RU2809824C1 - Аллостерический фармакологический шаперон, восстанавливающий функцию глюкоцереброзидазы - Google Patents

Аллостерический фармакологический шаперон, восстанавливающий функцию глюкоцереброзидазы Download PDF

Info

Publication number
RU2809824C1
RU2809824C1 RU2023123457A RU2023123457A RU2809824C1 RU 2809824 C1 RU2809824 C1 RU 2809824C1 RU 2023123457 A RU2023123457 A RU 2023123457A RU 2023123457 A RU2023123457 A RU 2023123457A RU 2809824 C1 RU2809824 C1 RU 2809824C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gcase
cells
compound
glucocerebrosidase
allosteric
Prior art date
Application number
RU2023123457A
Other languages
English (en)
Inventor
Галина Викторовна Байдакова
Виталий Михайлович Бойцов
Антон Константинович Емельянов
Екатерина Юрьевна Захарова
Фарид Миникасимович Ибатуллин
Артем Дмитриевич Изюмченко
Алена Эдуардовна Копытова
Ирина Валентиновна Милюхина
Михаил Андреевич Николаев
Софья Николаевна Пчелина
Георгий Николаевич Рычков
Александр Александрович Чеблоков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова" Министерства здравоохранения Российской Федерации ФГБОУ ВО ПСПбГМУ им. И.П. Павлова Минздрава России
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ), Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова" Министерства здравоохранения Российской Федерации ФГБОУ ВО ПСПбГМУ им. И.П. Павлова Минздрава России filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2809824C1 publication Critical patent/RU2809824C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к аллостерическому фармакологическому шаперону, восстанавливающему функцию глюкоцереброзидазы, из класса N,O-дизамещённых производных сацилилоил гидразина, общей формулы. Технический результат: создание нового соединения, восстанавливающего функцию глюкоцереброзидазы за счёт аллостерической регуляции, которое могут найти применение в медицине для лечения болезни Гоше и болезни Паркинсона. 5 ил.

Description

Изобретение относится к медицине, фармакотерапии, а именно, к веществам для лечения болезни Гоше (БГ) и Паркинсона (БП), ассоциированной с мутациями в гене глюкоцереброзидазы (GBA). Изобретение направлено на оценку эффективности новых аллостерических фармакологических шаперонов (ФШ) глюкоцереброзидазы (GCase), способных восстанавливать функцию фермента GCase и способствовать транспорту GCase в лизосому.
Мутации в гене GBA в гомозиготном/компаунд-гетерозиготном состоянии приводят к развитию БГ - наследственного заболевания, относящегося к классу лизосомных болезней накопления. В настоящее время считается, что мутации в гене GBA являются наиболее распространенным фактором повышенного риска развития БП.
В норме фермент GCase участвует в катаболизме лизосфинголипидов, а именно расщепляет свои субстраты: глюкозилцерамид и глюкозилсфингозин до глюкозы и церамида и сфингозина, соответственно. Дисфункция GCase ведет к нарушению метаболизма лизосфинголипидов с их последующим накоплением в лизосомах клеток, в первую очередь в макрофагах: Ferreira C.R., Gahl W.A. Lysosomal storage diseases: Transl. Sci. Rare Dis. 2017. Vol. 2, №1-2. P. 1 [1].
У пациентов с БГ и, в меньшей степени у пациентов с GBA-ассоциированной БП (GBA-БП), как в клетках мозга, так и периферической крови, наблюдается снижение ферментативной активности GCase, повышение уровня лизосфинголипида гексозилсфингозина (HexSph), а также дисфункция лизосом: Sidransky Е., Lopez G. The link between the GBA gene and parkinsonism: Lancet. Neurol. 2012. Vol. 11, №11. P. 986 [2]; Do J. et al. Glucocerebrosidase and its relevance to Parkinson disease: Mol. Neurodegener. 2019. Vol. 14, №1 [3].
Так как большинство мутаций в гене GBA находятся вне активного центра фермента, а приводят к нарушению пространственной структуры белка GCase, обсуждается использование ФШ для терапии как GBA-БП, так и БГ. ФШ - это химические соединения, которые способны связываться с мутантной формой GCase, стабилизировать ее пространственную структуру и способствовать транспорту GCase в лизосому, что в свою очередь приводит к повышению активности фермента, снижению концентрации субстрата в клетках, а также повышает функциональность лизосом. Это описано работах: [2]; Aflaki Е. et al. A characterization of Gaucher iPS-derived astrocytes: Potential implications for Parkinson's disease //Neurobiol. Dis. 2020. Vol. 134, №October 2019. P. 104647 [4]; Tran M.L. et al. Second-Generation Pharmacological Chaperones: Beyond Inhibitors // Mol. 2020, Vol. 25, Page 3145. Multidisciplinary Digital. 2020. Vol. 25, №14. P. 3145 [5].
