EA031308B1 - Sdf-1 delivery for treating ischemic tissue - Google Patents
Sdf-1 delivery for treating ischemic tissue Download PDFInfo
- Publication number
- EA031308B1 EA031308B1 EA201591737A EA201591737A EA031308B1 EA 031308 B1 EA031308 B1 EA 031308B1 EA 201591737 A EA201591737 A EA 201591737A EA 201591737 A EA201591737 A EA 201591737A EA 031308 B1 EA031308 B1 EA 031308B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- sdf
- ischemic
- injection
- plasmid
- heart
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/52—Cytokines; Lymphokines; Interferons
- C07K14/521—Chemokines
- C07K14/522—Alpha-chemokines, e.g. NAP-2, ENA-78, GRO-alpha/MGSA/NAP-3, GRO-beta/MIP-2alpha, GRO-gamma/MIP-2beta, IP-10, GCP-2, MIG, PBSF, PF-4, KC
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K48/00—Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
- A61K48/005—Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy characterised by an aspect of the 'active' part of the composition delivered, i.e. the nucleic acid delivered
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P9/00—Drugs for disorders of the cardiovascular system
- A61P9/10—Drugs for disorders of the cardiovascular system for treating ischaemic or atherosclerotic diseases, e.g. antianginal drugs, coronary vasodilators, drugs for myocardial infarction, retinopathy, cerebrovascula insufficiency, renal arteriosclerosis
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Dermatology (AREA)
Abstract
Description
Область изобретения
Данная заявка относится к способам доставки SDF-1 и композициям для лечения кардиомиопатии, а также применению способов доставки SDF-1 и композиций для лечения ишемической кардиомиопатии. Данная заявка дополнительно относится к способам доставки SDF-1 и композициям для лечения критической ишемии конечностей.
Предпосылки создания изобретения
Ишемия является состоянием, при котором ток крови полностью затруднен или значительно снижен в отдельных частях тела, что приводит к недостатку кислорода, уменьшению поступления веществ и накоплению метаболитов. Хотя степень ишемии зависит от остроты непроходимости сосуда, ее длительности, чувствительности к ней ткани и степени развития коллатеральных сосудов, в ишемизированных органах и тканях обычно возникают дисфункции, в то время как продолжительная ишемия приводит к атрофии, денатурации, апоптозу и некрозу пораженных тканей.
При ишемических кардиомиопатиях, которые являются заболеваниями, поражающими коронарные артерии и вызывающими ишемию миокарда, степень ишемического повреждения клеток миокарда обуславливается переходом от обратимого повреждения клеток к необратимому повреждению клеток по мере увеличения продолжительности непроходимости коронарной артерии.
Критическая ишемия конечностей (КИК) представляет собой самую позднюю стадию болезни периферических сосудов (БПС) нижних конечностей атеросклеротической природы и связана с высокой заболеваемостью и смертностью как от сердечно-сосудистых заболеваний, так и от большой ампутации.
Установленная частота КИК в США составляет от 125000 до 250000 пациентов в год, причем предполагается, что она увеличивается по мере старения пациентов. Распространенность БПС резко увеличивается с возрастом, данная болезнь поражает приблизительно 20% американцев в возрасте 65 лет и старше. Текущий стандарт оказания помощи лицам с КИК включает реваскуляризацию нижних конечностей либо посредством открытых и эндоваскулярных хирургических вмешательств на периферических сосудах, либо посредством ампутации конечности (если реваскуляризация не увенчалась успехом или невозможна). Однолетняя смертность пациентов с КИК составляет 25% и может достигать 45% среди лиц, прошедших ампутацию. Несмотря на передовые методики васкулярных и хирургических вмешательств, значительная часть пациентов с КИК не подлежит реваскуляризации. Среди этих пациентов лишь от 20% до 30% пациентов с КИК проходят лечение, для 30% потребуется большая ампутация, а 23% погибнет в течение 3 месяцев.
