peptide (AMP) described by Daniels and Schepartz, 2007 (34) , producing GN205 and GN156, respectively.

[0074] Полипептиды GN-лизина могут быть дополнительно модифицированы с помощью добавления мутаций, модифицирующих pI. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения аминокислотные замены (R101D) и (R117H) были введены в лизин GN3 с получением лизина GN147. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения аминокислотные замены (K99D) и (R115H) были введены в лизин GN4 с получением лизина GN146.[0074] GN-lysine polypeptides can be further modified by adding pI modifying mutations. In one embodiment of the present invention, amino acid substitutions (R101D) and (R117H) were introduced into the GN3 lysine to produce the GN147 lysine. In another embodiment of the present invention, amino acid substitutions (K99D) and (R115H) were introduced into the GN4 lysine to produce the GN146 lysine.

[0075] Полипептид GN4 также был модифицирован с помощью добавления двух различных, описанных ранее N-концевых катионных AMP, либо KFFKFFKFFK (SEQ ID NO:29), либо KRKKRKKRK (SEQ ID NO:30) (35, 36), соединенных с GN4 за счет линкерного домена AGAGAGAGAGAGAGAGAS (SEQ ID NO:31), описанного ранее Briers et al. 2014 (36), с получением модифицированных лизинов GN92 и GN54, соответственно.[0075] The GN4 polypeptide was also modified by the addition of two different previously described N-terminal cationic AMPs, either KFFKFFKFFK (SEQ ID NO:29) or KRKKRKKRK (SEQ ID NO:30) (35, 36), coupled to GN4 due to the linker domain AGAGAGAGAGAGAGAGAS (SEQ ID NO:31), previously described by Briers et al. 2014 (36), producing modified lysines GN92 and GN54, respectively.

[0076] Модификации лизинов GN37, GN150 и GN203 (каждый является членом суперсемейства VanY) были получены с помощью добавления C-концевого AMP, RKKTRKRLKKIGKVLKWI (SEQ ID NO:32), разработанного ранее как производное миелоидного противомикробного пептида свиньи 36 (PMAP-36) (22). Модификация GN37, GN150 и GN203 с помощью добавления С-концевой пептидной последовательности RI18 привела к получению модифицированных производных GN121, GN200 и GN204, соответственно. Также была включена дополнительная модификация, посредством которой AMP (KFFKFFKFFK - SEQ ID NO:29) (35) и линкерный домен (AGAGAGAGAGAGAGAGAS - SEQ ID NO:31) (36), описанные выше, были присоединены к N-концу GN37 с получением модифицированного лизина GN94.[0076] Modifications of the lysines GN37, GN150 and GN203 (each a member of the VanY superfamily) were made by adding a C-terminal AMP, RKKTRKRLKKIGKVLKWI (SEQ ID NO:32), previously developed as a derivative of porcine myeloid antimicrobial peptide 36 (PMAP-36) (22). Modification of GN37, GN150, and GN203 by addition of the C-terminal peptide sequence of RI18 resulted in the modified derivatives GN121, GN200, and GN204, respectively. An additional modification was also included whereby the AMP (KFFKFFKFFK - SEQ ID NO:29) (35) and linker domain (AGAGAGAGAGAGAGAGAS - SEQ ID NO:31) (36) described above were added to the N-terminus of GN37 to produce a modified lysine GN94.

[0077] Как полагают, пептиды, применявшиеся для получения GN121, GN156, GN200, GN201, GN202, GN204 и GN205, ранее не использовались для модификации лизинов. Их применение было обосновано следующим образом: 1) при добавлении к указанному лизину предсказанная вторичная структура как AMP, так и лизина существенно не изменяется или не изменяется вообще (как определено с использованием известной программы предсказания структуры белка), 2) эти пептиды ранее были описаны в литературе, как обладающие сильной активностью; и 3) авторы настоящего изобретения испытали эти AMP в сыворотке и обнаружили сильную активность. То же самое относится к пептиду, примененному в GN92 и GN9. Однако в этих конструкциях для соединения AMP с лизином также была использована линкерная последовательность с получением соответствующей вторичной структуры AMP (очень сходной со структурой свободного AMP), когда AMP гибридизован с лизином.[0077] It is believed that the peptides used to produce GN121, GN156, GN200, GN201, GN202, GN204 and GN205 have not previously been used to modify lysines. Their use was justified as follows: 1) when added to a given lysine, the predicted secondary structure of both AMP and lysine does not change significantly or at all (as determined using a well-known protein structure prediction program), 2) these peptides have previously been described in literature, as having strong activity; and 3) the present inventors tested these AMPs in serum and found strong activity. The same applies to the peptide used in GN92 and GN9. However, these constructs also used a linker sequence to connect AMP to lysine, producing the corresponding AMP secondary structure (very similar to that of free AMP) when the AMP is hybridized to lysine.

[0078] В случае GN54 оба AMP и линкер ранее использовались для модификации лизинов, но в литературе отсутствовали сообщения об активности в сыворотке. GN54 действительно активен в сыворотке.[0078] In the case of GN54, both AMP and linker have previously been used to modify lysines, but there have been no reports of activity in serum in the literature. GN54 is indeed active in serum.

[0079] Лизины GN3, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108, GN123 и GN150 были синтезированы и/или получены рекомбинантно, очищены до (>90%) гомогенности и исследованы в ряде анализов активности. Анализ МИК выполняли с использованием Pseudomonas aeruginosa, культивируемого в двух типах сред, CAA и CAA с добавлением 25% сыворотки человека («CAA/HuS»). Активность многих GN-лизинов (включая контрольный лизоцим T4 в таблице 4) подавлена как в CAA, так и в CAA/HuS.[0079] Lysines GN3, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108, GN123 and GN150 were synthesized and/or produced recombinantly, purified to (>90%) homogeneity and tested in a number of activity assays. MIC analysis was performed using Pseudomonas aeruginosa cultured in two types of media, CAA and CAA supplemented with 25% human serum (“CAA/HuS”). The activity of many GN-lysines (including the control lysozyme T4 in Table 4) is suppressed in both CAA and CAA/HuS.

Для набора из 9 новых GN-лизинов, исследованных в настоящей заявке (т. е. GN3, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108, GN123 и GN150), мы наблюдали диапазон МИК 2->128 как в CAA, так и в CAA/HuS.For the set of 9 novel GN-lysines studied here (i.e., GN3, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108, GN123, and GN150), we observed an MIC range of 2->128 in both CAA and and in CAA/HuS.

[0081] Каждый из модифицированных лизинов GN54, GN92, GN94, GN121, GN146 и GN147 очищали до (>90%) гомогенности и исследовали в ряде анализов активности in vitro. Значение МИК (в мкг/мл) для каждого из GN-лизинов в CAA/HuS является следующим: GN54, 2; GN92, 4; GN94, 2; GN121, 0,5; GN146, 2; GN147, 4, как показано в таблице 4.[0081] Each of the modified lysines GN54, GN92, GN94, GN121, GN146 and GN147 were purified to (>90%) homogeneity and tested in a series of in vitro activity assays. The MIC value (in µg/ml) for each of the GN-lysines in CAA/HuS is as follows: GN54, 2; GN92, 4; GN94, 2; GN121, 0.5; GN146, 2; GN147, 4, as shown in Table 4.

Таблица 4: Анализ минимальной ингибирующей концентрации (МИК) очищенных GN-лизинов.Table 4: Minimum inhibitory concentration (MIC) analysis of purified GN-lysines.

ЛизинLysine Тип лизинаLysine type МИК (мкг/мл) в CAAMIC (µg/ml) in CAA МИК (мкг/мл) в CAA/HuSMIC (µg/ml) in CAA/HuS GN3GN3 НативныйNative 1616 1616 GN147GN147 Модифицированный GN3Modified GN3 22 44 GN4GN4 НативныйNative 6464 1616 GN146GN146 Модифицированный GN4Modified GN4 22 22 GN156GN156 Модифицированный GN4Modified GN4 3232 22 GN54GN54 Модифицированный GN4Modified GN4 6464 22 GN92GN92 Модифицированный GN4Modified GN4 3232 44 GN37GN37 НативныйNative >128>128 3232 GN121GN121 Модифицированный GN37Modified GN37 0,50.5 0,50.5 GN94GN94 Модифицированный GN37Modified GN37 1616 22 GN9GN9 НативныйNative 88 22 GN10GN10 НативныйNative 88 1616 GN13GN13 НативныйNative 88 >128>128 GN17GN17 НативныйNative 3232 1616 GN105GN105 НативныйNative >128>128 3232 GN108GN108 НативныйNative 88 88 GN123GN123 НативныйNative 22 128128 GN150GN150 НативныйNative 22 3232 GN126GN126 Нативный (контроль)Native (control) 22 128128 T4 LYZT4 LYZ Нативный (контроль)Native (control) >128>128 >128>128

[0082] Важно, что значения МИК (в мкг/мл), определенные с использованием CAA/HuS для каждой из исходных молекул лизина GN3, GN4 и GN37, составляют 16, 16 и 32, соответственно; следовательно, модификация каждого агента приводила к улучшению активности в сыворотке человека. Лизоцим T4 (МИК => 128 мкг/мл) был включен в качестве контрольного стандарта для GN-лизинов, которые являются неактивными в сыворотке человека. GN126 (МИК = 128 мкг/мл) также был включен в качестве контроля и соответствует Art-175 (37); Art-175 представляет собой артилизин, описанный в литературе, состоящий из гибрида AMP SMAP-29 с GN-лизином KZ144.[0082] Importantly, the MIC values (in μg/ml) determined using CAA/HuS for each of the parent lysine molecules GN3, GN4 and GN37 are 16, 16 and 32, respectively; therefore, modification of each agent resulted in improved activity in human serum. Lysozyme T4 (MIC => 128 μg/ml) was included as a control standard for GN-lysines, which are inactive in human serum. GN126 (MIC = 128 μg/ml) was also included as a control and corresponds to Art-175 ( 37 ); Art-175 is an artilisin described in the literature, consisting of a hybrid of the AMP SMAP-29 with the GN-lysine KZ144.

[0083] В дополнение к анализу МИК было показано, что модифицированные GN-лизины (GN54, GN92, GN94, GN121, GN146 и GN147) обладают сильной активностью против биопленки, причем значения минимальной концентрации устранения биопленки (MBEC) варьируются от 0,25 до 2 мкг/мл, см. таблицу 5.[0083] In addition to MIC analysis, modified GN-lysines (GN54, GN92, GN94, GN121, GN146, and GN147) have been shown to have potent anti-biofilm activity, with minimum biofilm elimination concentration (MBEC) values ranging from 0.25 to 2 µg/ml, see table 5.

[0084] Было показано, что каждый из GN3, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108 и GN123 обладает сильной активностью против биопленки со значениями MBEC, варьирующимися от 0,125 до 4 мкг/мл (таблица 5), и вообще не обладает гемолитической активностью (таблица 6). Ожидается, что остальные модифицированные лизины будут проявлять улучшенную активность против биопленки, по сравнению с исходными лизинами, и будут также иметь уменьшенные гемолитические свойства или вообще будут лишены их, а также повышенную активность в присутствии матриксов крови, включая сыворотку человека.[0084] GN3, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108 and GN123 have each been shown to have strong anti-biofilm activity with MBEC values ranging from 0.125 to 4 μg/ml (Table 5) and no hemolytic activity (Table 6). The remaining modified lysines are expected to exhibit improved anti-biofilm activity compared to the original lysines and will also have reduced or no hemolytic properties, as well as increased activity in the presence of blood matrices, including human serum.

Таблица 5: Минимальная концентрация устранения биопленки (MBEC)Table 5: Minimum Biofilm Elimination Concentration (MBEC)

ЛизинLysine Тип лизинаLysine type MBEC (мкг/мл)MBEC (µg/ml) GN3GN3 НативныйNative 0,250.25 GN147GN147 Модифицированный GN3Modified GN3 0,250.25 GN4GN4 НативныйNative 11 GN146GN146 Модифицированный GN4Modified GN4 22 GN156GN156 Модифицированный GN4Modified GN4 0,50.5 GN54GN54 Модифицированный GN4Modified GN4 Нет данныхNo data GN92GN92 Модифицированный GN4Modified GN4 0,50.5 GN37GN37 НативныйNative 0,250.25 GN121GN121 Модифицированный GN37Modified GN37 0,250.25 GN94GN94 Модифицированный GN37Modified GN37 22 GN9GN9 НативныйNative 0,1250.125 GN10GN10 НативныйNative 0,50.5 GN13GN13 НативныйNative 0,1250.125 GN17GN17 НативныйNative 0,1250.125 GN105GN105 НативныйNative 44 GN108GN108 НативныйNative 0,1250.125 GN123GN123 НативныйNative 44 GN150GN150 НативныйNative 0,250.25

[0085] Также было показано, что модифицированные GN-лизины (GN54, GN92, GN94, GN121, GN146 и GN147) не обладают гемолитической активностью (значения МГК>128 мкг/мл), см. таблицу 6.[0085] The modified GN-lysines (GN54, GN92, GN94, GN121, GN146 and GN147) have also been shown to have no hemolytic activity (MHA values >128 μg/ml), see Table 6.

Таблица 6: Анализ минимальной гемолитической концентрации (МГК) очищенных GN-лизиновTable 6: Minimum hemolytic concentration (MHC) analysis of purified GN-lysines

ЛизинLysine Тип лизинаLysine type МГК (мкг/мл)MHA (µg/ml) GN3GN3 НативныйNative >128>128 GN147GN147 Модифицированный GN3Modified GN3 >128>128 GN4GN4 НативныйNative >128>128 GN146GN146 Модифицированный GN4Modified GN4 >128>128 GN156GN156 Модифицированный GN4Modified GN4 >128>128 GN54GN54 Модифицированный GN4Modified GN4 >128>128 GN92GN92 Модифицированный GN4Modified GN4 >128>128 GN37GN37 НативныйNative >128>128 GN121GN121 Модифицированный GN37Modified GN37 >128>128 GN94GN94 Модифицированный GN37Modified GN37 >128>128 GN9GN9 НативныйNative >128>128 GN10GN10 НативныйNative >128>128 GN13GN13 НативныйNative >128>128 GN17GN17 НативныйNative >128>128 GN105GN105 НативныйNative >128>128 GN108GN108 НативныйNative >128>128 GN123GN123 НативныйNative >128>128 GN150GN150 НативныйNative >128>128

[0086] Также было показано, что модифицированные GN-лизины (GN54, GN92, GN94, GN121, GN146 и GN147) обладают бактерицидной активностью в формате анализа зависимости остаточной микробиологической нагрузки от времени, что определяется по уменьшению КОЕ ≥3-Log10 через 3 часа после добавления лизина. См. таблицу 7 и таблицу 8.[0086] Modified GN-lysines (GN54, GN92, GN94, GN121, GN146, and GN147) have also been shown to have bactericidal activity in a residual microbiological load versus time assay format, as determined by a decrease in CFU ≥3-Log 10 after 3 hours after adding lysine. See table 7 and table 8.

[0087] В формате анализа зависимости остаточной микробиологической нагрузки от времени каждый из GN3, GN17, GN108, GN123 и GN150 продемонстрировал бактерицидную активность в 3-часовой временной точке после добавления в концентрации 10 мкг/мл как в CAA/HuS, так и в HEPES-буфере (таблицы 7 и 8, соответственно).[0087] In a residual microbial load versus time assay format, GN3, GN17, GN108, GN123, and GN150 each demonstrated bactericidal activity at the 3-hour time point after addition at a concentration of 10 μg/mL in both CAA/HuS and HEPES -buffer (Tables 7 and 8, respectively).

Таблица 7. Анализ активности очищенного GN-лизина в CAA/HuS в отношении зависимости остаточной микробиологической нагрузки от времениTable 7. Analysis of activity of purified GN-lysine in CAA/HuS in relation to residual microbiological load as a function of time

ЛизинLysine Тип лизинаLysine type Log10 КОЕ/млLog 10 CFU/ml T= 0T= 0 T = 1 чT = 1 h T = 3 ч*T = 3 h* НетNo Буферный контроль Buffer control 7,87.8 7,77.7 7,27.2 GN3GN3 НативныйNative 7,87.8 5,85.8 <3,7 <3.7 GN147GN147 Модифицированный GN3Modified GN3 7,87.8 6,56.5 4,2 4.2 GN4GN4 НативныйNative 7,87.8 6,06.0 <3,7 <3.7 GN146GN146 Модифицированный GN4Modified GN4 7,87.8 5,95.9 4,0 4.0 GN156GN156 Модифицированный GN4Modified GN4 7,87.8 5,75.7 <3,7 <3.7 GN54GN54 Модифицированный GN4Modified GN4 7,87.8 Нет данныхNo data Нет данныхNo data GN92GN92 Модифицированный GN4Modified GN4 7,87.8 6,26.2 <3,7 <3.7 GN37GN37 НативныйNative 7,87.8 6,26.2 <3,7 <3.7 GN121GN121 Модифицированный GN37Modified GN37 7,87.8 7,47.4 <3,7 <3.7 GN94GN94 Модифицированный GN37Modified GN37 7,87.8 6,46.4 <3,7 <3.7 GN9GN9 НативныйNative 7,87.8 6,86.8 7,37.3 GN10GN10 НативныйNative 7,87.8 7,47.4 7,47.4 GN13GN13 НативныйNative 7,87.8 Нет данныхNo data Нет данныхNo data GN17GN17 НативныйNative 7,87.8 6,46.4 4,2 4.2 GN105GN105 НативныйNative 7,87.8 7,07.0 6,36.3 GN108GN108 НативныйNative 7,87.8 5,75.7 <3,7 <3.7 GN123GN123 НативныйNative 7,87.8 6,76.7 <3,7 <3.7 GN150GN150 НативныйNative 7,87.8 6,06.0 <3,7 <3.7

*Предел обнаружения составляет 3,7 Log10КОЕ/мл. Указывает на бактерицидную активность.*The detection limit is 3.7 Log 10 CFU/ml. Indicates bactericidal activity.