ФШ, связывающиеся с активным центром белка (ингибирующего типа), обладают недостатками, которые препятствуют их использованию в клинической практике, а именно: низкая селективность и вероятность взаимодействия с другими ферментами лизосом; высокая константа связывания шаперона с активным центром, что в дальнейшем затрудняет протекание каталитической реакции расщепления глюкозилцерамида и глюкозилсфингозина [5].
Существуют ФШ GCase, способные связываться с аллостерическими сайтами на поверхности GCase; такие ФШ получили название аллостерические активаторы (т.е. ФШ неингибирующего типа).
Преимущества аллостерических активаторов GCase заключаются в том, что они обладают большей селективностью в отношении фермента GCase (по сравнению с ФШ ингибирующего типа), т.е. обладают таргетным воздействием только на фермент GCase. Это значит, что ФШ аллостерического типа могут использоваться для лечения БГ и БП, ассоциированной с мутациями в гене GBA для восстановления функции глюкоцереброзидазы, исключая побочное взаимодействие с другими ферментами лизосом, что свойственно ФШ ингибирующего типа. Это будет являться их преимуществом при внедрении их в клиническую практику.
На данный момент описано несколько ФШ аллостерического типа [3, 5].
Известен фармакологический шаперон неингибирующего типа, восстанавливающий функцию глюкоцереброзидазы: патент WO2012078855 [6]: Patnaik S. et al. Discovery, SAR, and Biological evaluation of Non-Inhibitory Small Molecule Chaperones of Glucocerebrosidase // J. Med. Chem. 2012. Vol. 55, №12. P. 5734 [7].
В данных работах выявлены соединения, выступающие в качестве потенциальных ФШ GCase неингибирующего типа из класса пиразолопиримидинов и дигидропиразолопиримидинов, обладающие активностью в отношении фермента GCase, а также представлены варианты замещения радикальных групп выявленных соединений и способы их получения. Соединение NGC00188758 - работа [7] - повышает активность GCase и степень транслокации GCase в лизосомы в клетках фибробластов пациентов с БГ. Он обладает селективностью действию по отношению к GCase и не воздействует на другие лизосомные ферменты, что является важным параметром и отражает его специфичность. В этих работах механизм действия данного соединения и его производных не описан, также как и не описаны сайты связывания соединений с GCase. Поэтому нельзя с уверенностью отнести соединение NGC00188758 к ФШ аллостерического типа.
Известны шапероны неингибирующего типа из класса пиримидинов, восстанавливающие функцию глюкоцереброзидазы, описанные в патентах: US10751341 [8], US9802942 [9]. Здесь представлены варианты замещения радикальных групп пиролопиримидиновых соединений и способы их получения.
Известен фармакологический шаперон неингибирующего типа, восстанавливающий функцию глюкоцереброзидазы, описанный в патенте US9464035 [10]. В отличие от аналогов, указанных выше, являющихся производными пиримидинов, в данном патенте представлены потенциальные ФШ неингибирующего типа, восстанавливающие активность GCase, которые относятся к производным салициловой кислоты.
В патенте охарактеризованы варианты замещения радикальных групп салициловой кислоты и способы их получения. Однако количество исследований по подтверждению влияния ФШ на активность GCase выполнены в недостаточном объеме для того, чтобы можно было с уверенностью сказать о повышение активности фермента GCase.
В качестве прототипа рассмотрена статья: Aflaki Е. et al. A New Glucocerebrosidase Chaperone Reduces α-Synuclein and Glycolipid Levels in iPSC-Derived Dopaminergic Neurons from Patients with Gaucher Disease and Parkinsonism // J. Neurosci. 2016. Vol. 36, №28. P. 7441-7452 [11].