Активно исследуются стратегии генотерапии для открывания закрытых сосудов или стимуляции ангиогенеза. В клиническом исследовании с участием 6 пациентов с КИК, которым была показана большая ампутация, оценивался прием пациентами NV1FGF, невирусной генотерапевтической последовательности, экспрессирующей фактор роста фибробластов 1 (FGF1), в течение 3-5 дней до ампутации. NV1FGF вводили внутримышечно в 8 местах в дозах от 0,4 до 4 мг. В данном клиническом исследовании было задокументировано, что в пределах 3 см от места введения всех доз наблюдалась экспрессия трансгенного FGF1, и что плазмиды, попавшие в кровеносный сосуд, были быстро расщеплены. На фазе II двойного слепого плацебо-контролируемого многоцентрового клинического исследования, проведенного в США (TALISMAN202), был оценен прием 71 пациентом с КИК плацебо или NV1FGF в рамках 1 из 5 схем лечения в дозе от 2 до 16 мг, вводимого путем 8 внутримышечных инъекций в пораженную ногу. Данное клиническое исследование показало, что внутримышечное введение в дозе до 16 мг NV1FGF было безопасным и переносилось хорошо. Первичной конечной точкой было чрескожное парциальное давление кислорода, которое повысилось в сравнении с исходными значениями в группах лечения NV1FGF и плацебо, однако в группе лечения NV1FGF улучшилось заживление язв. Аналогичным образом, в рамках двойного слепого рандомизированного плацебо-контролируемого исследования с участием 125 пациентов Nikol et al. показали, что введение NV1FGF достоверно снизило (двукратно) риск всех ампутаций, в том числе больших ампутаций конечностей, кроме того, наблюдалась тенденция к снижению риска смерти. Полученные клинические исследования показали, что окно безопасности при лечении свободной плазмидной ДНК аналогично таковому в предложенном заявителями клиническом исследовании.
Изложение сущности изобретения
Данная заявка относится к способу лечения кардиомиопатии у пациента. Кардиомиопатия может представлять собой, например, кардиомиопатии, связанные с эмболией легких, венозным тромбозом, инфарктом миокарда, транзиторной ишемической атакой, болезнью периферических сосудов, атеросклерозом и/или другим поражением миокарда или болезнью сосудов. Способ включает непосредственное введение или местную экспрессию в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке миокардиальной ткани пациента количества SDF-1, эффективного для получения функционального улучшения по меньшей мере одного из следующих параметров: объема левого желудочка, площади ле
- 1 031308 вого желудочка, размера левого желудочка, функции сердца, результата испытания с шестиминутной ходьбой (6MWT) или оценки по функциональной классификации Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA).
В аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани, эффективно для получения функционального улучшения по меньшей мере одного из следующих параметров: конечно-систолического объема левого желудочка, фракции выброса левого желудочка, индекса нарушения локальной сократимости миокарда, конечно-диастолической длины левого желудочка, конечно-систолической длины левого желудочка, конечно-диастолической площади левого желудочка, конечно-систолической площади левого желудочка, конечно-диастолического объема левого желудочка, результата испытания с шестиминутной ходьбой (6MWT) или оценки по функциональной классификации Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA). В другом аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка. В дополнительном аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, эффективно для улучшения фракции выброса левого желудочка.
В некоторых аспектах настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%. В других аспектах настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 15%. В еще одних дополнительных аспектах настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, эффективно для улучшения конечносистолического объема левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%, улучшения фракции выброса левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%, улучшения индекса нарушения локальной сократимости миокарда по меньшей мере приблизительно на 5%, улучшения расстояния при испытании с шестиминутной ходьбой по меньшей мере на 30 м и улучшения класса NYHA по меньшей мере на 1 класс. В дополнительном аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, эффективно для улучшения фракции выброса левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%.
В другом аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, по существу, эффективно для улучшения васкулогенеза в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке по меньшей мере приблизительно на 20%, определенных по плотности сосудов или измеренных путем визуализации перфузии миокарда (например, при помощи однофотонной эмиссионной компьютерной томографии или позитронно-эмиссионной томографии), при улучшении суммарного покоя-счета, суммарного счета-стресса и/или суммарной разницы счета по меньшей мере приблизительно на 10%. SDF-1 может быть введен путем инъекции раствора, содержащего плазмиду, экспрессирующую SDF-1, в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок и экспрессии SDF-1 в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке. SDF-1 может экспрессироваться в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке в количестве, эффективном для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка.