Таблица 8: Анализ активности очищенного GN-лизина в HEPES-буфере в отношении зависимости остаточной микробиологической нагрузки от времениTable 8: Analysis of activity of purified GN-lysine in HEPES buffer in relation to residual microbiological load as a function of time

ЛизинLysine Тип лизинаLysine type Log10 КОЕ/млLog 10 CFU/ml T= 0T= 0 T = 1 чT = 1 h T = 3 ч*T = 3 h* НетNo Буферный контрольBuffer control 7,87.8 7,77.7 7,27.2 GN3GN3 НативныйNative 7,87.8 <3,7 <3.7 <3,7 <3.7 GN147GN147 Модифицированный GN3Modified GN3 7,87.8 <3,7 <3.7 <3,7 <3.7 GN4GN4 НативныйNative 7,87.8 5,75.7 <3,7 <3.7 GN146GN146 Модифицированный GN4Modified GN4 7,87.8 6,76.7 <3,7 <3.7 GN156GN156 Модифицированный GN4Modified GN4 7,87.8 5,75.7 <3,7 <3.7 GN54GN54 Модифицированный GN4Modified GN4 7,87.8 Нет данныхNo data Нет данныхNo data GN92GN92 Модифицированный GN4Modified GN4 7,87.8 5,75.7 <3,7 <3.7 GN37GN37 НативныйNative 7,87.8 6,36.3 <3,7 <3.7 GN121GN121 Модифицированный GN37Modified GN37 7,87.8 <3,7 <3.7 <3,7 <3.7 GN94GN94 Модифицированный GN37Modified GN37 7,87.8 6,06.0 <3,7 <3.7 GN9GN9 НативныйNative 7,87.8 6,76.7 5,75.7 GN10GN10 НативныйNative 7,87.8 5,75.7 <3,7 <3.7 GN13GN13 НативныйNative 7,87.8 Нет данныхNo data Нет данныхNo data GN17GN17 НативныйNative 7,87.8 5,45.4 <3,7 <3.7 GN105GN105 НативныйNative 7,87.8 6,66.6 <3,7<3.7 GN108GN108 НативныйNative 7,87.8 6,46.4 <3,7 <3.7 GN123GN123 НативныйNative 7,87.8 5,65.6 <3,7 <3.7 GN150GN150 НативныйNative 7,87.8 5,75.7 <3,7 <3.7

*Предел обнаружения составляет 3,7 Log10КОЕ/мл. Указывает на бактерицидную активность.*The detection limit is 3.7 Log 10 CFU/ml. Indicates bactericidal activity.

[0088] Подгруппа GN-лизинов (GN4, GN37, GN108 и GN150) была исследована в анализе методом «шахматной доски» с использованием CAA/HuS, и было показано синергическое действие с рядом антибиотиков, включая амикацин, азитромицин, азтреонам, ципрофлоксацин, колистин, рифампицин и тобрамицин (таблица 9).[0088] A subset of GN-lysines (GN4, GN37, GN108 and GN150) have been tested in a checkerboard assay using CAA/HuS and have been shown to act synergistically with a number of antibiotics including amikacin, azithromycin, aztreonam, ciprofloxacin, colistin , rifampicin and tobramycin (Table 9).

[0089] Важно отметить, что каждый из модифицированных лизинов GN92, GN121 и GN147, как было показано, действует синергически с рядом антибиотиков, обладающих активностью против грамотрицательных бактерий (амикацином, азитромицином, азтреонамом, ципрофлоксацином, колистином, рифампицином и тобрамицином) в CAA/HuS, как показано в таблице 9. Эти данные указывают на то, что синергия будет сохраняться in vivo в присутствии сыворотки человека.[0089] It is important to note that each of the modified lysines GN92, GN121 and GN147 have been shown to act synergistically with a number of antibiotics with activity against gram-negative bacteria (amikacin, azithromycin, aztreonam, ciprofloxacin, colistin, rifampicin and tobramycin) in CAA/ HuS as shown in Table 9. These data indicate that the synergy will be maintained in vivo in the presence of human serum.

Таблица 9: Анализ методом «шахматной доски» очищенных GN-лизинов с антибиотикамиTable 9: Checkerboard analysis of purified GN-lysines with antibiotics

АмикацинAmikacin АзитромицинAzithromycin АзтреонамAztreons ЦипрофлоксацинCiprofloxacin КолистинColistin РифампицинRifampicin ТобрамицинTobramycin GN4GN4 0,5310.531 0,0940.094 0,1560.156 0,2500.250 0,1560.156 0,1560.156 0,3750.375 GN92GN92 0,3750.375 0,0630.063 0,1880.188 0,2810.281 0,0940.094 0,0940.094 0,5000.500 GN147GN147 0,3750.375 0,2500.250 0,1880.188 0,2810.281 0,1880.188 0,2810.281 0,50.5 GN37GN37 0,1250.125 0,1880.188 0,5310.531 0,2810.281 0,1560.156 0,2810.281 0,1560.156 GN121GN121 0,3750.375 0,1880.188 0,6250.625 0,3130.313 0,3750.375 0,3130.313 0,1880.188 GN108GN108 0,1560.156 0,0600.060 0,2500.250 0,2810.281 0,1330.133 0,1250.125 0,1880.188 GN150GN150 0,3130.313 0,1250.125 0,1880.188 0,2500.250 0,0940.094 0,0940.094 0,5000.500

[0090] На основании активности конкретных GN-лизинов в присутствии сыворотки человека (и характера их аминокислотной последовательности и гомологии с другими лизинами, а также профилей экспрессии и очистки белков) ожидается, что лизины GN3, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108, GN123, GN150 и 203 являются лучшими кандидатами для дальнейшей разработки как в форме нативного лизина, так и после дальнейшей модификации способом, описанным в настоящей заявке, т. е. с применением замены, как правило, от 1 до 3 заряженных остатков аминокислот незаряженными остатками (и с сохранением активности в отсутствие и в присутствии сыворотки человека) и/или путем гибридизации на N- или C-конце с пептидом AMP, имеющим альфа-спиральную структуру.[0090] Based on the activity of specific GN-lysines in the presence of human serum (and the nature of their amino acid sequence and homology with other lysines, as well as protein expression and purification profiles), the lysines GN3, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108, GN123, GN150 and 203 are the best candidates for further development, either in the native lysine form or after further modification in the manner described in this application, i.e., using the replacement of typically 1 to 3 charged amino acid residues with uncharged ones residues (and retain activity in the absence and presence of human serum) and/or by hybridization at the N- or C-terminus with an AMP peptide having an alpha-helical structure.

[0091] Модифицированные лизины, соответствующие GN200-GN205, все еще находятся в процессе анализа и могут иметь виды активности, сходные с GN54, GN92, GN94, GN121, GN146 и GN147.[0091] Modified lysines corresponding to GN200-GN205 are still under analysis and may have activities similar to GN54, GN92, GN94, GN121, GN146 and GN147.

[0092] Авторы настоящего изобретения выявили GN-лизины с различными уровнями активности в присутствии сыворотки человека. Кроме того, были получены модифицированные GN-лизины, и было продемонстрировано, что они проявляют улучшенную активность в присутствии сыворотки человека по сравнению с активностью исходных лизинов или известного лизоцима (T4), или известного артилизина (GN126).[0092] The present inventors have identified GN-lysines with varying levels of activity in the presence of human serum. In addition, modified GN-lysines have been prepared and demonstrated to exhibit improved activity in the presence of human serum compared to the activity of the parent lysines or the known lysozyme (T4) or the known artilisin (GN126).

[0093] Конкретные варианты реализации, раскрытые в настоящей заявке, могут быть также ограничены в формуле изобретения с использованием выражения «состоящий из» и/или «по существу состоящий из». При использовании в формуле изобретения, будь то в виде, в котором она была подана или добавлена в соответствии с поправкой, переходный термин «состоящий из» исключает любой элемент, этап или ингредиент, не указанные в формуле изобретения. Переходный термин «по существу состоящий из» ограничивает объем формулы изобретения указанными материалами или этапами и теми, которые не оказывают существенного влияния на основную и новую характеристику (и). Варианты реализации настоящего изобретения, заявленные таким образом, безусловно или в явном виде описаны и включены в настоящую заявку. Авторы настоящего изобретения оставляют за собой право отказаться от любого варианта реализации или признака, описанных в настоящей заявке.[0093] Specific embodiments disclosed in this application may also be limited in the claims using the expression "consisting of" and/or "essentially consisting of." When used in a claim, whether as filed or added by amendment, the transitional term "consisting of" excludes any element, step, or ingredient not specified in the claim. The transitional term "essentially consisting of" limits the scope of the claims to the specified materials or steps and those that do not significantly affect the main and novel characteristic(s). Embodiments of the present invention so claimed are certainly or expressly described and included herein. The inventors of the present invention reserve the right to disclaim any embodiment or feature described in this application.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

[0094] Пример 1. Бактериальные штаммы и условия роста. Антибактериальный скрининг выполняли с использованием клинического изолята P. aeruginosa (CFS-1292) из крови человека, полученного в Больнице специальной хирургии в Нью-Йорке (предоставлен доктором Ларсом Вестблэйдом (Lars Westblade), профессором патологии и лабораторной медицины). Штамм CFS-1292 культивировали либо в лизогенном бульоне (LB; Sigma-Aldrich), средах с казаминокислотами (CAA) (5 г/л казаминокислот, Ameresco/VWR; 5,2 мМ K2HPO4, Sigma-Aldrich; 1 мМ MgSO4, Sigma-Aldrich), либо CAA с добавлением 25% сыворотки человека (тип AB, мужская, объединенная; Sigma-Aldrich). Для целей настоящего изобретения конкретный изолят P. aeruginosa не является важным, и в данных экспериментах мог быть использован коммерчески доступный изолят.[0094] Example 1 Bacterial strains and growth conditions. Antibacterial screening was performed using a clinical isolate of P. aeruginosa (CFS-1292) from human blood obtained from the Hospital for Special Surgery in New York (provided by Dr. Lars Westblade, professor of pathology and laboratory medicine). Strain CFS-1292 was cultured in either lysogeny broth (LB; Sigma-Aldrich), casamino acid (CAA) media (5 g/L casamino acids, Ameresco/VWR; 5.2 mM K 2 HPO 4 , Sigma-Aldrich; 1 mM MgSO 4 , Sigma-Aldrich) or CAA supplemented with 25% human serum (type AB, male, pooled; Sigma-Aldrich). For the purposes of the present invention, the specific isolate of P. aeruginosa is not important, and a commercially available isolate could have been used in these experiments.

[0095] Пример 2. Синтез и клонирование генов. Все лизины и модифицированные лизины синтезировали как gBlocks (IDT Technologies) и клонировали в индуцируемый арабинозой вектор экспрессии pBAD24 (24) с помощью ПЦР с удлинением с перекрытием или путем лигирования совместимых липких концов. Все конструкции трансформировали в штамм E. coli TOP10 (Thermo Fisher Scientific). Могли быть использованы другие коммерчески доступные векторы экспрессии и системы.[0095] Example 2: Gene synthesis and cloning. All lysines and modified lysines were synthesized as gBlocks (IDT Technologies) and cloned into the arabinose-inducible expression vector pBAD24 ( 24 ) by overlap extension PCR or by ligation of compatible overhangs. All constructs were transformed into E. coli strain TOP10 (Thermo Fisher Scientific). Other commercially available expression vectors and systems could be used.

[0096] Пример 3. Идентификация лизинов с собственной активностью. Набор, включающий до 250 предполагаемых лизинов и лизиноподобных ферментов, идентифицировали в базе данных GenBank геномных последовательностей P. aeruginosa. Использовали три метода поиска: i) целенаправленный BLASTp-скрининг всех геномов P. aeruginosa с использованием последовательностей известных лизинов для запросов, ii) поиск по ключевым словам всех аннотированных геномов P. aeruginosa, сосредоточенный на всех категориях суперсемейств, ассоциированных с каталитическими и связывающими доменами лизина (и гидролазой клеточной стенки); и iii) визуальный поиск неаннотированных геномов для лизиноподобных генов среди последовательностей фагов. После идентификации последовательности лизина синтезировали как gBlocks, клонировали в pBAD24 и трансформировали в клетки E. coli TOP10. Затем клоны E. coli исследовали в первичном скрининге антибактериальной активности (против живого P. aeruginosa) с использованием метода на основе наложения агарового слоя на чашку с агаром (11, 13) с модификацией, позволяющей обнаруживать активность GN-лизина в накладках, состоящих из мягкого агара, суспендированного в 50 мМ Трис-буфере, pH=7,5. Набор из 109 литических клонов был идентифицирован и отобран для экспрессии и очистки.[0096] Example 3: Identification of lysines with intrinsic activity. A set of up to 250 putative lysines and lysine-like enzymes was identified in the GenBank database of P. aeruginosa genomic sequences. Three search methods were used: i) a targeted BLASTp screen of all P. aeruginosa genomes using sequences of known lysines for queries, ii) a keyword search of all annotated P. aeruginosa genomes, focusing on all categories of superfamilies associated with catalytic and lysine binding domains (and cell wall hydrolase); and iii) visual search of unannotated genomes for lysine-like genes among phage sequences. Once identified, lysine sequences were synthesized as gBlocks, cloned into pBAD24, and transformed into E. coli TOP10 cells. E. coli clones were then tested in a primary screen for antibacterial activity (against live P. aeruginosa) using an agar-on-agar plate method (11, 13) modified to allow detection of GN-lysine activity in overlays consisting of soft agar suspended in 50 mM Tris buffer, pH=7.5. A set of 109 lytic clones were identified and selected for expression and purification.

[0097] Пример 4. Экспрессия и очистка лизинов и модифицированных лизинов.[0097] Example 4: Expression and purification of lysines and modified lysines.

[0098] Для экспрессии полинуклеотидных последовательностей, кодирующих полипептиды лизина согласно настоящему изобретению, можно применять широкий спектр комбинаций хозяин/вектор экспрессии. Специалистам в данной области техники известно большое количество подходящих векторов, которые доступны коммерчески. Примеры подходящих векторов приведены в Sambrook et al, ред., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3 изд.), Vols. 1-3, Cold Spring Harbor Laboratory (2001). Такие векторы включают, помимо прочего, векторы хромосомного, эписомального и вирусного происхождения, например, векторы, происходящие из бактериальных плазмид, из бактериофага, из транспозонов, из эписом дрожжей, из инсерционных элементов, из хромосомных элементов дрожжей, из вирусов, таких как бакуловирусы, паповавирусы, такие как SV40, вирусы осповакцины, аденовирусы, вирусы оспы птиц, вирусы ложного бешенства и ретровирусы, а также векторы, происходящие из их комбинаций, такие как те, которые происходят из генетических элементов плазмиды и бактериофага, такие как космиды и фагмиды. Кроме того, указанные векторы могут обеспечивать конститутивную или индуцируемую экспрессию полипептидов лизина согласно настоящему изобретению. Более конкретно, подходящие векторы включают, но не ограничиваются ими, производные SV40 и известные бактериальные плазмиды, например, плазмиды E. coli colEl, pCRl, pBR322, pMB9 и их производные, плазмиды, такие как RP4, pBAD24 и pBAD-TOPO; ДНК фага, например, многочисленные производные фага λ, например, NM989, и ДНК другого фага, например, M13, и одноцепочечную ДНК нитевидного фага; плазмиды дрожжей, такие как плазмида 2 D или ее производные; векторы, которые можно применять в эукариотических клетках, такие как векторы, которые можно применять в клетках насекомых или млекопитающих; векторы, происходящие из комбинаций плазмид и ДНК фага, таких как плазмиды, которые были модифицированы для применения ДНК фага или других последовательностей контроля экспрессии; и тому подобное. Многие из векторов, упомянутых выше, коммерчески доступны от поставщиков, таких как New England Biolabs, Addgene, Clontech, Life Technologies и т.д., многие из которых также поставляют подходящие клетки-хозяева.[0098] A wide variety of host/expression vector combinations can be used to express the polynucleotide sequences encoding the lysine polypeptides of the present invention. Those skilled in the art are aware of a large number of suitable vectors that are commercially available. Examples of suitable vectors are given in Sambrook et al, eds., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3rd ed.), Vols. 1-3, Cold Spring Harbor Laboratory (2001). Such vectors include, but are not limited to, vectors of chromosomal, episomal and viral origin, for example, vectors derived from bacterial plasmids, from bacteriophage, from transposons, from yeast episomes, from insertion elements, from yeast chromosomal elements, from viruses such as baculoviruses, papovaviruses such as SV40, vaccinia viruses, adenoviruses, fowlpox viruses, pseudorabies viruses and retroviruses, as well as vectors derived from combinations thereof, such as those derived from plasmid and bacteriophage genetic elements, such as cosmids and phagemids. In addition, these vectors can provide constitutive or inducible expression of the lysine polypeptides of the present invention. More specifically, suitable vectors include, but are not limited to, derivatives of SV40 and known bacterial plasmids, for example, E. coli plasmids colEl, pCRl, pBR322, pMB9 and their derivatives, plasmids such as RP4, pBAD24 and pBAD-TOPO; Phage DNA, for example, multiple derivatives of phage λ, for example, NM989, and other phage DNA, for example, M13, and single-stranded filamentous phage DNA; yeast plasmids such as plasmid 2D or derivatives thereof; vectors that can be used in eukaryotic cells, such as vectors that can be used in insect or mammalian cells; vectors derived from combinations of plasmids and phage DNA, such as plasmids that have been modified to employ phage DNA or other expression control sequences; etc. Many of the vectors mentioned above are commercially available from suppliers such as New England Biolabs, Addgene, Clontech, Life Technologies, etc., many of which also supply suitable host cells.