Здесь описан ФШ GCase неингибирующего типа NCGC607, способный восстанавливать функцию GCase, из класса производных салициловой кислоты, структурной формулы:
Химическая формула соединения NCGC607 (2-(2-(4-иодофениламино)-2-оксоэтокси)-N-(2-(метил(фенил)амино)-2-оксоэтил)бензамид) [11]
Показана эффективность соединения NCGC607 (2-(2-(4-иодофениламино)-2-оксоэтокси)-N-(2-(метил(фенил)амино)-2-оксоэтил)бензамид) в повышении активности фермента GCase, снижении концентрации субстрата и повышении транспорта этого фермента в лизосому на пациент-специфичных клетках (макрофаги и дофаминергические (ДА) - нейроны, дифференцированные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК)), полученных от пациентов с БГ, а также БГ с проявлениями паркинсонизма. Соединение не оказывает ингибирующего действия на фермент GCase и при этом способно восстанавливать функцию GCase. По этим исследованиям нельзя однозначный сделать вывод об эффективности действия данного вещества на пациентов только с БП.
В прототипе не раскрыт механизм взаимодействия ФШ с GCase и не известны сайты связывания данного ФШ с GCase. Что не позволяет с уверенностью отнести соединение NCGC607 к аллостерическим ФШ GCase.
Это значит, что данный ФШ достоверно не обладает преимуществами, характерными для ФШ аллостерического типа.
Технический результат - расширение арсенала средств для лечения болезни Паркинсона и болезни Гоше.
Задачей данного изобретения является создание новых аллостерических шаперонов, способных восстанавливать функцию GCase, обладающих большей селективностью в отношении фермента GCase.
Технический результат достигается тем, что создан аллостерический ФШ (далее соединение N2), восстанавливающий функцию глюкоцереброзидазы, из класса N,O-дизамещенных производных салицилоил гидразина, общей формулы:
Соединение N2-(2-(2-(4-иодофениламино)-2-оксоэтокси)бензоил)-N-енилгидразинкарбоксамид).
Настоящее изобретение посвящено поиску ФШ GCase, восстанавливающих функцию данного фермента, способных связываться с аллостерическими сайтами на поверхности GCase.
С помощью методов молекулярного моделирования получено заявляемое вещество - N2, производное салицилоил гидразина, проведена оценка влияния заявляемого соединения на ферментативную активность GCase, относительный уровень белка GCase, количество субстрата и транспорт фермента в лизосому в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ, а также GBA-БП. Заявляемое соединение обладает более высоким показателем растворимости в полярных растворителях, таких как водные растворы в сравнении с прототипом, относящемуся также к классу производных салициловой кислоты.
На фиг. 1 представлены результаты по оценке эффективности заявляемого вещества в клетках первичной культуры макрофагов как пациентов с БГ, так и GBA-БП., где:
Фиг. 1, А - Результаты измерения активности GCase (в виде графиков бокс-плот) в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ, GBA-БП и лиц контрольной группы с добавлением соединения N2 и без него.
Фиг. 1, Б - Результаты измерения концентрации субстрата HexSph (в виде графиков бокс-плот) в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ, GBA-БП и лиц контрольной группы с добавлением соединения N2 и без него.
Фиг. 1, В - Результаты измерения активности GCase (в виде графиков бокс-плот) в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ, GBA-БП в зависимости от тяжести мутаций в гене GBA и лиц контрольной группы с добавлением соединения N2 и без него.
Фиг. 1, Г - Результаты измерения относительного уровня белка GCase (в виде графиков бокс-плот) в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ и лиц контрольной группы с добавлением соединения N2 и без него.
Фиг. 1, Д - Оценка степени колокализации белков GCase (красный) и лизосомного маркера LAMP2 (зеленый) в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ с добавлением соединения N2 и без него. Визуализация проводилась с помощью конфокальной микроскопии (х63). Для оценки степени колокализации GCase и LAMP2 рассчитывался коэффициент Пирсона (не менее 10 клеток в каждом состоянии). На бокс-плот графиках представлены результаты расчета коэффициента Пирсона в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ с добавлением соединения N2 и без него.
* р<0.05 относительно необработанных клеток.