В аспекте настоящей заявки плазмидный SDF-1 может вводиться в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок путем неоднократных инъекций раствора, причем при каждой инъекции вводится раствор, содержащий от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл плазмидного SDF-1. В одном примере плазмидный SDF-1 может вводиться в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок в ходе по меньшей мере приблизительно 10 инъекций. Каждая инъекция, проводимая в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, может иметь объем по меньшей мере около 0,2 мл. SDF-1 может экспрессироваться в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке в течение более чем трех дней.
В примере заявки каждая инъекция раствора, содержащего плазмиды, экспрессирующие SDF-1, может проводиться в объеме по меньшей мере приблизительно 0,2 мл и при концентрации плазмидного SDF-1 от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл на инъекцию. В другом аспекте настоящей заявки по меньшей мере один функциональный параметр работы сердца может быть улучшен путем инъекционного введения плазмидного SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок сердца при объеме инъекции на одно месте введения, составляющем по меньшей мере приблизительно 0,2 мл, по меньшей мере приблизительно в 10 мест для инъекций при концентрации плазмидного SDF-1 от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл на инъекцию.
В дополнительном примере количество плазмидного SDF-1, введенного в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, которое может улучшить по меньшей мере один из функциональных параметров работы сердца, составляет более чем приблизительно 4 мг. Объем раствора плазмидного SDF-1, введенного в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, который может улучшить по меньшей мере один из функциональных параметров работы сердца, составляет по
- 2 031308 меньшей мере приблизительно 10 мл.
В другом аспекте настоящей заявки существо, которому вводят SDF-1, может быть млекопитающим, таким как человек или свинья. Плазмидный SDF-1 может быть введен пациенту при помощи катетеризации, такой как внутрикоронарная катетеризация или внутрижелудочковая катетеризация. Ткань миокарда пациента может быть визуализирована для определения площади ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка перед введением плазмидного SDF-1, и плазмидный SDF-1 может быть введен в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, определенный в ходе визуализации. Визуализация может включать по меньшей мере одно исследование из эхокардиографии, магнитно-резонансной томографии, ангиографии коронарных артерий, электроанатомического картирования или рентгеноскопии.
Заявка также относится к способу лечения инфаркта миокарда у крупного млекопитающего путем введения плазмидного SDF-1 в периинфарктный участок миокарда млекопитающего при помощи катетеризации, такой как внутрикоронарная катетеризация или внутрижелудочковая катетеризация. Введенный при помощи катетеризации SDF-1 может экспрессироваться периинфарктным участком в количестве, эффективном для получения функционального улучшения по меньшей мере одного из следующих параметров: объема левого желудочка, площади левого желудочка, размера левого желудочка, функции сердца, результата испытания с шестиминутной ходьбой (6MWT) или оценки по функциональной классификации Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA).
В аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в периинфарктный участок, эффективно для получения функционального улучшения по меньшей мере одного из показателей: конечносистолического объема левого желудочка, фракции выброса левого желудочка, индекса нарушения локальной сократимости миокарда, конечно-диастолической длины левого желудочка, конечносистолической длины левого желудочка, конечно-диастолической площади левого желудочка, конечносистолической площади левого желудочка, конечно-систолического объема левого желудочка, результата испытания с шестиминутной ходьбой (6MWT) или оценки по функциональной классификации НьюЙоркской кардиологической ассоциации (NYHA).
В другом аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в периинфарктный участок, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка. В дополнительном аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, эффективно для улучшения фракции выброса левого желудочка.
В некоторых аспектах настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в периинфарктный участок, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%. В других аспектах настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в периинфарктный участок, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 15%. В дополнительных аспектах настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в периинфарктный участок, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%, улучшения фракции выброса левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%, улучшения индекса нарушения локальной сократимости миокарда приблизительно на 5%, улучшения расстояния при испытании с шестиминутной ходьбой по меньшей мере на 30 м или улучшения класса NYHA по меньшей мере на 1 класс. В дополнительном аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, эффективно для улучшения фракции выброса левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%.