[0099] Кроме того, векторы могут содержать различные регуляторные элементы (включая промотор, сайт связывания рибосомы, терминатор, энхансер, различные цис-элементы для контроля уровня экспрессии), причем вектор конструируют в соответствии с клеткой-хозяином. Любая из широкого спектра последовательностей контроля экспрессии (последовательности, которые контролируют экспрессию полинуклеотидной последовательности, функционально связанной с ними) может быть использована в этих векторах для экспрессии полинуклеотидных последовательностей, кодирующих полипептиды лизина. Подходящие последовательности контроля включают, но не ограничиваются ими: ранние или поздние промоторы SV40, CMV, осповакцины, полиомы или аденовируса, систему lac, систему trp, систему TAC, систему TRC, систему LTR, основные области оператора и промотора фага λ, области контроля белка оболочки fd, промотор для 3-фосфоглицераткиназы или других гликолитических ферментов, промоторы кислой фосфатазы (например, Pho5), промоторы факторов спаривания дрожжей, промотор E. coli для экспрессии в бактериях и другие промоторные последовательности, которые, как известно, контролируют экспрессию генов прокариотических или эукариотических клеток или их вирусов, а также различные их комбинации.[0099] In addition, vectors may contain various regulatory elements (including a promoter, ribosome binding site, terminator, enhancer, various cis-elements to control the level of expression), and the vector is designed in accordance with the host cell. Any of a wide variety of expression control sequences (sequences that control the expression of a polynucleotide sequence operably linked to them) can be used in these vectors to express polynucleotide sequences encoding lysine polypeptides. Suitable control sequences include, but are not limited to: SV40, CMV, vaccinia, polyoma or adenovirus early or late promoters, lac system, trp system, TAC system, TRC system, LTR system, phage λ operator and promoter core regions, protein control regions fd shells, promoter for 3-phosphoglycerate kinase or other glycolytic enzymes, acid phosphatase promoters (e.g., Pho5), yeast mating factor promoters, E. coli promoter for expression in bacteria, and other promoter sequences known to control the expression of prokaryotic or eukaryotic cells or their viruses, as well as various combinations thereof.

[00100] При экспрессии полипептидов лизина согласно настоящему изобретению можно применять широкий спектр клеток-хозяев. Неограничивающие примеры клеток-хозяев, подходящих для экспрессии полипептидов лизина согласно настоящему изобретению, включают хорошо известных эукариотических и прокариотических хозяев, таких как штаммы E. coli, Pseudomonas, Bacillus, Streptomyces, грибки, такие как дрожжи, и клетки животных, такие как клетки CHO, Rl.l, B-W и L-M, клетки почки африканской зеленой мартышки (например, COS 1, COS 7, BSC1, BSC40 и BMT10), клетки насекомых (например, Sf9), а также клетки человека и клетки растений в культуре ткани. Несмотря на то, что хозяин экспрессии может представлять собой любую известную клетку-хозяина экспрессии, в предпочтительном варианте реализации хозяин экспрессии представляет собой один из штаммов E. coli. Они включают, но не ограничиваются ими, коммерчески доступные штаммы E. coli, такие как Top 10 (Thermo Fisher Scientific), DH5oc (Thermo Fisher Scientific), XLl-Blue (Agilent Technologies), SCS110 (Stratagene), JM109 (Promega), LMG194 (ATCC) и BL21 (Thermo Fisher Scientific). Существует несколько преимуществ использования E. coli в качестве системы-хозяина, включая: быструю кинетику роста, в случае которой при оптимальных условиях окружающей среды время удвоения составляет приблизительно 20 минут (Sezonov et al., J. Bacteriol. 189 8746-8749 (2007)), легкое получение культур высокой плотности, легкую и быструю трансформацию экзогенной ДНК и т. д. Подробная информация, касающаяся экспрессии белка в E. coli, включая отбор плазмид, а также отбор штаммов, подробно обсуждается Rosano, G. and Ceccarelli, E., Front Microbiol., 5: 172 (2014).[00100] When expressing lysine polypeptides according to the present invention, a wide range of host cells can be used. Non-limiting examples of host cells suitable for expressing lysine polypeptides of the present invention include well-known eukaryotic and prokaryotic hosts such as E. coli , Pseudomonas , Bacillus , Streptomyces strains, fungi such as yeast, and animal cells such as CHO cells , Rl.l, BW and LM, African green monkey kidney cells (eg COS 1, COS 7, BSC1, BSC40 and BMT10), insect cells (eg Sf9), and human cells and plant cells in tissue culture. Although the expression host can be any known expression host cell, in a preferred embodiment, the expression host is one of the E. coli strains. These include, but are not limited to, commercially available E. coli strains such as Top 10 (Thermo Fisher Scientific), DH5oc (Thermo Fisher Scientific), XLl-Blue (Agilent Technologies), SCS110 (Stratagene), JM109 (Promega), LMG194 (ATCC) and BL21 (Thermo Fisher Scientific). There are several advantages to using E. coli as a host system, including: rapid growth kinetics, with a doubling time of approximately 20 minutes under optimal environmental conditions (Sezonov et al., J. Bacteriol. 189 8746-8749 (2007) ), easy production of high density cultures, easy and rapid transformation of exogenous DNA, etc. Details regarding protein expression in E. coli , including plasmid selection as well as strain selection, are discussed in detail by Rosano, G. and Ceccarelli, E. , Front Microbiol., 5: 172 (2014).

[00101] Эффективная экспрессия полипептидов лизина и их векторов зависит от множества факторов, таких как оптимальные сигналы экспрессии (как на уровне транскрипции, так и трансляции), правильное складывание белка и характеристики роста клеток. В отношении способов конструирования вектора и способов трансдукции сконструированного рекомбинантного вектора в клетку-хозяина, могут быть использованы обычные способы, известные в данной области техники. Понятно, что несмотря на то, что не все векторы, последовательности контроля экспрессии и хозяева будут одинаково хорошо функционировать для экспрессии полинуклеотидных последовательностей, кодирующих пептиды лизина согласно настоящему изобретению, специалист в данной области техники сможет выбрать подходящие векторы, последовательности контроля экспрессии и хозяев без излишних экспериментов, чтобы достичь целевой экспрессии, не отступая от объема настоящего изобретения. Согласно некоторым вариантам реализации авторы настоящего изобретения обнаружили корреляцию между уровнем экспрессии и активностью экспрессированного полипептида; в частности, в системах экспрессии E. coli при умеренных уровнях экспрессии (например, от приблизительно 1 до 10 мг/литр) вырабатываются полипептиды лизина с более высокими уровнями активности, чем те, которые экспрессируются при более высоких уровнях в E. coli (например, от приблизительно 20 до приблизительно 100 мг/л), причем в последнем случае иногда вырабатываются полностью неактивные полипептиды.[00101] Efficient expression of lysine polypeptides and their vectors depends on multiple factors, such as optimal expression signals (both at the transcriptional and translational levels), proper protein folding, and cell growth characteristics. With regard to methods for constructing a vector and methods for transducing the constructed recombinant vector into a host cell, conventional methods known in the art can be used. It will be appreciated that while not all vectors, expression control sequences, and hosts will function equally well for the expression of polynucleotide sequences encoding the lysine peptides of the present invention, one skilled in the art will be able to select suitable vectors, expression control sequences, and hosts without unnecessary experiments to achieve target expression without departing from the scope of the present invention. In some embodiments, the present inventors have discovered a correlation between the level of expression and the activity of the expressed polypeptide; in particular, E. coli expression systems at moderate expression levels (e.g., approximately 1 to 10 mg/liter) produce lysine polypeptides with higher levels of activity than those expressed at higher levels in E. coli (e.g. from about 20 to about 100 mg/l), with the latter case sometimes producing completely inactive polypeptides.

[00102] Полипептиды лизина согласно настоящему изобретению могут быть выделены и очищены из рекомбинантных клеточных культур с помощью хорошо известных способов, включая, но не ограничиваясь ими, осаждение сульфатом аммония или этанолом, экстракцию кислотой, анионообменную или катионообменную хроматографию, фосфоцеллюлозную хроматографию, хроматографию гидрофобного взаимодействия, аффинную хроматографию, гидроксилапатитную хроматографию и лектиновую хроматографию. Для очистки полипептида лизина также можно применять высокоэффективную жидкостную хроматографию.[00102] Lysine polypeptides of the present invention can be isolated and purified from recombinant cell cultures using well known methods, including, but not limited to, ammonium sulfate or ethanol precipitation, acid extraction, anion exchange or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, hydrophobic interaction chromatography , affinity chromatography, hydroxylapatite chromatography and lectin chromatography. High performance liquid chromatography can also be used to purify the lysine polypeptide.

[00103] Согласно другому варианту векторная система, применяемая для получения полипептидов лизина согласно настоящему изобретению, может представлять собой бесклеточную систему экспрессии. Различные бесклеточные системы экспрессии доступны коммерчески, включая, но не ограничиваясь ими, системы, доступные от Promega, LifeTechnologies, Clonetech и т. д.[00103] In another embodiment, the vector system used to produce the lysine polypeptides of the present invention may be a cell-free expression system. Various cell-free expression systems are available commercially, including, but not limited to, systems available from Promega, LifeTechnologies, Clonetech, etc.

[00104] Солюбилизацию и очистку белка (с использованием одной или более хроматографических методик) выполняют в хорошо забуференном растворе, имеющем подходящую ионную силу одновалентной соли, например, ионную силу, эквивалентную 300-500 мМ NaCl.[00104] Protein solubilization and purification (using one or more chromatographic techniques) is performed in a well-buffered solution having a suitable monovalent salt ionic strength, for example, an ionic strength equivalent to 300-500 mM NaCl.

[00105] Аффинную хроматографию с использованием иммобилизованного металла (IMAC) предпочтительно используют в качестве начального этапа очистки. Если требуется дополнительная очистка, на следующем этапе можно использовать эксклюзионную хроматографию (гель-фильтрацию). При необходимости ионообменная хроматография может быть использована в качестве конечного этапа.[00105] Immobilized metal affinity chromatography (IMAC) is preferably used as an initial purification step. If further purification is required, size exclusion chromatography (gel filtration) can be used as a next step. If necessary, ion exchange chromatography can be used as a final step.

[00106] Для определения оптимальных условий экспрессии и очистки белка использовали диапазон значений времени индукции и температуры. Основные методологии описаны в предыдущих исследованиях (11, 13, 25). В общих чертах, повторы каждого экспрессируемого клона индуцировали как в LB, так и в RM средах (Thermo Fisher Scientific) в течение 2-24-часовового периода при 24°C-37°C. Индуцированные культуры затем осаждали и разрушали с использованием BugBuster (Millipore Sigma) перед проведением оценки экспрессии растворимого белка методом электрофореза в ДСН-ПААГ с окрашиванием Кумасси. Оптимальное условие для экспрессии каждого лизина затем использовали для увеличения выработки. Очистки выполняли с использованием анионного обмена (HiTrap DEAE FF), катионного обмена (HiTrap Capto MMC), колонок для гидрофобного взаимодействия (HiTrap Phenyl FF) и/или колонок для гель-фильтрации (HiLoad 16/600 SuperDex) с применением системы Akta™ Pure FPLC, управляемой программным обеспечением Unicorn 6.3. Для улучшения растворимости и увеличения способности связываться с хроматографическими смолами иногда использовали добавление Mg2+. Во время очистки целевой GN-лизин идентифицировали по молекулярной массе с использованием восстанавливающего ДСН-ПААГ. После последнего этапа очистки фракции, содержащие представляющий интерес GN-лизин, объединяли, буфер заменяли 25 мМ трис, 150 мМ хлорида натрия со значением pH, варьирующимся от 7,2 до 9,0 (в зависимости от pI белка), и концентрировали до приблизительно 2 мг/мл. Концентрацию измеряли с помощью NanoDrop, и белок хранили при -80°C в аликвотах по 500 мкл.[00106] A range of induction times and temperatures were used to determine optimal conditions for protein expression and purification. The basic methodologies are described in previous studies (11, 13, 25). In general, replicates of each expressed clone were induced in both LB and RM media (Thermo Fisher Scientific) over a 2-24 hour period at 24°C-37°C. Induced cultures were then pelleted and disrupted using a BugBuster (Millipore Sigma) before assessing soluble protein expression by SDS-PAGE with Coomassie staining. The optimal condition for expression of each lysine was then used to increase production. Purifications were performed using anion exchange (HiTrap DEAE FF), cation exchange (HiTrap Capto MMC), hydrophobic interaction columns (HiTrap Phenyl FF) and/or gel filtration columns (HiLoad 16/600 SuperDex) using the Akta™ Pure system FPLC controlled by Unicorn 6.3 software. To improve solubility and increase the ability to bind to chromatographic resins, the addition of Mg 2+ was sometimes used. During purification, the target GN-lysine was identified by molecular weight using reducing SDS-PAGE. After the last purification step, fractions containing GN-lysine of interest were pooled, buffer exchanged with 25 mM Tris, 150 mM sodium chloride with pH ranging from 7.2 to 9.0 (depending on protein pI), and concentrated to ca. 2 mg/ml. The concentration was measured using NanoDrop and the protein was stored at -80°C in 500 μL aliquots.

[00107] Пример 5. Определение минимальной ингибирующей концентрации (МИК). Минимальную ингибирующую концентрацию каждого GN-лизина против P. aeruginosa определяли с использованием модификации стандартного эталонного метода микроразведения бульона, определенного Институтом клинических и лабораторных стандартов (CLSI) (26). Модификация была основана на замене бульона Мюллера-Хинтона либо средами CAA, либо CAA с добавлением 25% сыворотки человека.[00107] Example 5: Determination of minimum inhibitory concentration (MIC). The minimum inhibitory concentration of each GN-lysine against P. aeruginosa was determined using a modification of the standard reference broth microdilution method defined by the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) ( 26 ). The modification was based on replacing Mueller-Hinton broth with either CAA or CAA media supplemented with 25% human serum.