Для получения заявляемого вещества с помощью методов молекулярного моделирования была построена атомарная модель мутантной формы GCase N370S, на поверхности которой описаны сайты связывания малых химических соединений. Методами молекулярного докинга и молекулярной динамики обнаружены возможные варианты связывания соединения NCGC607 - прототипа, в выявленных сайтах. В трех из шести сайтов GCase наблюдается стабильное связывание NCGC607, следовательно, соединение может действовать как аллостерический ФШ GCase. В заявляемом изобретении предложено провести модификации соединения NCGC607, введя две полярные аминогруппы в линкер между фенильными химическими группами. Было установлено, что соединение NCGC607 и заявляемое соединение обладают схожими свободными энергиями связывания в аллостерическом сайте GCase, расположенном вблизи активного центра фермента под петлей, состоящей из аминокислотных остатков 311-319. Свободную энергию связывания вычисляли методом MMGBSA на основе расчетов траектории молекулярной динамики комплекса GCase с соединениями NCGC607 и заявляемого вещества; она составила -49,94±6,21 и -44,15±5,02 ккал/моль соответственно). Величина LogBB, рассчитанная на онлайн сервере ADMET: Dyabina A.S. et al. Prediction of blood-brain barrier permeability of organic compounds // Dokl. Biochem. Biophys. 2016. Vol. 470, №1. P. 371-374 [12] составила -0.48 для NCGC607 и -0.62 для заявляемого соединения. Это указывает на снижение гидрофобности заявляемого соединения в сравнении с исходным, т.е. на увеличение его растворимости в полярных растворителях, таких как водные растворы. Растворимость соединений, предполагаемых к использованию в качестве лекарственных средств, в значительной степени влияет на их биодоступность и возможность применения в клинической практике.
Получение заявляемого соединения.
Заявляемое соединение было получено с помощью химического синтеза. 2-(2-гидроксибензоил)-N-фенилгидразинкарбоксамид
К раствору салицилоилгидразида (15.22 г, 100 ммоль) в диметилформамиде (50 мл) при перемешивании и охлаждении (0°С) по каплям за 15-20 минут прибавили фенилизоцианат (10.9 мл, 100 ммоль). Реакционную смесь выдерживали 2 часа при комнатной температуре, выпавший осадок отфильтровали, промыли изопропиловым спиртом и высушили на воздухе. Получили 15.2 г (56%) в виде бесцветных кристаллов. Дополнительное количество продукта может быть получено путем добавления 17-20 мл воды к нагретому (80°С) маточному раствору с последующим фильтрованием и промывкой изопропиловым спиртом. Общий выход 2-(2-гидроксибензоил)-N-фенилгидразинкарбоксамида в виде бесцветных кристаллов 22.5 г (83%).
2-(2-(2-(4-иодофениламино)-2-оксоэтокси)бензоил)-N-фенилгидразинкарбоксамид
К раствору 2-(2-гидроксибензоил)-N-фенилгидразинкарбоксамида (2.71 г, 10 ммоль), 2-хлоро-N-(4-иодофенил)ацетамида (2.96 г, 10 ммоль) и KI (83 мг, 0.5 ммоль) в диметилформамиде (20 мл) прибавили измельченный прокаленный карбонат калия (1.38 г, 10 ммоль) и полученную суспензию перемешивали 15 часов при комнатной температуре, после чего к реакционной смеси добавили равный объем воды, выпавший осадок отфильтровали, промыли водой и изопропиловым спиртом. Сырой продукт перекристаллизовали из смеси диметилформамид-этилацетат. Выход бесцветного кристаллического продукта 3.98 г (75%).
Заявляемое соединение было охарактеризовано с использованием ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) и масс-спектрометрии.
Масс-спектры высокого разрешения (HRMS) снимали на спектрометре Bruker micrOTOF 10223 (ESI). Масс-спектр: m/z вычислено для C22H19IN4O4 [М-Н+]: 529.0367; найдено: 529.0362.
Спектры ЯМР регистрировали с помощью спектрометра Bruker Avance 400 (400,13 МГц для 14 и 100,61 МГц для 13С). Результаты ЯМР анализа для соединения N2: 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ, 4.95 (с, 2Н, СН2), 7.00 (т, 1Н,7 Гц, Саром), 7.18 (т, 1H, 7 Гц, Саром), 7.24 (т, 3Н, 8 Гц, Саром), 7.42 (д, 2Н, 8 Гц, Саром), 7.49 (д, 2Н, 8 Гц, Саром), 7.54-7.62 (м, 3Н, Саром), 7.90-7.95 (м 1H, Саром), 8.88 (с, 1H, NH), 10.26 (с, 1Н, NH), 10.43 (с, 1H, NH), 10.70 (с, 1Н, NH).