В другом аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в периинфарктный участок, по существу, эффективно для улучшения васкулогенеза в периинфарктном участке по меньшей мере приблизительно на 20%, определенных по плотности сосудов.
В аспекте настоящей заявки плазмидный SDF-1 может вводиться в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок путем неоднократных инъекций раствора, причем при каждой инъекции вводится раствор, содержащий от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл плазмидного SDF-1. В одном примере плазмидный SDF-1 может вводиться в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок в ходе по меньшей мере приблизительно 10 инъекций. Каждая инъекция, проводимая в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, может иметь объем по меньшей мере около 0,2 мл. SDF-1 может экспрессироваться в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке в течение более чем трех дней.
В примере заявки каждая инъекция раствора, содержащего плазмиды, экспрессирующие SDF-1, может проводиться в объеме по меньшей мере приблизительно 0,2 мл и при концентрации плазмидного SDF-1 от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл на инъекцию. В другом аспекте настоящей заявки по меньшей мере один функциональный параметр работы сердца может быть улучшен путем инъекционного введения плазмидного SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок сердца при объеме инъекции на одно место введения, составляющем по меньшей мере приблизительно 0,2 мл, по меньшей мере приблизительно в 10 мест для инъекций при концентрации плазмидного SDF-1 от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл на инъекцию.
- 3 031308
В дополнительном примере количество плазмидного SDF-1, введенного в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, которое может улучшить по меньшей мере один из функциональных параметров работы сердца, составляет более чем приблизительно 4 мг. Объем раствора плазмидного SDF-1, введенного в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, который может улучшить по меньшей мере один из функциональных параметров работы сердца, составляет по меньшей мере приблизительно 10 мл.
Заявка дополнительно относится к способу улучшения конечно-систолического объема левого желудочка у крупного млекопитающего после инфаркта миокарда. Способ включает введение плазмидного SDF-1 в периинфарктный участок путем внутрижелудочковой катетеризации. SDF-1 может экспрессироваться в периинфарктном участке в количестве, эффективном для получения функционального улучшения конечно-систолического объема левого желудочка.
В некоторых аспектах настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в периинфарктный участок, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%. В других аспектах настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в периинфарктный участок, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 15%. В дополнительных аспектах настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в периинфарктный участок, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%, улучшения фракции выброса левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%, улучшения индекса нарушения локальной сократимости миокарда приблизительно на 5%, улучшения расстояния при испытании с шестиминутной ходьбой по меньшей мере на 30 м или улучшения класса NYHA по меньшей мере на 1 класс.
В аспекте настоящей заявки плазмидный SDF-1 может вводиться в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок путем неоднократных инъекций раствора, причем при каждой инъекции вводится раствор, содержащий от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл плазмидного SDF-1. В одном примере плазмидный SDF-1 может вводиться в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок в ходе по меньшей мере приблизительно 10 инъекций. Каждая инъекция, проводимая в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, может иметь объем по меньшей мере около 0,2 мл. SDF-1 может экспрессироваться в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке в течение более чем трех дней.
В примере заявки каждая инъекция раствора, содержащего плазмиды, экспрессирующие SDF-1, может иметь объем по меньшей мере около 0,2 мл, а концентрация плазмидного SDF-1 составляет от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл на инъекцию. В другом аспекте настоящей заявки конечносистолический объем левого желудочка сердца может быть улучшен по меньшей мере приблизительно на 10% путем инъекционного введения плазмидного SDF-1 в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок сердца при объеме инъекции в одно место введения, составляющем по меньшей мере приблизительно 0,2 мл, по меньшей мере приблизительно в 10 мест для инъекций и при концентрации плазмидного SDF-1 от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл на инъекцию.
В дополнительном примере количество плазмидного SDF-1, введенного в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок и эффективного для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка, составляет более чем приблизительно 4 мг. Объем раствора плазмидного SDF-1, введенного в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок и эффективного для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка сердца, составляет по меньшей мере приблизительно 10 мл.