[00108] Пример 6. Определение минимальной концентрации устранения биопленки (MBEC). MBEC CF-301 определяли с использованием варианта метода микроразведения бульона для оценки МИК с модификациями (27, 28). В настоящей заявке свежие колонии штамма P. aeruginosa ATCC 17647 суспендировали в фосфатно-солевом буфере (ФСБ) (0,5 единицы МакФарланда), разводили в TSBg (триптический соевый бульон с добавлением 0,2% глюкозы) в соотношении 1:100, добавляли в виде аликвот по 0,15 мл в устройство Calgary Biofilm Device (96-луночный планшет с крышкой, несущей 96 поликарбонатных колышков; Innovotech) и инкубировали 24 часа при 37°C. Биопленки промывали и обрабатывали 2-кратными последовательными разведениями CF-301 в TSBg при 37°C в течение 24 часов. Все образцы исследовали с тремя повторами. После обработки лунки промывали, высушивали на воздухе при 37°C и окрашивали 0,05% кристаллическим фиолетовым в течение 10 минут. После окрашивания биопленки обесцвечивали в 33% уксусной кислоте и определяли OD600 экстрагированного кристаллического фиолетового. Значение MBEC каждого образца представляло собой минимальную концентрацию лекарственного средства, необходимую для удаления >95% биомассы биопленки, согласно количественной оценке кристаллического фиолетового.[00108] Example 6: Determination of Minimum Biofilm Elimination Concentration (MBEC). MBEC CF-301 was determined using a variant of the broth microdilution method for MIC estimation with modifications ( 27 , 28 ). In this application, fresh colonies of P. aeruginosa strain ATCC 17647 were suspended in phosphate-buffered saline (PBS) (0.5 McFarland units), diluted in TSBg (tryptic soy broth with the addition of 0.2% glucose) in a ratio of 1:100, added aliquot 0.15 ml into the Calgary Biofilm Device (96-well plate with a lid carrying 96 polycarbonate pegs; Innovotech) and incubated for 24 hours at 37°C. Biofilms were washed and treated with 2-fold serial dilutions of CF-301 in TSBg at 37°C for 24 hours. All samples were tested in triplicate. After treatment, the wells were washed, air dried at 37°C and stained with 0.05% crystal violet for 10 minutes. After staining, biofilms were decolorized in 33% acetic acid and the OD 600 of the extracted crystal violet was determined. The MBEC value of each sample represented the minimum drug concentration required to remove >95% of the biofilm biomass, as assessed by crystal violet quantification.

[00109] Пример 7. Анализ методом «шахматной доски» для исследования синергии с антибиотиками. Анализ методом «шахматной доски» основан на модификации метода CLSI для определения МИК с помощью микроразведения бульона (26, 29). «Шахматные доски» конструировали путем сначала подготовки столбцов 96-луночного полипропиленового планшета для микротитрования, в котором в каждой лунке вдоль горизонтальной оси содержалось одинаковое количество антибиотика, разведенного в 2 раза. В отдельном планшете готовили сопоставимые ряды, в которых в каждой лунке вдоль вертикальной оси содержалось одинаковое количество GN-лизина, разведенного в 2 раза. Разведения GN-лизина и антибиотика затем объединяли так, что в каждом столбце содержалось постоянное количество антибиотика и двойные разведения GN-лизина, в то время как в каждом ряду содержалось постоянное количество GN-лизина и двойные разведения антибиотика. Таким образом, каждая лунка имела уникальную комбинацию GN-лизина и антибиотика. Бактерии добавляли к комбинациям лекарственных средств в концентрациях 1×105 КОЕ/мл в CAA с 25% сыворотки человека. Затем МИК каждого лекарственного средства, отдельно и в комбинации, регистрировали через 16 часов при 37°C в окружающем воздухе. Суммарные фракционные ингибирующие концентрации (ΣFIC) рассчитывали для каждого лекарственного средства, и для определения синергии использовали минимальное значение ΣFIC (ΣFICmin). ΣFIC вычисляли следующим образом: ΣFIC = FIC A + FIC B, где FIC A представляет собой МИК каждого антибиотика в комбинации/МИК каждого антибиотика по отдельности, а FIC B представляет собой МИК каждого GN-лизина в комбинации/МИК каждого GN-лизина по отдельности. Комбинация считается синергической, если ΣFIC составляет ≤0,5, сильно аддитивной, если ΣFIC составляет от >0,5 до <1, аддитивной с ΣFIC 1-<2 и антагонистической, если ΣFIC составляет ≥2.[00109] Example 7: Checkerboard Assay to Study Antibiotic Synergy. The checkerboard assay is based on a modification of the CLSI method for determining MICs using broth microdilution (26, 29). “Checkerboards” were constructed by first preparing the columns of a 96-well polypropylene microtiter plate in which each well along the horizontal axis contained the same amount of antibiotic diluted 2-fold. Comparable rows were prepared in a separate plate, in which each well along the vertical axis contained the same amount of GN-lysine, diluted 2-fold. Dilutions of GN-lysine and antibiotic were then combined such that each column contained a constant amount of antibiotic and double dilutions of GN-lysine, while each row contained a constant amount of GN-lysine and double dilutions of antibiotic. Thus, each well had a unique combination of GN-lysine and antibiotic. Bacteria were added to drug combinations at concentrations of 1×10 5 CFU/ml in CAA with 25% human serum. The MICs of each drug, alone and in combination, were then recorded after 16 hours at 37°C in ambient air. Total fractional inhibitory concentrations (ΣFIC) were calculated for each drug, and the minimum ΣFIC value (ΣFICmin) was used to determine synergy. ΣFIC was calculated as follows: ΣFIC = FIC A + FIC B, where FIC A is the MIC of each antibiotic in combination/MIC of each antibiotic alone, and FIC B is the MIC of each GN-lysine in combination/MIC of each GN-lysine alone . The combination is considered synergistic if ΣFIC is ≤0.5, highly additive if ΣFIC is >0.5 to <1, additive with ΣFIC 1-<2, and antagonistic if ΣFIC is ≥2.

[00110] Пример 8. Анализ гемолитической активности GN-лизина. Гемолитическую активность GN-лизинов измеряли как количество гемоглобина, высвобождаемого в результате лизиса эритроцитов человека (30). В общих чертах, 3 мл свежих клеток крови человека (hRBC), полученных из объединенных образцов здоровых доноров (BioreclamationIVT), в поликарбонатной пробирке, содержащий гепарин, центрифугировали при 1000×g в течение 5 мин при 4°C. Полученные эритроциты промывали три раза фосфатно-солевым буфером (ФСБ) (pH=7,2) и ресуспендировали в 30 ФСБ. По 50 мкл раствора эритроцитов инкубировали с 50 мкл каждого GN-лизина (в ФСБ) в 2-кратном диапазоне разбавления (от 128 мкг/мл до 0,25 мкг/мл) в течение 1 ч при 37°C. Интактные эритроциты осаждали путем центрифугирования при 1000×g в течение 5 мин при 4°C, и супернатант переносили в новый 96-луночный планшет. Высвобождение гемоглобина контролировали путем измерения поглощения при 570 нм. В качестве отрицательного контроля hRBC в ФСБ обрабатывали, как указано выше, с применением 0,1% тритона Х-100.[00110] Example 8 GN-Lysine Hemolytic Activity Assay. The hemolytic activity of GN-lysines was measured as the amount of hemoglobin released by lysis of human erythrocytes (30). In general, 3 ml of fresh human blood cells (hRBCs) obtained from pooled samples of healthy donors (BioreclamationIVT) in a polycarbonate tube containing heparin were centrifuged at 1000 × g for 5 min at 4°C. The resulting erythrocytes were washed three times with phosphate-buffered saline (PBS) (pH=7.2) and resuspended in 30 PBS. 50 μl of erythrocyte solution was incubated with 50 μl of each GN-lysine (in PBS) at a 2-fold dilution range (128 μg/ml to 0.25 μg/ml) for 1 h at 37°C. Intact erythrocytes were pelleted by centrifugation at 1000 × g for 5 min at 4°C, and the supernatant was transferred to a new 96-well plate. Hemoglobin release was monitored by measuring absorbance at 570 nm. As a negative control, hRBC in PBS were treated as above using 0.1% Triton X-100.

[00111] Пример 9. Анализ активности GN-лизина в отношении зависимости остаточной микробиологической нагрузки от времени. Ночную культуру P. aeruginosa разводили в соотношении 1:50 в свежих средах CAA и выращивали в течение 2,5 часа при 37°C при перемешивании. Затем бактерии в экспоненциальной фазе роста осаждали и ресуспендировали в 1/5 объема культуры 25 мМ HEPES, pH=7,4 перед окончательной корректировкой до оптической плотности, соответствующей значению МакФарланда 0,5. Скорректированую культуру затем разбавляли в соотношении 1:50 либо в 25 мМ HEPES, pH=7,4, либо в CAA/HuS, и добавляли GN-лизины при конечной концентрации 10 мкг/мл. Включали контрольные культуры без добавления лизина (т. е. буферный контроль). Все варианты обработки инкубировали при 37°C с аэрацией. Образцы культур отбирали для количественного посева на чашки с CAA-агаром в моменты времени до добавления лизина (или буферного контроля) и с интервалами в 1 час и 3 часа после этого.[00111] Example 9: Analysis of GN-lysine activity in relation to residual microbiological load as a function of time. An overnight culture of P. aeruginosa was diluted 1:50 in fresh CAA media and grown for 2.5 h at 37°C with agitation. Exponential growth phase bacteria were then pelleted and resuspended in 1/5 culture volume of 25 mM HEPES, pH=7.4 before final adjustment to an optical density corresponding to a McFarland value of 0.5. The adjusted culture was then diluted 1:50 in either 25 mM HEPES, pH=7.4, or CAA/HuS, and GN-lysines were added at a final concentration of 10 μg/ml. Control cultures without added lysine (i.e., buffer control) were included. All treatments were incubated at 37°C with aeration. Culture samples were collected for quantitative plating on CAA agar plates at time points before addition of lysine (or buffer control) and at 1-h and 3-h intervals thereafter.

[00112] Запланированные эксперименты in vivo [00112] Planned in vivo experiments

[00113] Один или более экспериментов для испытания активности полипептидов согласно настоящему изобретению in vivo проводятся в настоящее время, как описано далее:[00113] One or more experiments to test the in vivo activity of the polypeptides of the present invention are currently being conducted as follows:

A. Предварительный скрининг фармакокинетики (ФК) и эффективности в модели острой летальной бактериемии на мышахA. Preliminary screening for pharmacokinetics (PK) and efficacy in a mouse model of acute lethal bacteremia

[00114] Чтобы выявить GN-лизины, которые обладают системным воздействием, скрининг ФК будет выполнен на мышах CD1, получавших GN-лизин, введенный в виде однократной в/в инъекции. Профили ФК в крови будут проанализированы для вплоть до 10 GN-лизинов с использованием биоаналитического анализа исследовательского класса, сертифицированного для мышиной сыворотки. Ожидается, что будет идентифицировано несколько GN-лизинов, имеющих соответствующий профиль ФК. Кандидаты, демонстрирующие воздействие на кровь, которое позволяет достичь AUC/концентрация МИК более 1, будут испытаны в модели системной инфекции. Для этой модели штаммы P. aeruginosa (PAO1 и другие клинические изоляты) будут ресуспендированы в муцине желудка свиньи и введены путем внутрибрюшинного введения мышам CD1 в инокуляте, который в течение 24-48 часов вызывает полную заболеваемость и смертность у контрольных мышей. Мышам будут вводить носитель или GN-лизин путем внутривенной (в/в) инъекции в латеральную хвостовую вену через 2 часа после летального заражения. Заболеваемость и смертность будут оценены в течение 72 часов. Ожидается, что при соответствующих концентрациях дозы у мышей, получавших GN-лизин, будет наблюдаться уменьшение заболеваемости и смертности по сравнению с контролями, получавшими носитель. Исследования могут включать совместное введение антибиотиков. A. Данные по выживаемости будут проанализированы с помощью анализа выживаемости Каплана-Мейера с использованием GraphPad prism, и для каждой молекулы будет вычислена 50% эффективная концентрация (ЭК50). Ожидается, что будет идентифицировано несколько GN-лизинов с активностью in vivo.[00114] To identify GN-lysines that have systemic effects, PK screening will be performed on CD1 mice treated with GN-lysine administered as a single IV injection. Blood PK profiles will be analyzed for up to 10 GN-lysines using a research grade bioanalytical assay certified for mouse serum. It is expected that several GN-lysines will be identified that have a corresponding PK profile. Candidates demonstrating blood effects that achieve an AUC/MIC greater than 1 will be tested in a systemic infection model. For this model, P. aeruginosa strains (PAO1 and other clinical isolates) will be resuspended in porcine gastric mucin and administered by intraperitoneal injection to CD1 mice in an inoculum that causes complete morbidity and mortality within 24-48 hours in control mice. Mice will be treated with vehicle or GN-lysine by intravenous (IV) injection into the lateral tail vein 2 hours after lethal challenge. Morbidity and mortality will be assessed within 72 hours. At appropriate dose concentrations, GN-lysine-treated mice are expected to experience reduced morbidity and mortality compared to vehicle-treated controls. Studies may include co-administration of antibiotics. A. Survival data will be analyzed by Kaplan-Meier survival analysis using GraphPad prism and the 50% effective concentration ( EC50 ) will be calculated for each molecule. It is expected that several GN-lysines with in vivo activity will be identified.

B. Эффективность GN-лизина в общепризнанных моделях инвазивной инфекции на мышахB. Efficacy of GN-lysine in established mouse models of invasive infection

[00115] Целью этого эксперимента и других моделей инфекции на мышах, таких как легкие и почки, является получение данных об эффективности в этих моделях. В моделях для оценки эффективности, предложенных в этой дополнительной цели, обычно используются бактериальные инфекции мышей в тканях (бедра, легкие или почки). После обработки лизином бактериальная нагрузка в тканях будет определена количественно (КОЕ/грамм ткани) в конце эксперимента для оценки устойчивости лечения. Кроме того, каждую из этих моделей можно использовать для определения индексов и величины ФК/ФД для оценки эффективности, например, AUC/МИК. Таким образом, эти модели будут использованы для оценки эффективности типичных GN-лизинов против Pseudomonas в модели легочной инфекции на мышах по отдельности или в комбинации с антибиотиком, чтобы определить наилучших GN-лизинов-кандидатов для дальнейшего испытания и разработки in vivo. Сходные модели могут быть созданы с использованием Acinetobacter baumannii и использованы для испытания эффективности лизинов согласно настоящему изобретению.[00115] The purpose of this experiment and other mouse models of infection, such as lung and kidney, is to obtain data on efficacy in these models. Models to evaluate efficacy proposed for this additional purpose typically use bacterial infections of mice in tissues (hips, lungs, or kidneys). Following lysine treatment, tissue bacterial load will be quantified (CFU/gram tissue) at the end of the experiment to assess treatment persistence. In addition, each of these models can be used to determine PK/PD indices and magnitudes to evaluate efficacy, such as AUC/MIC. Therefore, these models will be used to evaluate the efficacy of typical GN-lysines against Pseudomonas in a mouse model of pulmonary infection, alone or in combination with an antibiotic, to identify the best GN-lysine candidates for further in vivo testing and development. Similar models can be created using Acinetobacter baumannii and used to test the effectiveness of lysines according to the present invention.

B.1 Модели нейтропенической инфекции бедра и инфекции легких на мышахB.1 Mouse models of neutropenic thigh infection and lung infection

Модель инфекции бедраThigh infection model

[00116] Для создания первой модели у мышей CD-1 (n = 12) вызывают развитие нейтропении путем введения 20 мг/мл циклофосфамида, вводимого внутрибрюшинно в соответствии со схемой дозирования, которая обеспечивает снижение количества нейтрофилов более чем на 99% (150 мг/кг на -4 день и 100 мг/кг в -1 день). Инфекцию бедра создают путем внутримышечной (в/м) инъекции в обе боковые мышцы бедра соответствующего инокулята P. aeruginosa (3×104 или 1×105, или 3×105, или 1×106 КОЕ/бедро) через 24 часа после введения второй дозы иммуносупрессорного агента. Мышей, находящихся под ингаляционной анестезией, инфицируют путем внутримышечной инъекции в обе боковые мышцы бедра. В каждое бедро может быть введено приблизительно 1,4×105 КОЕ A. baumannii NCTC 13301 (и/или эквивалентное количество штамма P. aeruginosa). Однако количество инокулята может быть скорректировано, если испытание показывает, что это целесообразно.[00116] To establish the first model, CD-1 mice (n = 12) were induced to develop neutropenia by administering 20 mg/ml cyclophosphamide administered intraperitoneally according to a dosing regimen that resulted in a greater than 99% reduction in neutrophil counts (150 mg/mL). kg on day -4 and 100 mg/kg on day -1). A thigh infection is established by intramuscular (IM) injection into both lateral thigh muscles of an appropriate P. aeruginosa inoculum (3 x 10 4 or 1 x 10 5 or 3 x 10 5 or 1 x 10 6 CFU/thigh) after 24 hours. after administration of the second dose of the immunosuppressive agent. Mice under inhalational anesthesia are infected by intramuscular injection into both lateral thigh muscles. Each thigh can be inoculated with approximately 1.4 x 10 5 CFU of A. baumannii NCTC 13301 (and/or an equivalent amount of P. aeruginosa strain). However, the amount of inoculum may be adjusted if testing shows that it is appropriate.

