Изучение цитопротекторной активности инновационных пептидов, имитирующих пространственную структуру α-спирали B эритропоэтина, с использованием тканеспецифичного нокаута гена POLG в эндотелии для оптимизации персонализированной терапии заболеваний
Резюме проекта, полученные результаты:
Загрузить
Номер Соглашения Электронного бюджета: 075-15-2019-1709
Внутренний номер соглашения 05.605.21.0191
Тема: «Изучение цитопротекторной активности инновационных пептидов, имитирующих пространственную структуру α-спирали B эритропоэтина, с использованием тканеспецифичного нокаута гена POLG в эндотелии для оптимизации персонализированной терапии заболеваний сердечно-сосудистой системы в биомедицине и ветеринарии»
Приоритет Стратегии:
переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных)
Направление исследований:
Разработка технологий персонализации терапии заболеваний инфекционной и аутоиммунной природы, психических расстройств и болезней сердечно-сосудистой системы на основе генотипирования.
Период выполнения: 19.11.2019 - 30.09.2020
Плановое финансирование проекта: 37.50 млн. руб.
Бюджетные средства 30.00 млн. руб.,
Внебюджетные средства 7.50 млн. руб.
Получатель: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет"
Индустриальный партнер: Общество с ограниченной ответственностью "БЕЛФАРМАМЕД"
Ключевые слова: Негематопоэтические пептидные производные эритропоэтина, цибенитид, сердечно-сосудистые заболевания, атеросклероз, митохондриальная дисфункция, трансгенные животные, мыши с эндотелиоспецифичным нокаутом гена полимераза-гамма
Цель проекта: Комплексное in vitro и in vivo изучение инновационных пептидных атеропротекторов на основе эритропоэтина с использованием мышиной модели эндотелиоспецифичной митохондриальной дисфункции для совершенствования методов коррекции и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний в медицине и ветеринарии и переходу к персонализированной терапии атеросклероза.
Основные результаты проекта
Краткое описание выполненных работ:
- Выполнен Обзор и анализ современной научно- технической, нормативной, методической литературы.
- Проведены патентные исследования.
- Изучена стабильность инновационных пептидов, имитирующих а-спираль B-эритропоэтина.
- Проведен первичный скрининг цитопротекторной активности инновационных пептидов, имитирующих а-спираль B эритропоэтина in vitro.
- Проведен первичный скрининг эндотелиопротективной активности инновационных пептидов.
- Выполнен первичный скрининг антиагрегантной активности инновационных пептидов, имитирующих а- спираль B эритропоэтина in vitro.
- Выполнен первичный скрининг антиагрегантной активности инновационных пептидов, имитирующих а-спираль B эритропоэтина in vivo
В результате выполнения работ составлен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках настоящего ПНИ, в том числе обзор научных информационных источников научно-информационных источников за период 2013 – 2019 гг.
Патентные исследования выполнены в соответствии с ГОСТ 15.011-96. определи технический уровень соединений имитирующих пространственную структуру α-спирали B эритропоэтина, применяемых для лечения и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. На основании проведённого поиска по патентным и научно-техническим источникам представляется целесообразным в качестве выбора направлений исследований настоящей ПНИЭР продолжить разработку инновационных пептидов, имитирующих пространственную структуру α-спирали B эритропоэтина, с использованием тканеспецифичного нокаута гена POLG в эндотелии для оптимизации персонализированной терапии заболеваний сердечно-сосудистой системы в биомедицине и ветеринарии.
Изучена стабильность опытных образцов изучаемых инновационных пептидов, оценена их устойчивость при разных условиях хранения (метод ускоренного старения, повышенная влажность, фотоустойчивость). Установлено что изучаемые инновационные пептиды обладают характеристиками, необходимыми для дальнейшего доклинического изучения. В процессе проведения экспериментальных работ были установлены основные физико-химические свойства, подтвержден состав и пептидная последовательность. Определён характерный профиль примесей, а также продукты деградации при воздействии различных стресс-факторов (метод ускоренного старения, повышенная влажность, фотоустойчивость). Сформированная спецификация на последующих этапах работ выступит основой для составления стандарта качества активной фармацевтической субстанции и её лекарственной формы. Результаты стабильность объектов исследования и их растворов будут использованы при проведении фармацевтической разработки
Проведен первичный скрининг цитопротекторной активности инновационных пептидов, имитирующих а-спираль B эритропоэтина in vitro с оценкой выживаемости культуры эндотелиоцитов человека в условиях оксидативного стресса в присутствии изучаемых пептидов.
При скрининговом исследовании эндотелиопротективной активности показано, что базовое соединение с лабораторным шифром P-aB имеющее аминокислотную последовательность QEQLERALNSS в дозе 25 мг/кг статистически значимо снижает коэффициент эндотелиальной дисфункции тем самым нормализуя сосудистые реакции на ацетилхолин и нитропруссид. Однако, несмотря на статистически значимое, в сравнении с L-NAME, снижение КЭД в данной экспериментальной группе коэффициент эндотелиальной дисфункции был статистически значимо выше чем в группе интактных животных. Добавление трипептидных мотивов RGD, KGD и PGP приводит к увеличению эндотелилопротективной активности исследуемых инновационных пептидов. Присоединение мотивов RGD и KGD у N-конца базовой молекулы привело к максимально выраженному снижению коэффициента эндотелиальной дисфункции. В группе животных, получавших P-aB1 КЭД составил 1,7±0,1, а в группе животных получавших P-aB3 – 2,0±0,2, что максимально приближено и статистически значимо не отличается от КЭД в группе интактных животных.
Дополнительно у самок крыс Wistar проведено исследование NO-продуцирующей функции эндотелия. Максимальное увеличение содержания нитрит-ионов (NOx) до уровня физиологической нормы в плазме крови у животных с ADMA-подобной преэклампсией (p<0,05) происходило по влиянием P-αB1, P-αB3 и P-αB4 и составило соответственно 1,83 ± 0,02 мкмоль/дЛ, 1,71 ± 0,04 мкмоль/дЛ и 1,80 ± 0,03 мкмоль/дЛ.
Выполнен первичный скрининг антиагрегантной активности инновационных пептидов, in vivo и in vitro, определены наиболее активные соединения, обладающие антиагрегантной активностью. Проведенное исследование показало, что базовый пептид P-αB, имеющий аминокислотную последовательность QEQLERALNSS, in vitro обладает выраженными протромботическими свойствами, а добавление трипептидных мотивов RGD и KGD приводит к снижению протромботической активности. Присоединение мотивов RGD и KGD у N-конца базовой молекулы привело к появлению у соединений P-αB1, P-αB3 выраженных антиагрегантных свойств.
Полученные результаты обладают научно новизной и выполнено на уровне аналогичных исследований, проводимых в мире. В рамках настоящего впервые проведено исследование цитопротекторной, эндотелиопротективной и антиагрегантной активности инновационных пептидов.
Назначение и область применения результатов проекта
Области применения: медицина, ветеринария, фармакология, кардиология, внутренние болезни, акушерство и гинекология. Основным способом использования ожидаемых результатов является организация производства оригинального лекарственного средства на фармацевтическом предприятии, входящем в состав регионального биофармацевтического кластера Белгородской области.