Данная заявка дополнительно относится к способу лечения критической ишемии конечностей у пациента. Способ включает введение ACRX-100 (также известного как JVS-100), являющегося стерильным биологическим продуктом (состоящим из плазмиды, содержащей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6, свободной плазмидной ДНК, кодирующей кДНК SDF-1 человека и 5%-ный раствор декстрозы), путем непосредственного введения в ишемизированную конечность. Предпочтительно, чтобы инъекции производили непосредственно в мышечную ткань, например, верхней части ноги (четырехглавую мышцу бедра) и/или нижней части ноги (предпочтительно икроножную мышцу), используя множество мест введения. Последовательность данной плазмиды представлена ниже.
Последовательность плазмиды, использованной в продукте ACRX-100 (также известном как JVS100)
- 4 031308
AGATCTCCTAGGGAGTCCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCCCGCCTGGCTGACCGCCCAAC GACСССCGССCATTGACGTCAATAATGACGTATGTTССCATAGTAACGСCAATAGGGACTTTC CATTGACGTCAATGGGTGGAGTATTTACGGTAAACTGCCCACTTGGCAGTACATCAAGTGTAT CATATGCCAAGTACGCCCCCTATTGACGTCAATGACGGTAAATGGCCCGCCTGGCATTATGCC CAGTACATGACCTTATGGGACTTTCCTACTTGGCAGTACATCTACGTATTAGTCATCGCTATT ACCATGGTGATGCGGTTTTGGCAGTACATCAATGGGCGTGGATAGCGGTTTGACTCACGGGGA TTTCCAAGTCTCCACCCCATTGACGTCAATGGGAGTTTGTTTTGGCACCAAAATCAACGGGAC TTTCCAAAATGTCGTAACAACTCCGCCCCATTGACGCAAATGGGCGGTAGGCGTGTACGGTGG GAGGTCTATATAAGCAGAGCTCGTTTAGTGAACCGTCAGATCGCCTGGAGACGCCATCCACGC TGTTTTGACCTCCATAGAAGACACCGGGACCGATCCAGCCTCCGCGGCCGGGAACGGTGCATT GGAACGCGGATTCCCCGTGCCAAGAGTGACGTAAGTACCGCCTATAGAGTCTATAGGCCCACC CCCTTGGCTTCTTATGCATGCTATACTGTTTTTGGCTTGGGGTCTATACACCCCCGCTTCCTC ATGTTATAGGTGATGGTATAGCTTAGCCTATAGGTGTGGGTTATTGACCATTATTGACCACTC CCCTATTGGTGACGATACTTTCCATTACTAATCCATAACATGGCTCTTTGCCACAACTCTCTT TATTGGCTATATGCCAATACACTGTCCTTCAGAGACTGACACGGACTCTGTATTTTTACAGGA TGGGGTCTCATTTATTATTTACAAATTCACATATACAACACCACCGTCCCCAGTGCCCGCAGT TTTTATTAAACATAACGTGGGATCTCCACGCGAATCTCGGGTACGTGTTCCGGACATGGGCTC TTCTCCGGTAGCGGCGGAGCTTCTACATCCGAGCCCTGCTCCCATGCCTCCAGCGACTCATGG TCGCTCGGCAGCTCCTTGCTCCTAACAGTGGAGGCCAGACTTAGGCACAGCACGATGCCCACC ACCACCAGTGTGCCGCACAAGGCCGTGGCGGTAGGGTATGTGTCTGAAAATGAGCTCGGGGAG CGGGCTTGCACCGCTGACGCATTTGGAAGACTTAAGGCAGCGGCAGAAGAAGATGCAGGCAGC TGAGTTGTTGTGTTCTGATAAGAGTCAGAGGTAACTCCCGTTGCGGTGCTGTTAACGGTGGAG GGCAGTGTAGTCTGAGCAGTACTCGTTGCTGCCGCGCGCGCCACCAGACATAATAGCTGACAG ACTAACAGACTGTTCCTTTCCATGGGTCTTTTCTGCAGTCACCGTCCTTGCCATCGGTGACCA CTAGTGGCTCGCATCTCTCCTTCACGCGCCCGCCGCCCTACCTGAGGCCGCCATCCACGCCGG