[00117] Группам из 4 мышей (6, только носитель (конечная группа)) вводят испытываемый GN-лизин или носитель, или контрольный лизин путем внутривенной (в/в) инъекции через 2, 6 и 10 ч после инфицирования. Через 2 ч после инфицирования контрольную группу из 4 животных подвергают гуманной эвтаназии, используя передозировку пентобарбитона, чтобы обеспечить контрольную группу, не получавшую лечение (начало). Через 16 часов после инфицирования все остальные группы подвергают гуманной эвтаназии с помощью пентобарбитона. Оба бедра от каждого животного извлекают и взвешивают по отдельности (рассматривается как две независимые оценки). Лизины, которые будут испытаны, будут включать нативные и модифицированные лизины, которые имеют перспективные свойства, т. е. значительную литическую активность и сохранение значительной активности в присутствии матриксов крови. Диапазон дозировок, испытываемый в этом и других экспериментах, подробно описанных в настоящей заявке, будет находиться в пределах широкого диапазона от 0,01 до 500 мг/кг, но верхний предел может зависеть от токсичности, а нижний предел может быть выше в зависимости от собственной активности. Примеры лизинов, подлежащих испытанию, включают GN108, GN121, GN123 и GN156.[00117] Groups of 4 mice (6, vehicle only (final group)) were administered test GN-lysine or vehicle or control lysine by intravenous (IV) injection at 2, 6 and 10 hours post-infection. At 2 h postinfection, a control group of 4 animals is humanely euthanized using an overdose of pentobarbitone to provide an untreated control group (start). 16 hours after infection, all other groups were humanely euthanized using pentobarbitone. Both femurs from each animal are removed and weighed separately (considered as two independent assessments). The lysines that will be tested will include native and modified lysines that have promising properties, i.e., significant lytic activity and retention of significant activity in the presence of blood matrices. The dosage range tested in this and other experiments detailed herein will be within the broad range of 0.01 to 500 mg/kg, but the upper limit may depend on toxicity and the lower limit may be higher depending on intrinsic activity. Examples of lysines to be tested include GN108, GN121, GN123 and GN156.

[00118] Индивидуальные образцы ткани бедра гомогенизируют в ледяном стерильном фосфатно-солевом буфере. Гомогенаты бедра затем количественно культивируют на агаре CLED и инкубируют при 37°C в течение 24 часов перед подсчетом колоний. Ожидается, что лизины приведут к значительному уменьшению или устранению бактериальных колоний.[00118] Individual thigh tissue samples are homogenized in ice-cold sterile phosphate-buffered saline. Thigh homogenates were then quantitatively cultured on CLED agar and incubated at 37°C for 24 hours before colony counting. Lysines are expected to significantly reduce or eliminate bacterial colonies.

Модель инфекции легких на мышахMouse model of lung infection

[00119] Группы, включающие до 8 анестезированных мышей (в/б инъекция смеси 100 мг/кг кетамина/6 мг/кг ксилазина) на обработку, инфицируют путем интраназального закапывания 20 мкл инокулята в каждую ноздрю (5 мин между введением в другую ноздрю) и удерживают в вертикальном положении в течение ~10 минут после инфицирования. Концентрацию и количество соответствующего инокулята предварительно определяют, как описано выше.[00119] Groups of up to 8 anesthetized mice (IP injection of 100 mg/kg ketamine/6 mg/kg xylazine) per treatment are infected by intranasal instillation of 20 μl of inoculum into each nostril (5 min between injections into the other nostril) and kept upright for ~10 min after infection. The concentration and amount of the appropriate inoculum are pre-determined as described above.

[00120] Концентрация инокулята составляет ~2,5×106 КОЕ/мл (1,0×105 КОЕ/легкое) для P. aeruginosa ATCC 27853 или ~8,8×108 КОЕ/мл (3,5×107 КОЕ/легкое) для A. baumannii NCTC 13301. Лизины (например, лизины, идентифицированные в предшествующем эксперименте), дозируют с использованием того же пути введения и основных принципов дозирования, а легкие извлекают и подготавливают для подсчета, как и для модели на бедре. Колонии подсчитывают после инкубации при 37°C в течение 24 часов. Эффективность будет оценена, исходя из массы мышей и бактериальной нагрузки гомогенатов легких. Ожидается, что лизины будут удовлетворительно действовать в ослаблении инфекции, измеренном по значительному уменьшению или устранению бактериальных колоний .[00120] The inoculum concentration is ~2.5 x 10 6 CFU/mL (1.0 x 10 5 CFU/lung) for P. aeruginosa ATCC 27853 or ~8.8 x 10 8 CFU/mL (3.5 x 10 7 CFU/lung) for A. baumannii NCTC 13301. Lysines (e.g., lysines identified in the previous experiment) are dosed using the same route of administration and basic dosing principles, and lungs are removed and prepared for counting as for the hip model . Colonies were counted after incubation at 37°C for 24 hours. Efficacy will be assessed based on the weight of the mice and the bacterial load of the lung homogenates. Lysines are expected to perform satisfactorily in reducing infection, as measured by significant reduction or elimination of bacterial colonies.

B.2 Модель нейтропенической инфекции легких на мышахB.2 Mouse model of neutropenic lung infection

[00121] Мышам BALB/c с нейтропенией будут инокулированы бактерии P. aeruginosa, содержащие инокулят, достаточный для создания инфекции легких, путем интраназального закапывания под анестезией. Группам из 4 мышей (6, только носитель (конечная группа)) вводят GN-лизин, носитель или контрольный лизин путем подкожной (п/к) инъекции через 2, 6 и 10 ч после инфицирования. Через 2 ч после инфицирования контрольную группу из 4 животных подвергают гуманной эвтаназии, используя передозировку пентабарбитона, чтобы обеспечить контрольную группу, не получавшую лечение (начало). Через 16 часов после инфицирования все остальные группы подвергают гуманной эвтаназии с помощью пентабарбитона. Животных взвешивают, и оба легких от каждого животного извлекают и взвешивают по отдельности. Лизины и дозирование могут быть аналогичны тем, которые описаны выше.[00121] Neutropenic BALB/c mice will be inoculated with P. aeruginosa bacteria containing an inoculum sufficient to create a lung infection by intranasal instillation under anesthesia. Groups of 4 mice (6, vehicle only (final group)) were treated with GN-lysine, vehicle, or control lysine by subcutaneous (SC) injection at 2, 6, and 10 h postinfection. At 2 h postinfection, a control group of 4 animals is humanely euthanized using an overdose of pentabarbitone to provide an untreated control group (start). 16 hours after infection, all other groups were humanely euthanized using pentabarbitone. Animals are weighed and both lungs from each animal are removed and weighed separately. Lysines and dosage may be similar to those described above.

[00122] Индивидуальные образцы ткани легкого гомогенизируют в ледяном стерильном фосфатно-солевом буфере. Гомогенаты бедра затем количественно культивируют на агаре CLED и инкубируют при 37°C в течение 24 часов перед подсчетом колоний. Эффективность лечения оценивают, исходя из массы и бактериальной нагрузки.[00122] Individual lung tissue samples are homogenized in ice-cold sterile phosphate-buffered saline. Thigh homogenates were then quantitatively cultured on CLED agar and incubated at 37°C for 24 hours before colony counting. The effectiveness of treatment is assessed based on the mass and bacterial load.

[00123] Группы, включающие до 8 анестезированных мышей (в/б инъекция смеси 100 мг/кг кетамина/6 мг/кг ксилазина) на обработку, инфицируют путем интраназального закапывания инокулята P. aeruginosa в каждую ноздрю (5 мин между введением в другую ноздрю) и удерживают в вертикальном положении в течение ~10 минут после инфицирования. Мышей ранее подвергали иммуносупрессии с применением циклофосфамида, введенного подкожно при 200 мг/кг на -4 день и 150 мг/кг в -1 день. Инфицирование происходит через 24 часа после введения второй дозы иммуносупрессорного агента.[00123] Groups of up to 8 anesthetized mice (IP injection of 100 mg/kg ketamine/6 mg/kg xylazine) per treatment are infected by intranasal instillation of P. aeruginosa inoculum into each nostril (5 min between each nostril injection). ) and kept upright for ~10 minutes after infection. Mice were previously immunosuppressed with cyclophosphamide administered subcutaneously at 200 mg/kg on day -4 and 150 mg/kg on day -1. Infection occurs 24 hours after the second dose of the immunosuppressive agent is administered.

[00124] Начальная концентрация инокулята может составлять ~2,5×106 КОЕ/мл (1,0×105 КОЕ/легкое) для P. aeruginosa ATCC 27853. Инокулят может быть скорректирован с целью увеличения бактериальной нагрузки у необработанных мышей приблизительно на 1 log 10 КОЕ/г легких. Для исследований выживаемости, описанных ниже, будет выбран инокулят, который приведет к смерти через 24-72 часа.[00124] The initial inoculum concentration can be ~2.5 x 10 6 CFU/ml (1.0 x 10 5 CFU/lung) for P. aeruginosa ATCC 27853. The inoculum can be adjusted to increase the bacterial load in untreated mice by approximately 1 log 10 CFU/g lungs. For the survival studies described below, an inoculum will be selected that will result in death within 24-72 hours.

[00125] Лизины затем дозируют интраназально, мышей подвергают эвтаназии, взвешивают, легкие отделяют и взвешивают, и легкие извлекают и подготавливают к подсчету, как и в модели на бедре. Колонии подсчитывают после инкубации при 37°C в течение 24 часов. Можно применять те же лизины и дозирование, как и описанные выше. Лизины будут введены внутривенно при 5 мл/кг.[00125] Lysines are then dosed intranasally, mice are euthanized, weighed, lungs are separated and weighed, and lungs are removed and prepared for counting as in the femoral model. Colonies were counted after incubation at 37°C for 24 hours. The same lysines and dosage can be used as described above. Lysines will be administered intravenously at 5 ml/kg.

[00126] В связанном эксперименте субоптимальная доза антибиотика, обладающего активностью против грамотрицательных бактерий, будет выбрана и использована на подпороговом уровне вместе с лизином. Подходящий подпороговый уровень может быть установлен путем обработки инфицированных мышей различными дозами антибиотика, дозы которого ниже минимальной эффективной дозы, равны ей и превышают ее. Контрольные мыши получат различные дозы только носителя. Один носитель будет использован в качестве замены для лечения лизином, и другой носитель будет использован в качестве замены для антибиотика. Для каждого испытываемого лизина будет использовано 40 мышей (по 5 на группу).[00126] In a related experiment, a suboptimal dose of an antibiotic having activity against gram-negative bacteria will be selected and used at a subthreshold level along with lysine. An appropriate subthreshold level can be established by treating infected mice with varying doses of the antibiotic at doses below, equal to, or above the minimum effective dose. Control mice will receive varying doses of vehicle alone. One vehicle will be used as a replacement for the lysine treatment, and the other vehicle will be used as a replacement for the antibiotic. For each lysine tested, 40 mice (5 per group) will be used.

[00127] Если антибиотик представляет собой имипенем, подходящая подпороговая доза, вероятно, будет от 10 до 100 мг/кг (в более общем случае подпороговая или субоптимальная доза может представлять собой дозу, которая вызывает уменьшение бактериальной нагрузки на 1 или 2 log) и будет введена, например, при 5 мл/кг подкожно или внутривенно для этого эксперимента и экспериментов с комбинацией (антибиотик + лизин).[00127] If the antibiotic is imipenem, a suitable subthreshold dose will likely be 10 to 100 mg/kg (more generally, a subthreshold or suboptimal dose may be a dose that causes a 1 or 2 log reduction in the bacterial load) and will administered, for example, at 5 ml/kg subcutaneously or intravenously for this experiment and experiments with the combination (antibiotic + lysine).

[00128] Предусмотрено, что для эксперимента с комбинацией доза антибиотика (например, имипенема) будет представлять собой максимальную испытанную подпороговую дозу. Подходящая доза лизина будет определена путем испытания различных доз лизина в комбинированном лечении, чтобы обнаружить в каком случае развивается синергический эффект. Будет выбран оптимальный набор количеств лизина и антибиотика. Лизин и первая обработка антибиотиком будут введены через 2 часа после инфицирования; вторая обработка антибиотиком будет введена через 6 часов после инфицирования. Ткань будет собрана через 9 часов после инфицирования.[00128] It is intended that for a combination experiment, the dose of the antibiotic (eg, imipenem) will be the maximum subthreshold dose tested. The appropriate dose of lysine will be determined by testing different doses of lysine in combination treatments to see where a synergistic effect develops. The optimal set of amounts of lysine and antibiotic will be selected. Lysine and the first antibiotic treatment will be administered 2 hours after infection; a second antibiotic treatment will be administered 6 hours after infection. Tissue will be collected 9 hours after infection.

[00129] Аналогичное исследование будет проведено с использованием аналогичной модели легочной инфекции на мышах, но будет оцениваться только выживаемость мышей. Инфицированным мышам будет введен лизин (или носитель, или контрольный лизин) через 24 часа после инфицирования. Предусмотрено применение трех различных доз каждого лизина. Имипенем (или носитель) будет введен через 6 часов после дозирования лизина. Эксперимент закончится через 72 часа после инфицирования. Предусмотрено, что в эксперименте по выживаемости будет использовано 7 мышей на группу, т. е. 63 мыши для каждого испытанного лизина. Ожидается, что процент выживаемости будет выше при введении комбинации.[00129] A similar study will be conducted using a similar mouse model of pulmonary infection, but only mouse survival will be assessed. Infected mice will be given lysine (or vehicle or control lysine) 24 hours after infection. The use of three different doses of each lysine is provided. Imipenem (or vehicle) will be administered 6 hours after lysine dosing. The experiment will end 72 hours after infection. It is envisaged that 7 mice per group will be used in the survival experiment, i.e. 63 mice for each lysine tested. The survival rate is expected to be higher with the combination.

C. Анализ ФК/ФД в модели инфекции на мышахC. PK/PD analysis in a mouse model of infection

[00130] Эксперименты на животных с применением противоинфекционных средств, в которых определяют переменные ФК/ФД (например, Cmax/МИК, AUC/МИК или % Time/МИК), наиболее тесно связанные с эффективностью, в высокой степени предсказывают клинический успех (31). Фракционирование дозы применяют для определения параметра ФК/ФД, ассоциированного с эффективностью. Путем фракционирования однократной общей дозы для дозирования один раз в сутки (q24h), два раза в сутки (q12h) или четыре раза в сутки (q6h), можно получить несколько значений Cmax и времени, в течение которого концентрация свободного лекарственного средства >МИК (Time>МИК, fT>МИК), при сохранении постоянной AUC. Фракционирование нескольких доз создает уникальные профили воздействия, которые, по сравнению с конечными точками эффективности, позволяют дифференцировать Cmax/МИК, fT>МИК и AUC/МИК в качестве индекса и величины ФК, необходимых для эффективности.[00130] Animal experiments with anti-infectives that measure PK/PD variables (e.g., Cmax/MIC, AUC/MIC, or % Time/MIC) most closely associated with efficacy are highly predictive of clinical success (31) . Dose fractionation is used to determine the PK/PD parameter associated with efficacy. By fractionating a single total dose into once daily (q24h), twice daily (q12h) or four times daily (q6h) dosing, multiple Cmax values and the time at which free drug concentration >MIC can be obtained (Time >MIC, fT>MIC), while maintaining a constant AUC. Multiple dose fractionation creates unique exposure profiles that, when compared to efficacy endpoints, differentiate Cmax/MIC, fT>MIC, and AUC/MIC as an index and PK value required for efficacy.

[00131] GN-лизины с устойчивой активностью в одной или более моделях инфекции на мышах, идентифицированные ранее, будут подвергнуты анализу ФК/ФД. Исследования ФК будут проведены для получения нескольких профилей ФК и смоделированы для включения диапазонов Cmax/МИК, AUC/МИК и fT>МИК. Исследования с фракционированием дозы будут проведены на легочной модели для оценки эффективности, как описано выше (мышь, крыса или кролик). Тканевая бактериальная нагрузка будет использована в качестве конечной точки ФД, и данные будут проанализированы путем построения графика КОЕ/г ткани как функции различных параметров ФК/ФД. Значимость какого-либо параметра ФК/ФД в отношении эффективности будет определена с помощью нелинейного регрессионного анализа. Эти данные будут использованы для предоставления информации о дозах для доклинических мероприятий.[00131] GN-lysines with consistent activity in one or more mouse models of infection previously identified will be subjected to PK/PD analysis. PK studies will be conducted to obtain multiple PK profiles and modeled to include Cmax/MIC, AUC/MIC, and fT>MIC ranges. Dose fractionation studies will be conducted in a pulmonary model to evaluate efficacy as described above (mouse, rat or rabbit). Tissue bacterial load will be used as a PD endpoint and data will be analyzed by plotting CFU/g tissue as a function of various PK/PD parameters. The significance of any PK/PD parameter in relation to efficacy will be determined using nonlinear regression analysis. These data will be used to provide dosing information for preclinical activities.