В данном изобретении - разработано и синтезировано химическое соединение N2 (2-(2-(4-иодофениламино)-2-оксоэтокси)бензоил)-N-фенилгидразинкарбоксамид), относящееся к производным салициловой кислоты, в качестве нового аллостерического ФШ GCase и показана его эффективность в восстановление функции GCase в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ, а также GBA-БП.
Оценка эффективности заявленного соединения по восстановлению функции GCase проводилась в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ (N=9, средний возраст 37.3±4.0 лет, 44% мужчин) и GBA-БП (N=5, средний возраст 55.5±3.5 лет, 17% мужчин) и лиц контрольной группы (N=7, средний возраст 41.3±4.2 лет, 42% мужчин) с последующей оценкой в них ферментативной активности GCase, концентрации ее субстрата - гексозилсфингозин (HexSph, который представляет собой смесь двух стереоизомеров глюкозилсфингозин (GlcSph) и галактозилсфингозин (GalSph)), относительного уровня белка GCase и степени транслокации GCase в лизосомы.
Клетки первичной культуры макрофагов являются оптимальной моделью для изучения молекулярных механизмов при дисфункции GCase. Ранее было показано, что клетки первичной культуры макрофагов отражают изменение ферментативной активности GCase и накопление ее субстрата и могут быть использованы как in vitro модель не только при БГ, но и GBA-БП: Николаев М.А. и соавт. Макрофаги периферической крови человека как модель изучения дисфункции глюкоцереброзидазы // Цитология. 2018. Vol. 12, №60. Р. 1022-1028 [13].
Используя методы компьютерного моделирования - молекулярная динамика и молекулярный докинг, выявлены сайты связывания заявляемого соединения на поверхности GCase, что позволяет отнести заявляемое соединение к аллостерическим ФШ GCase. В клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ заявляемое соединение не оказывало положительного эффекта на активность GCase, в то время как у пациентов с GBA-БП (в общей группе) заявляемое соединение N2 повышает активность GCase в 1,5-раза (р=0.012), а в группе пациентов с GBA-БП, носителей легкой мутации в гене GBA (N370S), использование заявляемого соединения приводило к увеличению ферментативной активность GCase в 2,8-раза (р=0.050) по сравнению с клетками без добавления заявляемого соединения (фиг. 1, А, В). Одним из важных параметров оценки эффективности ФШ, направленных на повышение функции GCase, является их способность снижать концентрацию субстрата. Заявляемое соединение в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ и GBA-БП приводило к снижению концентрации субстрата в 4,3- и 14,5-раза по сравнению с клетками без добавления заявляемого соединения (р=0.005 и р=0.012, соответственно) (фиг. 1, Б). Кроме того заявляемое соединение повышает относительный уровень белка GCase в 1,2-раза в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ по сравнению с клетками без добавления заявляемого соединения (р<0.05) (фиг. 1, Г). Заявляемое соединение повышает степень транслокации GCase в лизосому в клетках первичной культуры макрофагов пациентов с БГ по сравнению с клетками без добавления заявляемого соединения (р<0.0001) (фиг. 1, Д).
Проверка работоспособности заявляемого соединения
Забор крови у пациентов проводят из вены в 3 пробирки объемом 9 мл с ЭДТА. Получение мононуклеарной фракции производят из 24 мл методом градиентного центрифугирования в растворе фиколла (р=1.077, ПанЭко, Россия) при 1600 об/мин в течение 40 минут, с последующем промыванием полученной клеточной суспензии в растворе натрий-фосфатного буфера (PBS) и центрифугированием при 3000 об/мин в течение 10 минут. Полученные мононуклеарные клетки ресуспензируют в культуральной среде (RPMI-1640, ПанЭко, Россия) с добавлением 10% эмбриональной сыворотки крови крупного рогатого скота (БиолоТ, Россия) и 1% гентамицина (БиолоТ, Россия) с добавлением колоние-стимулирующего фактора макрофагов М-КСФ (Biolegend, США) в конечной концентрации 10 нг/мл. Клетки культивируют течение 8 дней в 5% СО2-инкубаторе при +37°С: [13]. На 4ый день к клеткам добавляют соединение N2 в конечной концентрации 4 мкМ и культивируют еще 4 дня без ежедневной замены среды в 5% CO2-инкубаторе при +37°С. После культивирования клетки дважды отмывают в PBS и центрифугируют при 1500 об/мин в течение 5 минут. Созревание макрофагов периферической крови подтверждают с помощью световой микроскопии, а также проточной цитометрии с использованием специфических антител CD14+ и CD68+. Для оценки активности фермента GCase и концентрации HexSph суспензию полученных макрофагов наносят на специальные круги на фильтровальных карточках (Whatman 903 Sample Collection Cards, Germany) в концентрации 2*106 кл/мл. Далее фильтровальные карточки, с нанесенными на них исследуемыми образцами, высушивают в течение 2 часов при комнатной температуре и хранят при +4°С до дальнейшего использования не более одного месяца. Оценка ферментативной активности GCase и концентрации HexSph проводится методом высокоэффективной жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии (ВЭЖХ-МС/МС) по протоколу, описанному ранее: [13] с модификациями, в частности измеряя ее в сухом пятне биоматериала.