TTGAGTCGCGTTCTGCCGCCTCCCGCCTGTGGTGCCTCCTGAACTGCGTCCGCCGTCTAGGTA agtttaaagctcaggtcgagaccgggcctttgtccggcgctcccttggagcctacctagactc AGCCGGCTCTCCACGCTTTGCCTGACCCTGCTTGCTCAACTCTACGTCTTTGTTTCGTTTTCT GTTCTGCGCCGTTACAGATCGGTACCAAGCTTGCCACCACCATGAACGCCAAGGTCGTGGTCG TGCTGGTCCTCGTGCTGACCGCGCTCTGCCTCAGCGACGGGAAGCCCGTCAGCCTGAGCTACA GATGCCCATGCCGATTCTTCGAAAGCCATGTTGCCAGAGCCAACGTCAAGCATCTCAAAATTC T СAACACСССAAAC TGTGCCCTT CAGAT TGTAGCCCGGCT GAAGAACAACAACAGACAAGT GT GCATTGACCCGAAGCTAAAGTGGATTCAGGAGTACCTGGAGAAAGCCTTAAACAAGTAATCTA GAGGGCCCTATTCTATAGTGTCACCTAAATGCTAGAGCTCGCTGATCAGCCTCGACTGTGCCT TCTAGTTGCCAGCCATCTGTTGTTTGCCCCTCCCCCGTGCCTTCCTTGACCCTGGAAGGTGCC ACTCCCACTGTCCTTTCCTAATAAAATGAGGAAATTGCATCGCATTGTCTGAGTAGGTGTCAT TCTATTCTGGGGGGTGGGGTGGGGCAGGACAGCAAGGGGGAGGATTGGGAAGACAATAGCAGG CATGCTGGGGATGCGGTGGGCTCTATGGCTTCTGAGGCGGAAAGAACCAGGGCCGCGGTGGCC ATCATGACCAAAATСССTTAACGTGAGTTTTCGTTССACTGAGCGTCAGACССCGTAGAAAAG ATCAAAGGATCTTCTTGAGATCCTTTTTTTCTGCGCGTAATCTGCTGCTTGCAAACAAAAAAA CCACCGCTACCAGCGGTGGTTTGTTTGCCGGATCAAGAGCTACCAACTCTTTTTCCGAAGGTA ACTGGCTTCAGCAGAGCGCAGATACCAAATACTGTTCTTCTAGTGTAGCCGTAGTTAGGCCAC CACTTCAAGAACTCTGTAGCACCGCCTACATACCTCGCTCTGCTAATCCTGTTACCAGTGGCT GCTGCCAGTGGCGATAAGTCGTGTCTTACCGGGTTGGACTCAAGACGATAGTTACCGGATAAG GCGCAGCGGTCGGGCTGAACGGGGGGTTCGTGCACACAGCCCAGCTTGGAGCGAACGACCTAC ACCGAACTGAGATACCTACAGCGTGAGCTATGAGAAAGCGCCACGCTTCCCGAAGGGAGAAAG GCGGACAGGTATCCGGTAAGCGGCAGGGTCGGAACAGGAGAGCGCACGAGGGAGCTTCCAGGG GGAAACGCCTGGTATCTTTATAGTCCTGTCGGGTTTCGCCACCTCTGACTTGAGCGTCGATTT TTGTGATGCTCGTCAGGGGGGCGGAGCCTATGGAAAAACGCCAGCAACGCGGCCTTTTTACGG TTCCTGGCCTTTTGCTGGCCTTTTGCTCACATGAATTCAGAAGAACTCGTCAAGAAGGCGATA GAAGGCGATGCGCTGCGAATCGGGAGCGGCGATACCGTAAAGCACGAGGAAGCGGTCAGCCCA TTCGCCGCCAAGCTCTTCAGCAATATCACGGGTAGCCAACGCTATGTCCTGATAGCGGTCCGC CACACCCAGCCGGCCACAGTCGATGAATCCAGAAAAGCGGCCATTTTCCACCATGATATTCGG CAAGCAGGCATCGCCATGGGTCACGACGAGATCCTCGCCGTCGGGCATGCTCGCCTTGAGCCT GGCGAACAGTTCGGCTGGCGCGAGCCCCTGATGCTCTTCGTCCAGATCATCCTGATCGACAAG ACCGGCTTCCATCCGAGTACGTGCTCGCTCGATGCGATGTTTCGCTTGGTGGTCGAATGGGCA GGTAGCCGGATCAAGCGTATGCAGCCGCCGCATTGCATCAGCCATGATGGATACTTTCTCGGC AGGAGCAAGGTGAGATGACAGGAGATCCTGCCCCGGCACTTCGCCCAATAGCAGCCAGTCCCT TCCCGCTTCAGTGACAACGTCGAGCACAGCTGCGCAAGGAACGCCCGTCGTGGCCAGCCACGA TAGCCGCGCTGCCTCGTCTTGCAGTTCATTCAGGGCACCGGACAGGTCGGTCTTGACAAAAAG AACCGGGCGCCCCTGCGCTGACAGCCGGAACACGGCGGCATCAGAGCAGCCGATTGTCTGTTG TGCCCAGTCATAGCCGAATAGCCTCTCCACCCAAGCGGCCGGAGAACCTGCGTGCAATCCATC TTGTTCAATCATGCGAAACGATCCTCATCCTGTCTCTTGATC (SEQ ID N0:6)
- 5 031308
Краткое описание фигур