[00132] Один из способов проведения исследования ФК включает следующее:[00132] One method of conducting a PK study includes the following:

Таблица 10Table 10

Уровень дозы (мг/кг)Dose level (mg/kg) Путь введенияRoute of administration Временная точка сбора образцов (ч)Sample collection time point (h) Количество животных/временная точкаNumber of animals/time point Общее количество мышейTotal number of mice 1010 в/вIV 0,083, 0,25, 0,5, 1, 2,
4, 8, 24
0.083, 0.25, 0.5, 1, 2,
4, 8, 24
33 2424
30thirty в/вIV 0,083, 0,25, 0,5, 1, 2,
4, 8, 24
0.083, 0.25, 0.5, 1, 2,
4, 8, 24
33 2424
100100 в/вIV 0,083, 0,25, 0,5, 1, 2,
4, 8, 24
0.083, 0.25, 0.5, 1, 2,
4, 8, 24
33 2424

[00133] В моменты времени, указанные в таблице 10, мышей подвергнут эвтаназии, и в группах из трех мышей на временную точку образцы крови будут собраны путем пункции сердца. Образцы отделенной плазмы будут разделены на две аликвоты. После сбора крови три образца бронхоальвеолярного лаважа (ФСБ) будут собраны из узкого поперечного отверстия, выполненного в трахее. Три образца БАЛ будут объединены и центрифугированы для удаления остатков разрушенных клеток. Супернатант БАЛ будет разделен на две аликвоты. Один образец плазмы и БАЛ будет дополнительно испытан для определения содержания лизина и бактериальной нагрузки. Второй образец будет проанализирован для определения содержания мочевины, чтобы рассчитать разбавление жидкости эпителиальной выстилки (ELF) во время сбора БАЛ.[00133] At the time points indicated in Table 10, mice will be euthanized, and in groups of three mice per time point, blood samples will be collected by cardiac puncture. The separated plasma samples will be divided into two aliquots. After blood collection, three bronchoalveolar lavage fluid (BAS) samples will be collected from a narrow transverse hole made in the trachea. The three BAL samples will be pooled and centrifuged to remove any debris from the destroyed cells. The BAL supernatant will be divided into two aliquots. One plasma and BAL sample will be further tested to determine lysine content and bacterial load. The second sample will be analyzed for urea content to calculate epithelial lining fluid (ELF) dilution at the time of BAL collection.

D. Мониторинг развития устойчивости in vivo D. Monitoring the development of resistance in vivo

[00134] Чтобы выявить потенциальную возможность развития устойчивости, гомогенаты in vivo из исследований эффективности на мышах будут подвергнуты анализу МИК. Если наблюдается более чем двукратное увеличение МИК, бактерии будут высеяны, и колонии будут выделены для секвенирования всего генома.[00134] To identify the potential for development of resistance, in vivo homogenates from mouse efficacy studies will be subjected to MIC analysis. If there is more than a twofold increase in the MIC, the bacteria will be plated and colonies will be isolated for whole genome sequencing.

ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИIMPLEMENTATION OPTIONS

[00135] A. Фармацевтическая композиция, содержащая: выделенный полипептид лизина, выбранный из группы, состоящей из одного или более из GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN205, или его фрагмент, обладающий активностью лизина, или его вариант, обладающий литической активностью и имеющий по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина, и фармацевтически приемлемый носитель, причем указанный полипептид лизина или фрагмент, или вариант присутствует в количестве, эффективном для ингибирования роста или уменьшения популяции, или уничтожения P. aeruginosa и необязательно по меньшей мере одного другого вида грамотрицательных бактерий.[00135] A. A pharmaceutical composition comprising: an isolated lysine polypeptide selected from the group consisting of one or more of GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN205, or thereof a fragment having lysine activity, or a variant thereof, having lytic activity and having at least 80% sequence identity with said lysine polypeptide, and a pharmaceutically acceptable carrier, wherein said lysine polypeptide or fragment or variant is present in an amount effective to inhibit the growth or reducing the population of, or eliminating, P. aeruginosa and optionally at least one other species of gram-negative bacteria.

[00136] B. Фармацевтическая композиция, содержащая эффективное количество выделенного полипептида лизина, выбранного из группы, состоящей из одного или более из GN3, GN13, GN17, GN9, GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN203, или его фрагмента, обладающего активностью лизина, или его варианта, обладающего литической активностью и имеющего по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина, и фармацевтически приемлемый носитель, причем указанный полипептид лизина присутствует в количестве, эффективном для ингибирования роста или уменьшения популяции, или уничтожения P. aeruginosa и необязательно по меньшей мере одного другого вида грамотрицательных бактерий; и фармацевтически приемлемый носитель.[00136] B. A pharmaceutical composition containing an effective amount of an isolated lysine polypeptide selected from the group consisting of one or more of GN3, GN13, GN17, GN9, GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN203, or a fragment thereof having activity of lysine, or a variant thereof, having lytic activity and having at least 80% sequence identity with the specified lysine polypeptide, and a pharmaceutically acceptable carrier, and the specified lysine polypeptide is present in an amount effective to inhibit the growth of or reduce the population of or kill P. aeruginosa and optionally at least one other species of gram-negative bacteria; and a pharmaceutically acceptable carrier.

[00137] C. Фармацевтическая композиция согласно варианту реализации A или B, которая представляет собой раствор, суспензию, эмульсию, ингалируемый порошок, аэрозоль или спрей.[00137] C. The pharmaceutical composition of Embodiment A or B, which is a solution, suspension, emulsion, inhalable powder, aerosol, or spray.

[00138] D. Фармацевтическая композиция согласно варианту реализации B, содержащая дополнительно один или более антибиотиков, подходящих для лечения грамотрицательных бактерий.[00138] D. The pharmaceutical composition of Embodiment B further comprising one or more antibiotics suitable for treating gram-negative bacteria.

[00139] E. Вектор, содержащий выделенный полинуклеотид, содержащий молекулу нуклеиновой кислоты, которая кодирует полипептид лизина согласно варианту реализации A или B, причем указанный кодируемый полипептид лизина ингибирует рост или уменьшает популяцию, или уничтожает P. aeruginosa и необязательно по меньшей мере одного другого вида грамотрицательных бактерий, или комплементарную последовательность указанного полинуклеотида.[00139] E. A vector containing an isolated polynucleotide containing a nucleic acid molecule that encodes a lysine polypeptide according to embodiment A or B, wherein the encoded lysine polypeptide inhibits the growth of or reduces the population of or kills P. aeruginosa and optionally at least one other a species of gram-negative bacteria, or the complementary sequence of the specified polynucleotide.

[00140] F. Рекомбинантный вектор экспрессии, содержащий нуклеиновую кислоту, кодирующую полипептид лизина, содержащий аминокислотную последовательность полипептида в соответствии с вариантом реализации A или B, причем указанный кодируемый полипептид лизина обладает свойством ингибировать рост или уменьшать популяцию, или приводить к уничтожению P. aeruginosa и необязательно по меньшей мере одного другого вида грамотрицательных бактерий, причем указанная нуклеиновая кислота функционально связана с гетерологичным промотором.[00140] F. A recombinant expression vector comprising a nucleic acid encoding a lysine polypeptide comprising the amino acid sequence of the polypeptide of Embodiment A or B, wherein the encoded lysine polypeptide has the property of inhibiting the growth of or depopulating or killing P. aeruginosa and optionally at least one other species of gram-negative bacteria, wherein said nucleic acid is operably linked to a heterologous promoter.

[00141] G. Клетка-хозяин, содержащая вектор согласно варианту реализации E или F.[00141] G. A host cell containing the vector of embodiment E or F.

[00142] H. Рекомбинантный вектор согласно варианту реализации E или F, в котором указанная последовательность нуклеиновой кислоты представляет собой последовательность кДНК.[00142] H. The recombinant vector of embodiment E or F, wherein said nucleic acid sequence is a cDNA sequence.

[00143] I. Выделенный полинуклеотид, содержащий молекулу нуклеиновой кислоты, которая кодирует полипептид лизина, выбранный из группы, состоящей из GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN205, или его фрагмент, обладающий активностью лизина, или его вариант, обладающий литической активностью и имеющий по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина, причем указанный полипептид лизина ингибирует рост или уменьшает популяцию, или уничтожает P. aeruginosa и необязательно по меньшей мере одного другого вида грамотрицательных бактерий.[00143] I. An isolated polynucleotide containing a nucleic acid molecule that encodes a lysine polypeptide selected from the group consisting of GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN205, or thereof a fragment having lysine activity, or a variant thereof, having lytic activity and having at least 80% sequence identity with said lysine polypeptide, wherein said lysine polypeptide inhibits the growth of or reduces the population of or kills P. aeruginosa and optionally at least one other species gram-negative bacteria.

J. Полинуклеотид согласно варианту реализации I, который представляет собой кДНК.J. The polynucleotide of Embodiment I, which is a cDNA.

[00145] K. Способ ингибирования роста или уменьшения популяции, или уничтожения по меньшей мере одного вида грамотрицательных бактерий, причем указанный способ включает приведение указанных бактерий в контакт с фармацевтической композицией, содержащей полипептид лизина, выбранный из группы, состоящей из одного или более из GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN205, GN3, GN13, GN17, GN9, GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN203, или его фрагмент, обладающий литической активностью, или его вариант, обладающий литической активностью и имеющий по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина, в количестве, эффективном для ингибирования роста или уменьшения популяции, или уничтожения P. aeruginosa и необязательно по меньшей мере одного другого вида грамотрицательных бактерий.[00145] K. A method of inhibiting the growth or population reduction of, or killing at least one species of gram-negative bacteria, the method comprising contacting said bacteria with a pharmaceutical composition containing a lysine polypeptide selected from the group consisting of one or more GN147 , GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN205, GN3, GN13, GN17, GN9, GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN203, or a fragment thereof, lytic , or a variant thereof, having lytic activity and having at least 80% sequence identity with the specified lysine polypeptide, in an amount effective to inhibit the growth or population reduction or destruction of P. aeruginosa and optionally at least one other species of gram-negative bacteria.

[00146] L. Способ лечения бактериальной инфекции, вызванной грамотрицательными бактериями, выбранными из группы, состоящей из P. aeruginosa и необязательно одного или более дополнительных видов грамотрицательных бактерий, включающий введение субъекту, у которого диагностирована, который подвержен риску или у которого наблюдаются симптомы бактериальной инфекции, композиции, содержащей полипептид лизина, выбранный из группы, состоящей из одного или более из GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN 205, GN3, GN13, GN17, GN9, GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN203, или его фрагмент, обладающий активностью лизина, или его вариант, обладающий литической активностью и имеющий по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина, в количестве, эффективном для ингибирования роста или уменьшения популяции, или уничтожения P. aeruginosa и необязательно по меньшей мере одного другого вида грамотрицательных бактерий.[00146] L. A method of treating a bacterial infection caused by gram-negative bacteria selected from the group consisting of P. aeruginosa and optionally one or more additional species of gram-negative bacteria, comprising administering to a subject diagnosed with, at risk of, or experiencing symptoms of a bacterial infection, a composition containing a lysine polypeptide selected from the group consisting of one or more of GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN 205, GN3, GN13, GN17, GN9 , GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN203, or a fragment thereof having lysine activity, or a variant thereof having lytic activity and having at least 80% sequence identity with said lysine polypeptide, in an amount effective to inhibit the growth or reducing the population of, or eliminating, P. aeruginosa and optionally at least one other species of gram-negative bacteria.

[00147] M. Способ согласно варианту реализации L, в котором по меньшей мере один вид грамотрицательных бактерий выбран из группы, состоящей из Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella spp., Enterobacter spp., Escherichia coli, Citrobacter freundii, Salmonella typhimurium, Yersinia pestis и Franciscella tulerensis.[00147] M. The method of embodiment L, wherein at least one species of gram-negative bacteria is selected from the group consisting of Pseudomonas aeruginosa , Klebsiella spp., Enterobacter spp., Escherichia coli , Citrobacter freundii , Salmonella typhimurium , Yersinia pestis , and Franciscella tulerensis .

[00148] N. Способ согласно варианту реализации L, в котором указанная инфекция, вызванная грамотрицательными бактериями, представляет собой инфекцию, вызванную Pseudomonas aeruginosa.[00148] N. The method of embodiment L, wherein said gram-negative bacterial infection is an infection caused by Pseudomonas aeruginosa .

[00149] O. Способ лечения местной или системной патогенной бактериальной инфекции, вызванной грамотрицательными бактериями, выбранными из группы, состоящей из P. aeruginosa и необязательно одного или более дополнительных видов грамотрицательных бактерий, у субъекта, включающий введение субъекту композиции, содержащей полипептид лизина, выбранный из группы, состоящей из одного или более из GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN 205,GN3, GN13, GN17, GN9, GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN203, или его фрагменты, обладающие активностью лизина, или его варианты, обладающие литической активностью и имеющие по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина, в количестве, эффективном для ингибирования роста или уменьшения популяции, или уничтожения P. aeruginosa и необязательно по меньшей мере одной другой грамотрицательной бактерии.[00149] O. A method of treating a local or systemic pathogenic bacterial infection caused by gram-negative bacteria selected from the group consisting of P. aeruginosa and optionally one or more additional species of gram-negative bacteria in a subject, comprising administering to the subject a composition containing a lysine polypeptide selected from the group consisting of one or more of GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN 205, GN3, GN13, GN17, GN9, GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN203, or fragments thereof having lysine activity, or variants thereof, having lytic activity and having at least 80% sequence identity with the specified lysine polypeptide, in an amount effective to inhibit the growth or population reduction or destruction of P. aeruginosa and optionally at least one other gram-negative bacterium.

[00150] P. Способ предотвращения или лечения бактериальной инфекции, включающий совместное введение субъекту, у которого диагностирована, который подвержен риску или у которого наблюдаются симптомы бактериальной инфекции, комбинации первого эффективного количества указанной композиции, содержащей эффективное количество выбранного из группы, состоящей из одного или более из GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN 205, GN3, GN13, GN17, GN9, GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN203, или его фрагмента, обладающего литической активностью, или его варианта, обладающего литической активностью и имеющего по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина, и второго эффективного количества антибиотика, подходящего для лечения инфекции, вызванной грамотрицательными бактериями.[00150] P. A method of preventing or treating a bacterial infection, comprising co-administering to a subject diagnosed with, at risk of, or experiencing symptoms of a bacterial infection, a combination of a first effective amount of said composition comprising an effective amount selected from the group consisting of one or more from GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN 205, GN3, GN13, GN17, GN9, GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN2 03, or its fragment having lytic activity, or a variant thereof having lytic activity and having at least 80% sequence identity with the specified lysine polypeptide, and a second effective amount of an antibiotic suitable for treating an infection caused by gram-negative bacteria.

[00151] Q. Способ согласно варианту реализации P, в котором указанный антибиотик выбран из одного или более из цефтазидима, цефепима, цефоперазона, цефтобипрола, ципрофлоксацина, левофлоксацина, аминогликозидов, имипенема, меропенема, дорипенема, гентамицина, тобрамицина, амикацина, пиперациллина, тикарциллина, пенициллина, рифампицина, полимиксина В и колистина.[00151] Q. The method of embodiment P, wherein said antibiotic is selected from one or more of ceftazidime, cefepime, cefoperazone, ceftobiprole, ciprofloxacin, levofloxacin, aminoglycosides, imipenem, meropenem, doripenem, gentamicin, tobramycin, amikacin, piperacillin, ticarcillin , penicillin, rifampicin, polymyxin B and colistin.

[00152] R. Способ повышения эффективности антибиотика, подходящего для лечения инфекции, вызванной грамотрицательными бактериями, включающий совместное введение указанного антибиотика в комбинации с одним или более полипептидами лизина, выбранными из группы, состоящей из одного или более из GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN205, GN3, GN13, GN17, GN9, GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN203, или его фрагментом, обладающим литической активностью, или его вариантом, обладающим литической активностью и имеющим по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина, причем введение указанной комбинации более эффективно ингибирует рост или уменьшает популяцию, или уничтожает указанных грамотрицательных бактерий, чем введение либо указанного антибиотика, либо указанного полипептида лизина, либо его активного фрагмента по отдельности.[00152] R. A method of increasing the effectiveness of an antibiotic suitable for treating an infection caused by gram-negative bacteria, comprising co-administration of said antibiotic in combination with one or more lysine polypeptides selected from the group consisting of one or more of GN147, GN146, GN156, GN92 , GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN205, GN3, GN13, GN17, GN9, GN10, GN105, GN108, GN123, GN150, GN203, or a fragment thereof having lytic activity, or a variant thereof having lytic activity and having at least 80% sequence identity with the specified lysine polypeptide, and the administration of the specified combination more effectively inhibits the growth or reduces the population of, or destroys the specified gram-negative bacteria than the administration of either the specified antibiotic or the specified lysine polypeptide or an active fragment thereof separately.