Для дальнейших экспериментов часть клеток после культивирования дважды отмывают в PBS и центрифугируют при 1500 об/мин в течение 5 минут, затем отбирают супернатант полностью и клетки замораживают при -80°С.
Для определения относительного уровня GCase методом вестерн в первичной культуре макрофагов клетки лизируют с помощью Total Protein Extraction Kit (Chemicon (Millipore), США). Определение общего белка в лизатах проводят методом с использованием набора Pierce ВСА Protein Assay kit (Thermo Scientific, США) на спекртофотометре SmartSpecTMPlus (BioRad, США). Затем лизаты в количестве 20 мкг белка наносят на 7,5% ПААГ гель и подвергают электрофоретическому разделению в 1X трис-глициновом буфере с добавлением SDS. Перенос белков с геля проводится на PVDF мембрану (Bio-Rad, USA). Мембрану инкубируют с первичными антителами (кроличье моноклональные антитела anti-GBA (1:1000, ab125065, Abcam, UK) и (поликлональные кроличьи антитела anti-GAPDH (1:10000, SAB2108266, Sigma, USA) при +4°С в течение ночи, с последующим инкубированием с вторичными антителами, коньюгированными с пероксидазой (козьи антитела anti-rabbit) (1:5000, ab6721, Abeam, UK) в течение 60 минут. Цифровые изображения получают с помощью хемилюминесцентной системы ChemiDoc (Bio-Rad, USA). Данные вестерн-блоттинга анализируют с помощью программы ImageJ (Версия 1.38а для Windows, http://rsb.info.nih.gov/ij/). Содержание белка GCase нормировали к содержанию GAPDH.
Оценка транслокации GCase в лизосомы (фиг. 1, Е) была проведена с помощью оценки степени колокализации белков GCase и маркера лизосом (LAMP2) методом иммунофлуоресцентного окрашивания и последующей визуализации с помощью конфокальной микроскопии. Для проведения данного эксперимента клетки культивировали согласно условиям, описанным выше. На 8ой день культивирования клетки фиксировали в 4% параформальдегиде в течение 15 минут при комнатной температуре. После фиксации клетки трижды промывали в PBS в течение 5 минут. Пермеабилизацию клеток проводили с помощью 0,1% Тритон Х-100, растворенном в PBS, затем клетки были трижды промыты в PBS в течение 5 минут. Для блокировки неспецифического связывания клетки инкубировали в 1% БСА, растворенном в PBS, в течение 30 минут, затем инкубировали с первичными антителами против-GBA мыши (Sigma-Aldrich, США) и кроличьи против-LAMP2 (Sigma-Aldrich, США) в течение 60 минут при комнатной температуре, в конечной концентрации 7 мкг/мл и 1:500, соответственно. После промывки в PBS клетки инкубировали с вторичными антителами Alexa Fluore 488 против-мыши (Jackson ImmunoResearch Laboratories, США) и Су3 против-кролика (Jackson ImmunoResearch Laboratories, США), используемое разведение 1:400, в течение 60 минут в темноте при комнатной температуре. Затем клетки помещали в монтирующую среду с DAPI (Abcam, Великобритания). Изображения были получены с помощью лазерного конфокального микроскопа Leica TCS-SP5 (объектив х63) (Leica, Германия). Использовались следующие линии лазеров: аргоновый - 488 нм, HeNe - 543 нм и UV -405 нм). Толщина оптического среза 500 нм. Для определения уровня относительной флуоресценции изображений, полученных при помощи конфокального микроскопа, использовали программу LAS AF Lite. Оценка колокализации проводилась в программе Image J с использованием плагина, опубликованного ранее EzColocalization: Stauffer W., Sheng H, Lim H.N. EzColocalization: An ImageJ plugin for visualizing and measuring colocalization in cells and organisms // Sci. Reports 2018. Vol. 8, №1. P. 1-13 [14]. Расчет коэффициента Пирсона производился для каждого образца в отдельности (не менее 3х полей зрения, не менее 10 клеток в одном поле зрения).