Изложенные выше и другие особенности заявки станут очевидны специалистам в области, к которой относится данное изобретение, при прочтении следующего описания со ссылками на прилагаемые фигуры.
На фиг. 1 представлена схема, изображающая экспрессию люциферазы при различных количествах и объеме кДНК в модели на свиньях.
На фиг. 2 представлена схема, изображающая процентное изменение конечно-систолического объема левого желудочка при различных количествах плазмидного SDF-1, определенное при помощи модели застойной сердечной недостаточности на свиньях спустя 30 дней после инъекции SDF-1.
На фиг. 3 представлена схема, изображающая процентное изменение фракции выброса левого желудочка при различных количествах плазмидного SDF-1, определенное при помощи модели застойной сердечной недостаточности на свиньях спустя 30 дней после инъекции SDF-1.
На фиг. 4 представлена схема, изображающая процентное изменение индекса нарушения локальной сократимости миокарда при различных количествах плазмидного SDF-1, определенное при помощи модели застойной сердечной недостаточности на свиньях спустя 30 дней после инъекции SDF-1.
На фиг. 5 представлена схема, изображающая процентное изменение конечно-систолического объема левого желудочка при различных количествах плазмидного SDF-1, определенное при помощи модели застойной сердечной недостаточности на свиньях спустя 90 дней после инъекции SDF-1.
На фиг. 6 представлена схема, изображающая процентное изменение плотности сосудов при различных количествах плазмидного SDF-1, определенное при помощи модели застойной сердечной недостаточности на свиньях спустя 30 дней после инъекции SDF-1.
На фиг. 7 представлено схематическое изображение плазмидного вектора SDF-1.
На фиг. 8 представлено изображение, на котором показана экспрессия плазмиды значительной частью сердца свиньи.
На фиг. 9 представлена схема, изображающая конечно-систолический объем левого желудочка в начальный момент времени и спустя 30 дней после первой инъекции. Во всех группах было показано аналогичное увеличение конечно-систолического объема левого желудочка спустя 30 дней. N=3 для всех точек на графике. Данные представлены как среднее значение±стандартная ошибка среднего (СОС).
На фиг. 10 представлена схема, изображающая фракцию выброса левого желудочка в начальный момент времени и спустя 30 дней после первой инъекции. Во всех группах наблюдалось отсутствие улучшения фракции выброса левого желудочка. N=3 для всех точек на графике. Данные представлены как среднее значение ±СОС.