[00153] S. Выделенный полипептид лизина, выбранный из группы, состоящей из GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN205, или его фрагмент, обладающий активностью лизина, или его вариант, обладающий литической активностью и имеющий по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина, причем указанный полипептид лизина ингибирует рост или уменьшает популяцию, или уничтожает P. aeruginosa и необязательно по меньшей мере одного другого вида грамотрицательных бактерий.[00153] S. An isolated lysine polypeptide selected from the group consisting of GN147, GN146, GN156, GN92, GN54, GN201, GN202, GN121, GN94, GN200, GN204, GN205, or a fragment thereof having lysine activity, or a variant thereof having lytic activity and having at least 80% sequence identity with said lysine polypeptide, wherein said lysine polypeptide inhibits the growth of or reduces the population of or kills P. aeruginosa and optionally at least one other species of gram-negative bacteria.

[00154] T. Полипептид лизина, содержащий нативный лизин против грамотрицательных бактерий, выбранный из группы, состоящей из GN3, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108, GN123, GN150 и GN203, или его фрагмент, обладающий литической активностью, или его вариант, обладающий литической активностью и имеющий по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина, причем указанный нативный лизин или фрагмент необязательно модифицирован путем замены 1-3 заряженных остатков аминокислот незаряженными остатками аминокислот, при этом указанный модифицированный нативный лизин или фрагмент сохраняет литическую активность.[00154] T. A lysine polypeptide containing native lysine against gram-negative bacteria selected from the group consisting of GN3, GN9, GN10, GN13, GN17, GN105, GN108, GN123, GN150 and GN203, or a fragment thereof having lytic activity, or a variant thereof having lytic activity and having at least 80% sequence identity with said lysine polypeptide, wherein said native lysine or fragment is optionally modified by replacing 1-3 charged amino acid residues with uncharged amino acid residues, wherein said modified native lysine or fragment retains lytic activity.

[00155] U. Полипептид лизина, содержащий нативный лизин против грамотрицательных бактерий, выбранный из группы, состоящей из GN2, GN4, GN14, GN43 и GN37, или его фрагмент, обладающий литической активностью, или его вариант, обладающий литической активностью и имеющий по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина, причем указанный нативный лизин или вариант, или фрагмент модифицирован путем замены 1-3 заряженных остатков аминокислот незаряженными остатками аминокислот, при этом указанный модифицированный нативный лизин или фрагмент сохраняет литическую активность.[00155] U. A lysine polypeptide containing native lysine against gram-negative bacteria selected from the group consisting of GN2, GN4, GN14, GN43 and GN37, or a fragment thereof having lytic activity, or a variant thereof having lytic activity and having at least at least 80% sequence identity with the specified lysine polypeptide, and the specified native lysine or variant, or fragment is modified by replacing 1-3 charged amino acid residues with uncharged amino acid residues, while the specified modified native lysine or fragment retains lytic activity.

[00156] V. Фармацевтическая композиция согласно варианту реализации A или B, в которой указанный полипептид лизина выбран из группы, состоящей из одного или более из GN156, GN121, GN108 и GN123 или их активных фрагментов, или их вариантов, обладающих литической активностью и имеющих по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным полипептидом лизина.[00156] V. The pharmaceutical composition according to embodiment A or B, wherein said lysine polypeptide is selected from the group consisting of one or more of GN156, GN121, GN108 and GN123 or active fragments thereof, or variants thereof having lytic activity and having at least 80% sequence identity with the specified lysine polypeptide.

[00157] W. Способ в соответствии с вариантом реализации K, в котором указанные бактерии находятся в биопленке, причем указанный способ приводит к разрушению биопленки.[00157] W. The method of embodiment K, wherein said bacteria are contained in a biofilm, wherein said method results in destruction of the biofilm.

ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИLITERARY SOURCES

1. Magill SS, Edwards JR, Bamberg W, Beldavs ZG, Dumyati G, Kainer MA, Lynfield R, Maloney M, McAllister-Hollod L, Nadle J, Ray SM, Thompson DL, Wilson LE, Fridkin SK, Emerging Infections Program Healthcare-Associated I, Antimicrobial Use Prevalence Survey T. 2014. Multistate point-prevalence survey of health care-associated infections. N Engl J Med 370:1198-1208.1. Magill SS, Edwards JR, Bamberg W, Beldavs ZG, Dumyati G, Kainer MA, Lynfield R, Maloney M, McAllister-Hollod L, Nadle J, Ray SM, Thompson DL, Wilson LE, Fridkin SK, Emerging Infections Program Healthcare -Associated I, Antimicrobial Use Prevalence Survey T. 2014. Multistate point-prevalence survey of health care-associated infections. N Engl J Med 370:1198–1208.

2. Rossolini GM, Arena F, Pecile P, Pollini S. 2014. Update on the antibiotic resistance crisis. Curr Opin Pharmacol 18:56-60.2. Rossolini GM, Arena F, Pecile P, Pollini S. 2014. Update on the antibiotic resistance crisis. Curr Opin Pharmacol 18:56–60.

3. Potron A, Poirel L, Nordmann P. 2015. Emerging broad-spectrum resistance in Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii: Mechanisms and epidemiology. Int J Antimicrob Agents 45:568-585.3. Potron A, Poirel L, Nordmann P. 2015. Emerging broad-spectrum resistance in Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii: Mechanisms and epidemiology. Int J Antimicrob Agents 45:568–585.

4. Hattemer A, Hauser A, Diaz M, Scheetz M, Shah N, Allen JP, Porhomayon J, El-Solh AA. 2013. Bacterial and clinical characteristics of health care- and community-acquired bloodstream infections due to Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 57:3969-3975.4. Hattemer A, Hauser A, Diaz M, Scheetz M, Shah N, Allen JP, Porhomayon J, El-Solh AA. 2013. Bacterial and clinical characteristics of health care- and community-acquired bloodstream infections due to Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 57:3969–3975.

5. Anderson DJ, Moehring RW, Sloane R, Schmader KE, Weber DJ, Fowler VG, Jr., Smathers E, Sexton DJ. 2014. Bloodstream infections in community hospitals in the 21st century: a multicenter cohort study. PLoS One 9:e91713.5. Anderson DJ, Moehring RW, Sloane R, Schmader KE, Weber DJ, Fowler VG, Jr., Smathers E, Sexton DJ. 2014. Bloodstream infections in community hospitals in the 21st century: a multicenter cohort study. PLoS One 9:e91713.

6. Willmann M, Bezdan D, Zapata L, Susak H, Vogel W, Schroppel K, Liese J, Weidenmaier C, Autenrieth IB, Ossowski S, Peter S. 2015. Analysis of a long-term outbreak of XDR Pseudomonas aeruginosa: a molecular epidemiological study. J Antimicrob Chemother 70:1322-1330.6. Willmann M, Bezdan D, Zapata L, Susak H, Vogel W, Schroppel K, Liese J, Weidenmaier C, Autenrieth IB, Ossowski S, Peter S. 2015. Analysis of a long-term outbreak of XDR Pseudomonas aeruginosa: a molecular epidemiological study. J Antimicrob Chemother 70:1322–1330.

7. Bassetti M, Righi E. 2015. New antibiotics and antimicrobial combination therapy for the treatment of gram-negative bacterial infections. Curr Opin Crit Care 21:402-411.7. Bassetti M, Righi E. 2015. New antibiotics and antimicrobial combination therapy for the treatment of gram-negative bacterial infections. Curr Opin Crit Care 21:402–411.

8. Wittekind M, Schuch R. 2016. Cell wall hydrolases and antibiotics: exploiting synergy to create efficacious new antimicrobial treatments. Curr Opin Microbiol 33:18-24.8. Wittekind M, Schuch R. 2016. Cell wall hydrolases and antibiotics: exploiting synergy to create effective new antimicrobial treatments. Curr Opin Microbiol 33:18–24.

9. Schmelcher M, Donovan DM, Loessner MJ. 2012. Bacteriophage endolysins as novel antimicrobials. Future Microbiol 7:1147-1171.9. Schmelcher M, Donovan DM, Loessner MJ. 2012. Bacteriophage endolysins as novel antimicrobials. Future Microbiol 7:1147–1171.

10. Schuch R, Lee HM, Schneider BC, Sauve KL, Law C, Khan BK, Rotolo JA, Horiuchi Y, Couto DE, Raz A, Fischetti VA, Huang DB, Nowinski RC, Wittekind M. 2014. Combination therapy with lysin CF-301 and antibiotic is superior to antibiotic alone for treating methicillin-resistant Staphylococcus aureus-induced murine bacteremia. J Infect Dis 209:1469-1478.10. Schuch R, Lee HM, Schneider BC, Sauve KL, Law C, Khan BK, Rotolo JA, Horiuchi Y, Couto DE, Raz A, Fischetti VA, Huang DB, Nowinski RC, Wittekind M. 2014. Combination therapy with lysin CF-301 and antibiotic is superior to antibiotic alone for treating methicillin-resistant Staphylococcus aureus-induced murine bacteremia. J Infect Dis 209:1469–1478.

11. Schuch R, Nelson D, Fischetti VA. 2002. A bacteriolytic agent that detects and kills Bacillus anthracis. Nature 418:884-889.11. Schuch R, Nelson D, Fischetti VA. 2002. A bacteriolytic agent that detects and kills Bacillus anthracis. Nature 418:884–889.

12. Briers Y, Lavigne R. 2015. Breaking barriers: expansion of the use of endolysins as novel antibacterials against Gram-negative bacteria. Future Microbiol 10:377-390.12. Briers Y, Lavigne R. 2015. Breaking barriers: expansion of the use of endolysins as novel antibacterials against Gram-negative bacteria. Future Microbiol 10:377–390.

13. Lood R. 2015. Novel phage lysin capable of killing the multidrug-resistant gram-negative bacterium Acinetobacter baumannii in a mouse bacteremia model. 59:1983-1991.13. Lood R. 2015. Novel phage lysin is capable of killing the multidrug-resistant gram-negative bacterium Acinetobacter baumannii in a mouse bacteremia model. 59:1983-1991.

14. Thandar M, Lood R, Winer BY, Deutsch DR, Euler CW, Fischetti VA. 2016. Novel Engineered Peptides of a Phage Lysin as Effective Antimicrobials against Multidrug-Resistant Acinetobacter baumannii. Antimicrob Agents Chemother 60:2671-2679.14. Thandar M, Lood R, Winer BY, Deutsch DR, Euler CW, Fischetti VA. 2016. Novel Engineered Peptides of a Phage Lysin as Effective Antimicrobials against Multidrug-Resistant Acinetobacter baumannii. Antimicrob Agents Chemother 60:2671–2679.

15. Silhavy TJ, Kahne D, Walker S. 2010. The bacterial cell envelope. Cold Spring Harb Perspect Biol 2:a000414.15. Silhavy TJ, Kahne D, Walker S. 2010. The bacterial cell envelope. Cold Spring Harb Perspect Biol 2:a000414.

16. Vaara M. 1992. Agents that increase the permeability of the outer membrane. Microbiol Rev 56:395-411.16. Vaara M. 1992. Agents that increase the permeability of the outer membrane. Microbiol Rev 56:395–411.

17. Gerstmans H, Rodriguez-Rubio L, Lavigne R, Briers Y. 2016. From endolysins to Artilysin(R)s: novel enzyme-based approaches to kill drug-resistant bacteria. Biochem Soc Trans 44:123-128.17. Gerstmans H, Rodriguez-Rubio L, Lavigne R, Briers Y. 2016. From endolysins to Artilysin(R)s: novel enzyme-based approaches to kill drug-resistant bacteria. Biochem Soc Trans 44:123–128.

18. Zhu X, Ma Z, Wang J, Chou S, Shan A. 2014. Importance of Tryptophan in Transforming an Amphipathic Peptide into a Pseudomonas aeruginosa-Targeted Antimicrobial Peptide. PLoS One 9:e114605.18. Zhu X, Ma Z, Wang J, Chou S, Shan A. 2014. Importance of Tryptophan in Transforming an Amphipathic Peptide into a Pseudomonas aeruginosa-Targeted Antimicrobial Peptide. PLoS One 9:e114605.

19. Deslouches B, Islam K, Craigo JK, Paranjape SM, Montelaro RC, Mietzner TA. 2005. Activity of the de novo engineered antimicrobial peptide WLBU2 against Pseudomonas aeruginosa in human serum and whole blood: implications for systemic applications. Antimicrob Agents Chemother 49:3208-3216.19. Deslouches B, Islam K, Craigo JK, Paranjape SM, Montelaro RC, Mietzner TA. 2005. Activity of the de novo engineered antimicrobial peptide WLBU2 against Pseudomonas aeruginosa in human serum and whole blood: implications for systemic applications. Antimicrob Agents Chemother 49:3208–3216.

20. Yeaman MR, Yount NY. 2003. Mechanisms of antimicrobial peptide action and resistance. Pharmacol Rev 55:27-55.20. Yeaman MR, Yount NY. 2003. Mechanisms of antimicrobial peptide action and resistance. Pharmacol Rev 55:27–55.

21. Wang J, Chou S, Xu L, Zhu X, Dong N, Shan A, Chen Z. 2015. High specific selectivity and Membrane-Active Mechanism of the synthetic centrosymmetric alpha-helical peptides with Gly-Gly pairs. Sci Rep 5:15963.21. Wang J, Chou S, Xu L, Zhu X, Dong N, Shan A, Chen Z. 2015. High specific selectivity and Membrane-Active Mechanism of the synthetic centrosymmetric alpha-helical peptides with Gly-Gly pairs. Sci Rep 5:15963.

22. Lyu Y, Yang Y, Lyu X, Dong N, Shan A. 2016. Antimicrobial activity, improved cell selectivity and mode of action of short PMAP-36-derived peptides against bacteria and Candida. Sci Rep 6:27258.22. Lyu Y, Yang Y, Lyu X, Dong N, Shan A. 2016. Antimicrobial activity, improved cell selectivity and mode of action of short PMAP-36-derived peptides against bacteria and Candida. Sci Rep 6:27258.

23. Sanchez-Gomez S, Lamata M, Leiva J, Blondelle SE, Jerala R, Andra J, Brandenburg K, Lohner K, Moriyon I, Martinez-de-Tejada G. 2008. Comparative analysis of selected methods for the assessment of antimicrobial and membrane-permeabilizing activity: a case study for lactoferricin derived peptides. BMC Microbiol 8:196.23. Sanchez-Gomez S, Lamata M, Leiva J, Blondelle SE, Jerala R, Andra J, Brandenburg K, Lohner K, Moriyon I, Martinez-de-Tejada G. 2008. Comparative analysis of selected methods for the assessment of antimicrobial and membrane-permeabilizing activity: a case study for lactoferricin derived peptides. BMC Microbiol 8:196.

24. Guzman LM, Belin D, Carson MJ, Beckwith J. 1995. Tight regulation, modulation, and high-level expression by vectors containing the arabinose PBAD promoter. J Bacteriol 177:4121-4130.24. Guzman LM, Belin D, Carson MJ, Beckwith J. 1995. Tight regulation, modulation, and high-level expression by vectors containing the arabinose PBAD promoter. J Bacteriol 177:4121–4130.

25. Lood R, Raz A, Molina H, Euler CW, Fischetti VA. 2014. A highly active and negatively charged Streptococcus pyogenes lysin with a rare D-alanyl-L-alanine endopeptidase activity protects mice against streptococcal bacteremia. Antimicrob Agents Chemother 58:3073-3084.25. Lood R, Raz A, Molina H, Euler CW, Fischetti VA. 2014. A highly active and negatively charged Streptococcus pyogenes lysin with a rare D-alanyl-L-alanine endopeptidase activity protects mice against streptococcal bacteremia. Antimicrob Agents Chemother 58:3073–3084.

26. CLSI. 2015. Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically; Approved Standard-10th Edition. Clinical and Laboratory Standards Institute, Wayne, PA.26.CLSI. 2015. Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically; Approved Standard-10th Edition. Clinical and Laboratory Standards Institute, Wayne, PA.

27. Ceri H, Olson ME, Stremick C, Read RR, Morck D, Buret A. 1999. The Calgary Biofilm Device: new technology for rapid determination of antibiotic susceptibilities of bacterial biofilms. J Clin Microbiol 37:1771-1776.27. Ceri H, Olson ME, Stremick C, Read RR, Morck D, Buret A. 1999. The Calgary Biofilm Device: new technology for rapid determination of antibiotic susceptibilities of bacterial biofilms. J Clin Microbiol 37:1771–1776.

28. Schuch R, Khan BK, Raz A, Rotolo JA, Wittekind M. 2017. Bacteriophage Lysin CF-301, a Potent Antistaphylococcal Biofilm Agent. Antimicrob Agents Chemother 61.28. Schuch R, Khan BK, Raz A, Rotolo JA, Wittekind M. 2017. Bacteriophage Lysin CF-301, a Potent Antistaphylococcal Biofilm Agent. Antimicrob Agents Chemother 61.

29. Moody J. 2010. Synergy testing: broth microdilution checkerboard and broth macrodilution methods, p 5.12.11-15.12.23. In Garcia LS (ed), Clinical Microbiology Procedures Handbook, vol 2. ASM Press, Washington, D.C.29. Moody J. 2010. Synergy testing: broth microdilution checkerboard and broth macrodilution methods, p 5.12.11-15.12.23. In Garcia LS (ed), Clinical Microbiology Procedures Handbook, vol 2. ASM Press, Washington, D.C.