Полученные результаты подтверждают возможность использования заявленного соединения в качестве аллостерического ФШ, восстанавливающего функцию GCase. По этим исследованиям можно сделать вывод об эффективности действия данного соединения у пациентов с БГ, а также у пациентов с БП, ассоциированной с мутациями в гене глюкоцереброзидазы (GBA) для восстановления функции глюкоцереброзидазы, исключая побочного взаимодействия с другими ферментами лизосом
Работа частично выполнена в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Список используемой литературы
1. Ferreira C.R., Gahl W.A. Lysosomal storage diseases // Transl. Sci. Rare Dis. 2017. Vol. 2, №1-2. P. 1.
2. Sidransky E., Lopez G. The link between the GBA gene and parkinsonism // Lancet. Neurol. 2012. Vol. 11, №11. P. 986.
3. Do J. et al. Glucocerebrosidase and its relevance to Parkinson disease // Mol. Neurodegener. 2019. Vol. 14, №1.
4. Aflaki E. et al. A characterization of Gaucher iPS-derived astrocytes: Potential implications for Parkinson's disease //Neurobiol. Dis. 2020. Vol. 134, №October 2019. P. 104647.
5. Tran M.L. et al. Second-Generation Pharmacological Chaperones: Beyond Inhibitors // Mol. 2020, Vol.25, Page 3145. Multidisciplinary Digital. 2020. Vol. 25, №14. P. 3145.
6. Патент WO2012078855. Substituted pyrazolopyrimidines as glucocerebrosidase activators.
7. Patnaik S. et al. Discovery, SAR, and Biological evaluation of Non-Inhibitory Small Molecule Chaperones of Glucocerebrosidase // J. Med. Chem. 2012. Vol. 55, №12. P. 5734.
8. Патент US10751341. Substituted pyrrolo[1,2-a]pyrimidines and their use in the treatment of medical disorders.
9. Патент US9802942. Substituted 4-methyl-pyrrolo[1,2-a]pyrimidine-8-carboxamide compounds and uses thereof for modulating glucocerebrosidase activity.
10. Патент US9464035. Salicylic acid derivatives useful as glucocerebrosidase activators.
11. Aflaki E. et al. A New Glucocerebrosidase Chaperone Reduces a-Synuclein and Glycolipid Levels in iPSC-Derived Dopaminergic Neurons from Patients with Gaucher Disease and Parkinsonism // J. Neurosci. 2016. Vol. 36, №28. P. 7441-7452.
12. Dyabina A.S. et al. Prediction of blood-brain barrier permeability of organic compounds // Dokl. Biochem. Biophys. 2016. Vol. 470, №1. P. 371-374.
13. Николаев M.A. и соавт. Макрофаги периферической крови человека как модель изучения дисфункции глюкоцереброзидазы // Цитология. 2018. Vol. 12, №60. Р. 1022-1028.
14. Stauffer W., Sheng Н., Lim H.N. EzColocalization: An ImageJ plugin for visualizing and measuring colocalization in cells and organisms // Sci. Reports 2018. Vol. 8, №1. P. 1-13.

Claims (2)

  1. Аллостерический фармакологический шаперон, восстанавливающий функцию глюкоцереброзидазы, из класса N,O-дизамещённых производных сацилилоил гидразина, общей формулы:
RU2023123457A 2023-09-08 Аллостерический фармакологический шаперон, восстанавливающий функцию глюкоцереброзидазы RU2809824C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2809824C1 true RU2809824C1 (ru) 2023-12-19

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9464035B2 (en) * 2012-03-28 2016-10-11 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Salicylic acid derivatives useful as glucocerebrosidase activators
RU2603637C2 (ru) * 2010-12-08 2016-11-27 Дзе Юнайтед Стейтс Оф Америка, Эз Репрезентед Бай Дзе Секретэри, Департмент Оф Хелс Энд Хьюмэн Сервисис Замещённые пиразолопиримидины как активаторы глюкоцереброзидазы
US9802942B2 (en) * 2015-07-01 2017-10-31 Northwestern University Substituted 4-methyl-pyrrolo[1,2-A]pyrimidine-8-carboxamide compounds and uses thereof for modulating glucocerebrosidase activity
US10751341B2 (en) * 2014-11-06 2020-08-25 Lysosomal Therapeutics Inc. Substituted pyrrolo[1,2-a]pyrimidines and their use in the treatment of medical disorders

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603637C2 (ru) * 2010-12-08 2016-11-27 Дзе Юнайтед Стейтс Оф Америка, Эз Репрезентед Бай Дзе Секретэри, Департмент Оф Хелс Энд Хьюмэн Сервисис Замещённые пиразолопиримидины как активаторы глюкоцереброзидазы
US9464035B2 (en) * 2012-03-28 2016-10-11 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Salicylic acid derivatives useful as glucocerebrosidase activators
US10751341B2 (en) * 2014-11-06 2020-08-25 Lysosomal Therapeutics Inc. Substituted pyrrolo[1,2-a]pyrimidines and their use in the treatment of medical disorders
US9802942B2 (en) * 2015-07-01 2017-10-31 Northwestern University Substituted 4-methyl-pyrrolo[1,2-A]pyrimidine-8-carboxamide compounds and uses thereof for modulating glucocerebrosidase activity

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AFLAKI E. ET AL. A new glucocerebrosidase chaperone reduces α-synuclein and glycolipid levels in iPSC-derived dopaminergic neurons from patients with Gaucher disease and parkinsonism. Journal of Neuroscience, 2016, vol. 36, no. 28, pp. 7441-7452. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220160690A1 (en) Methods for Treatment of Fabry Disease
CN106822153B (zh) 用于抑制肌萎缩的方法
JP6959650B2 (ja) アルデヒドコンジュゲートおよびその使用
Garcia et al. A role for thrombospondin-1 deficits in astrocyte-mediated spine and synaptic pathology in Down's syndrome
JP6410878B2 (ja) アシル補酵素a:リゾカルジオリピン・アシル基転移酵素1(alcat1)の調節物質およびその使用方法
US20080248513A1 (en) Methods for detection of lysosomal storage disease
US20090068634A1 (en) Substrates and internal standards for mass spectrometry detection
MX2007015602A (es) Tratamiento de trastornos del sistema nervioso central asociados con mutaciones en genes que codifican las enzimas lisosomicas.
Zhong et al. Loss of CLN3, the gene mutated in juvenile neuronal ceroid lipofuscinosis, leads to metabolic impairment and autophagy induction in retinal pigment epithelium
MX2010009875A (es) Ensayos para diagnosticar y evaluar opciones de tratamiento para enfermedad de pompe.
Karkucinska-Wieckowska et al. Increased reactive oxygen species (ROS) production and low catalase level in fibroblasts of a girl with MEGDEL association (Leigh syndrome, deafness, 3-methylglutaconic aciduria)
JP2015514966A5 (ru)
JP2024037770A (ja) Sarm1阻害剤
JP2019088294A (ja) ライソゾーム病の検査に関する化合物および方法
RU2809824C1 (ru) Аллостерический фармакологический шаперон, восстанавливающий функцию глюкоцереброзидазы
Martins et al. Atypical juvenile presentation of GM2 gangliosidosis AB in a patient compound-heterozygote for c. 259G> T and c. 164C> T mutations in the GM2A gene
US9575064B2 (en) Methods relating to testing for lysosomal storage disorders
US20220288071A1 (en) A small molecule therapeutic for parkinson&#39;s disease paired with a biomarker of therapeutic activity
EP2647386B1 (en) Lissencephaly therapeutic agent
EP3845229A1 (en) Isoquinoline derivatives for use in treating glut1 deficiency syndrome
KR20220118484A (ko) Oga 억제제 화합물
Feitosa et al. Post‐ovulatory aging is associated with altered patterns for small ubiquitin‐like modifier (SUMO) proteins and SUMO‐specific proteases
US20180209989A1 (en) Methods for assaying palmitoyl protein thioesterase 1 and tripeptidyl peptidase activity in dried blood spots for detection of neuronal ceroid lipofuscinoses in newborns
EP2064545B1 (en) Method for identifying compounds that act as insulin-sensitizers
Kelly Lysosomal storage disease phenotypes in induced pluripotent stem cell models of Huntington’s disease