30. Lv Y, Wang J, Gao H, Wang Z, Dong N, Ma Q, Shan A. 2014. Antimicrobial properties and membrane-active mechanism of a potential alpha-helical antimicrobial derived from cathelicidin PMAP-36. PLoS One 9:e86364.30. Lv Y, Wang J, Gao H, Wang Z, Dong N, Ma Q, Shan A. 2014. Antimicrobial properties and membrane-active mechanism of a potential alpha-helical antimicrobial derived from cathelicidin PMAP-36. PLoS One 9:e86364.

31. Scanlon TC, Teneback CC, Gill A, Bement JL, Weiner JA, Lamppa JW, Leclair LW, Griswold KE. 2010. Enhanced antimicrobial activity of engineered human lysozyme. ACS Chem Biol 5:809-818.31. Scanlon TC, Teneback CC, Gill A, Bement JL, Weiner JA, Lamppa JW, Leclair LW, Griswold KE. 2010. Enhanced antimicrobial activity of engineered human lysozyme. ACS Chem Biol 5:809–818.

32. Teneback CC, Scanlon TC, Wargo MJ, Bement JL, Griswold KE, Leclair LW. 2013. Bioengineered lysozyme reduces bacterial burden and inflammation in a murine model of mucoid Pseudomonas aeruginosa lung infection. Antimicrob Agents Chemother 57:5559-5564.32. Teneback CC, Scanlon TC, Wargo MJ, Bement JL, Griswold KE, Leclair LW. 2013. Bioengineered lysozyme reduces bacterial burden and inflammation in a murine model of mucoid Pseudomonas aeruginosa lung infection. Antimicrob Agents Chemother 57:5559–5564.

33. Griswold KE, Bement JL, Teneback CC, Scanlon TC, Wargo MJ, Leclair LW. 2014. Bioengineered lysozyme in combination therapies for Pseudomonas aeruginosa lung infections. Bioengineered 5:143-147.33. Griswold KE, Bement JL, Teneback CC, Scanlon TC, Wargo MJ, Leclair LW. 2014. Bioengineered lysozyme in combination therapies for Pseudomonas aeruginosa lung infections. Bioengineered 5:143–147.

34. Daniels DS, Schepartz A. 2007. Intrinsically cell-permeable miniature proteins based on a minimal cationic PPII motif. J Am Chem Soc 129:14578-14579.34. Daniels DS, Schepartz A. 2007. Intrinsically cell-permeable miniature proteins based on a minimal cationic PPII motif. J Am Chem Soc 129:14578–14579.

35. Vaara M, Porro M. 1996. Group of peptides that act synergistically with hydrophobic antibiotics against gram-negative enteric bacteria. Antimicrob Agents Chemother 40:1801-1805.35. Vaara M, Porro M. 1996. Group of peptides that act synergistically with hydrophobic antibiotics against gram-negative enteric bacteria. Antimicrob Agents Chemother 40:1801–1805.

36. Briers Y, Walmagh M, Van Puyenbroeck V, Cornelissen A, Cenens W, Aertsen A, Oliveira H, Azeredo J, Verween G, Pirnay JP, Miller S, Volckaert G, Lavigne R. 2014. Engineered endolysin-based «Artilysins» to combat multidrug-resistant gram-negative pathogens. MBio 5:e01379-01314.36. Briers Y, Walmagh M, Van Puyenbroeck V, Cornelissen A, Cenens W, Aertsen A, Oliveira H, Azeredo J, Verween G, Pirnay JP, Miller S, Volckaert G, Lavigne R. 2014. Engineered endolysin-based “Artilysins” » to combat multidrug-resistant gram-negative pathogens. MBio 5:e01379-01314.

37. Briers Y, Walmagh M, Grymonprez B, Biebl M, Pirnay JP, Defraine V, Michiels J, Cenens W, Aertsen A, Miller S, Lavigne R. 2014. Art-175 is a highly efficient antibacterial against multidrug-resistant strains and persisters of Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 58:3774-3784.37. Briers Y, Walmagh M, Grymonprez B, Biebl M, Pirnay JP, Defraine V, Michiels J, Cenens W, Aertsen A, Miller S, Lavigne R. 2014. Art-175 is a highly efficient antibacterial against multidrug-resistant strains and persisters of Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 58:3774–3784.

Claims (12)

1. Фармацевтическая композиция, содержащая: выделенный модифицированный полипептид лизина последовательности SEQ ID NO: 3, выбранный из группы, состоящей из одного или более из SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 и SEQ ID NO: 9, или его фрагмент, обладающий активностью лизина, или его вариант, обладающий литической активностью, причем указанные фрагменты и варианты имеют по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным модифицированным полипептидом лизина, причем указанный модифицированный полипептид лизина содержит аминокислотные замены K100D и R116H относительно SEQ ID NO: 3 и/или содержит последовательность пептида SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29 или SEQ ID NO: 30 на N- или C-конце SEQ ID NO: 3, и фармацевтически приемлемый носитель, причем указанный полипептид или фрагмент или вариант лизина присутствует в количестве, эффективном для ингибирования роста или уменьшения популяции, или уничтожения грамотрицательных бактерий.1. A pharmaceutical composition containing: an isolated modified lysine polypeptide of the sequence SEQ ID NO: 3, selected from the group consisting of one or more of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9, or a fragment thereof having lysine activity, or a variant thereof having lytic activity, wherein said fragments and variants have at least 80% sequence identity with said modified lysine polypeptide, wherein said modified lysine polypeptide comprises amino acids substitutions K100D and R116H relative to SEQ ID NO: 3 and/or contains the peptide sequence of SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29 or SEQ ID NO: 30 at the N- or C-terminus of SEQ ID NO: 3, and a pharmaceutically acceptable carrier wherein said polypeptide or lysine fragment or variant is present in an amount effective to inhibit the growth or population reduction or destruction of gram-negative bacteria. 2. Фармацевтическая композиция по п. 1, которая представляет собой раствор, суспензию, эмульсию, ингалируемый порошок, аэрозоль или спрей.2. The pharmaceutical composition according to claim 1, which is a solution, suspension, emulsion, inhalable powder, aerosol or spray. 3. Фармацевтическая композиция по п. 1, содержащая дополнительно один или более антибиотиков, подходящих для лечения грамотрицательных бактерий.3. The pharmaceutical composition according to claim 1, further containing one or more antibiotics suitable for the treatment of gram-negative bacteria. 4. Способ лечения грамотрицательной бактериальной инфекции, вызванной грамотрицательными бактериями, включающий введение субъекту, у которого диагностирована, который подвержен риску или у которого наблюдаются симптомы бактериальной инфекции, композиции, содержащей модифицированный полипептид лизина последовательности SEQ ID NO: 3, выбранный из группы, состоящей из одного или более из SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 и SEQ ID NO: 9, или его фрагмент, обладающий активностью лизина, или его вариант, обладающий литической активностью, причем указанные фрагменты и варианты имеют по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным модифицированными полипептидом лизина, причем указанный модифицированный лизин содержит аминокислотные замены K100D и R116H относительно SEQ ID NO: 3 и/или содержит последовательность пептида SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29 или SEQ ID NO: 30 на N- или C-конце SEQ ID NO: 3, в количестве, эффективном для ингибирования роста или уменьшения популяции, илиуничтожения по меньшей мере одного вида грамотрицательных бактерий.4. A method of treating a gram-negative bacterial infection caused by gram-negative bacteria, comprising administering to a subject diagnosed with, at risk for, or exhibiting symptoms of a bacterial infection, a composition comprising a modified lysine polypeptide of the sequence SEQ ID NO: 3 selected from the group consisting of one or more of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9, or a fragment thereof having lysine activity, or a variant thereof having lytic activity, wherein said fragments and variants have at least 80% sequence identity with said modified lysine polypeptide, wherein said modified lysine contains amino acid substitutions K100D and R116H relative to SEQ ID NO: 3 and/or contains the peptide sequence SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO : 29 or SEQ ID NO: 30 at the N- or C-terminus of SEQ ID NO: 3, in an amount effective to inhibit the growth or population reduction of, or kill, at least one species of gram-negative bacteria. 5. Способ по п. 4, характеризующийся тем, что по меньшей мере один вид грамотрицательных бактерий выбран из группы, состоящей из Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella spp., Enterobacter spp., Escherichia coli, Citrobacter freundii, Salmonella typhimurium, Yersinia pestis и Franciscella tulerensis.5. The method according to claim 4, characterized in that at least one type of gram-negative bacteria is selected from the group consisting of Pseudomonas aeruginosa , Klebsiella spp., Enterobacter spp., Escherichia coli, Citrobacter freundii, Salmonella typhimurium, Yersinia pestis and Franciscella tulerensis . 6. Способ по п. 4, характеризующийся тем, что указанная грамотрицательная бактериальная инфекция представляет собой инфекцию, вызванную Pseudomonas aeruginosa.6. The method according to claim 4, characterized in that said gram-negative bacterial infection is an infection caused by Pseudomonas aeruginosa . 7. Способ по п. 4, характеризующийся тем, что грамотрицательная бактериальная инфекция представляет собой местную или системную патогенную бактериальную инфекцию.7. The method according to claim 4, characterized in that the gram-negative bacterial infection is a local or systemic pathogenic bacterial infection. 8. Способ по п. 4, дополнительно включающий совместное введение субъекту, у которого диагностирована, который подвержен риску или у которого наблюдаются симптомы бактериальной инфекции, эффективного количества антибиотика, подходящего для лечения инфекции, вызванной грамотрицательными бактериями.8. The method of claim 4, further comprising co-administering to a subject diagnosed with, at risk of, or exhibiting symptoms of a bacterial infection, an effective amount of an antibiotic suitable for treating the infection caused by gram-negative bacteria. 9. Способ по п. 8, характеризующийся тем, что указанный антибиотик выбран из одного или более из цефтазидима, цефепима, цефоперазона, цефтобипрола, ципрофлоксацина, левофлоксацина, аминогликозидов, имипенема, меропенема, дорипенема, гентамицина, тобрамицина, амикацина, пиперациллина, тикарциллина, пенициллина, рифампицина, полимиксина В и колистина.9. The method according to claim 8, characterized in that said antibiotic is selected from one or more of ceftazidime, cefepime, cefoperazone, ceftobiprole, ciprofloxacin, levofloxacin, aminoglycosides, imipenem, meropenem, doripenem, gentamicin, tobramycin, amikacin, piperacillin, ti carcillina, penicillin, rifampicin, polymyxin B and colistin. 10. Способ по п. 8, характеризующийся тем, что способ повышает эффективность антибиотика, подходящего для лечения инфекции, вызванной грамотрицательными бактериями, и при этом введение указанной комбинации более эффективно ингибирует рост или уменьшает популяцию, или уничтожает грамотрицательные бактерии, чем введение либо указанного антибиотика, либо указанного полипептида лизина, либо его активного фрагмента по отдельности.10. The method of claim 8, characterized in that the method increases the effectiveness of an antibiotic suitable for treating an infection caused by gram-negative bacteria, and wherein administration of said combination is more effective in inhibiting the growth of or reducing the population of or destroying gram-negative bacteria than administration of either said antibiotic , either the specified lysine polypeptide or its active fragment separately. 11. Способ по п. 8, характеризующийся тем, что указанные бактерии находятся в биопленке, причем указанный способ приводит к разрушению биопленки.11. The method according to claim 8, characterized in that said bacteria are in a biofilm, and this method leads to the destruction of the biofilm. 12. Выделенный модифицированный полипептид лизина последовательности SEQ ID NO: 3, выбранный из группы, состоящей из SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 и SEQ ID NO: 9, или его фрагмент, обладающий активностью лизина, или его вариант, обладающий литической активностью, причем указанные фрагменты и варианты имеют по меньшей мере 80% идентичность последовательности с указанным модифицированным полипептидом лизина, причем указанный модифицированный полипептид лизина содержит аминокислотные замены K100D и R116H относительно SEQ ID NO: 3 и/или содержит последовательность пептида SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29 или SEQ ID NO: 30 на N- или C-конце SEQ ID NO: 3, причем указанный полипептид лизина ингибирует рост или уменьшает популяцию, или уничтожает грамотрицательные бактерии.12. An isolated modified lysine polypeptide of the sequence SEQ ID NO: 3 selected from the group consisting of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 9, or a fragment thereof having lysine activity, or a variant thereof having lytic activity, wherein said fragments and variants have at least 80% sequence identity with said modified lysine polypeptide, wherein said modified lysine polypeptide contains amino acid substitutions K100D and R116H relative to SEQ ID NO: 3 and/or contains a peptide sequence of SEQ ID NO: 28, SEQ ID NO: 29 or SEQ ID NO: 30 at the N- or C-terminus of SEQ ID NO: 3, wherein said lysine polypeptide inhibits growth or reduces the population of or destroys gram-negative bacteria.
RU2020118691A 2017-12-12 2018-12-12 Identification of lysines and their derivatives with antibacterial activity against pseudomonas aeruginosa RU2807688C9 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762597577P 2017-12-12 2017-12-12
US62/597,577 2017-12-12
US201862721969P 2018-08-23 2018-08-23
US62/721,969 2018-08-23
PCT/US2018/065265 WO2019118632A1 (en) 2017-12-12 2018-12-12 Identification of lysins and derivatives thereof with bacterial activity against pseudomonas aeruginosa

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020118691A RU2020118691A (en) 2022-01-13
RU2807688C2 true RU2807688C2 (en) 2023-11-21
RU2807688C9 RU2807688C9 (en) 2023-12-26

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2239451C2 (en) * 1999-02-25 2004-11-10 Нью Хорайзонс Дайэгностикс Копэрейшн Method for therapeutic or prophylactic treatment of streptoococcus infection (variants) and composition designated for applying in it (variants), lysine enzyme associated with phage of streptococcus group c as active component of pharmaceutical composition
WO2012059545A1 (en) * 2010-11-03 2012-05-10 Katholieke Universiteit Leuven, K.U. Leuven R&D Novel endolysin
WO2017049233A2 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Contrafect Corporation Lysin polypeptides active against gram-negative bacteria

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2239451C2 (en) * 1999-02-25 2004-11-10 Нью Хорайзонс Дайэгностикс Копэрейшн Method for therapeutic or prophylactic treatment of streptoococcus infection (variants) and composition designated for applying in it (variants), lysine enzyme associated with phage of streptococcus group c as active component of pharmaceutical composition
WO2012059545A1 (en) * 2010-11-03 2012-05-10 Katholieke Universiteit Leuven, K.U. Leuven R&D Novel endolysin
WO2017049233A2 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Contrafect Corporation Lysin polypeptides active against gram-negative bacteria

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Guo M. et.al. A Novel Antimicrobial Endolysin, LysPA26, against Pseudomonas aeruginosa. Microbiol. 2017 Feb 27; 8: 293. doi: 10.3389/fmicb.2017.00293. eCollection 2017. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018384790B2 (en) Identification of lysins and derivatives thereof with bacterial activity against pseudomonas aeruginosa
CN108348574B (en) Lysin polypeptides having activity against gram-negative bacteria
JP2021513865A (en) Modified LySs2 lysin and its use
CA3096236A1 (en) Antimicrobial, bacteriophage-derived polypeptides and their use against gram-negative bacteria
KR20220029746A (en) Antimicrobial bacteriophage-derived polypeptides and their use against gram-negative and acid-fast bacteria
JP2023502940A (en) Lysin-Antimicrobial Peptide (AMP) Polypeptide Constructs, Lysins, Isolated Polynucleotides Encoding The Same and Uses Thereof
JP2022526978A (en) Cytolysin and its derivatives that have bactericidal activity against Pseudomonas aeruginosa in the presence of human serum
RU2807688C2 (en) Identification of lysines and their derivatives with antibacterial activity against pseudomonas aeruginosa
RU2807688C9 (en) Identification of lysines and their derivatives with antibacterial activity against pseudomonas aeruginosa
US12121568B2 (en) Identification of lysins and derivatives thereof with bactericidal activity against Pseudomonas aeruginosa
US12102667B2 (en) Polypeptides and antibiotics against gram-negative bacterium comprising the same
RU2813626C1 (en) Modified endolysin and antibacterial compositions based thereon for treating infections caused by acinetobacter baumannii, pseudomonas aeruginosa, klebsiella pneumoniae, escherichia coli bacteria
RU2804774C2 (en) Bacteriophage-derived antimicrobial polypeptides and their use against gram-negative bacteria
US20220024992A1 (en) Compositions and methods comprising lysocins as bioengineered antimicrobials for use in targeting gram-negative bacteria
KR20230162045A (en) Amurin, lysine, and lysine-antimicrobial peptide (AMP) constructs active against Gram-negative bacteria