На фиг. 11 представлено изображение экспрессии люциферазы в ишемизированной ноге крысы спустя 3 дня после инъекции (А) и схема периода действия вектора ACRX-100 при экспрессии в рамках модели ишемии задней конечности (ИЗК) на грызунах (В).
На фиг. 12 представлено изображение биолюминесценции в мышце задней конечности кролика спустя 3 дня после инъекции кДНК плазмиды ACL-01110L, содержащей ген люциферазы.
На фиг. 13 представлена схема параметров дозирования ACL-01110L при введении в заднюю конечность кролика.
На фиг. 14 представлен пример ангиограмм и оценки имешимизированной задней конечности кролика в начальный момент времени (А и С) и спустя 30 дней после инъекции ACRX-100 (В и D).
На фиг. 15 представлена схема процентного изменения ангиографической оценки спустя 30 и 60 дней после инъекции ACRX-100, которое было нормализовано для контроля по группам.
На фиг. 16 представлена схема биораспределения ACRX-100 после инъекции в сердечную мышцу.
На фиг. 17 представлена схема взаимосвязи между экспрессией SDF-1 и CXCR4 после ишемического поражения. CXCR4 является основным рецептором для белка SDF-1.
Подробное описание
Если не указано иное, все используемые в данном документе технические и научные термины имеют общепринятое значение, известное специалисту в области, к которой относится(-ятся) заявка(-и). Все патенты, заявки на патенты, опубликованные заявки и публикации, последовательности из базы данных Genbank, веб-сайты и другие опубликованные материалы, упоминаемые в течение всего раскрытия сути настоящего изобретения, если не указано иное, включены в данный документ во всей своей полноте посредством ссылки. В случае, если для указанного в данном документе термина имеется множество значений, приоритетом обладает значение, указанное в этом разделе. Если не указано иное, все технические термины, используемые в данном документе, имеют общепринятое значение, известное специалисту в области, к которой относится данная заявка. Общеизвестные значения терминов из области молекулярной биологии можно найти, например, в Rieger et al., Glossary of Genetics: Classical and Molecular, 5-я редакция, SpringerVerlag: New York, 1991; и Lewin, Genes V, Oxford University Press: New York, 1994.
В данном документе описаны способы, включающие общепринятые методики, используемые в области молекулярной биологии. Подобные методики обычно известны в данной области и подробно описаны в методических пособиях, таких как Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2-я редакция, т.1-3,
- 6 031308 под редакцией Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1989; и Current Protocols in Molecular Biology, ed. Ausubel et al., Greene Publishing and Wiley-Interscience, New York, 1992 (с периодическими обновлениями). Способы химических синтезов нуклеиновых кислот обсуждены, например, в Beaucage and Carruthers, Tetra. Letts. 22:1859-1862, 1981 и Matteucci et al., J. Am. Chern. Soc. 103:3185, 1981. Химические синтезы нуклеиновых кислот могут проводиться, например, при помощи имеющихся в продаже автоматических синтезаторов олигонуклеотидов. Иммунологические способы (например, получение антигенспецифических антител, иммунопреципитация и иммуноблоттинг) описаны, например, в Current Protocols in Immunology, ed. Coligan et al., John Wiley & Sons, New York, 1991 и Methods of Immunological Analysis, ed. Masseyeff et al., John Wiley & Sons, New York, 1992. Общепринятые способы переноса генов и генотерапии также были приспособлены для использования в данной заявке (см., например, Gene Therapy: Principles and Applications, под редакцией Т. Blackenstein, Springer Verlag, 1999; Gene Therapy Protocols (Methods in Molecular Medicine), под редакцией Р.Э. Robbins, Humana Press, 1997 и Retro-vectors for Human Gene Therapy, под редакцией С.Р. Hodgson, Springer Verlag, 1996.
Если ссылка дана на унифицированный указатель ресурса или другой подобный указатель или адрес, следует понимать, что подобные указатели могут меняться, а конкретная информация в интернете может появляться и исчезать, однако равнозначная информация может быть найдена в интернете в ходе поиска. Кроме того, ссылка свидетельствует о доступности и широком распространении подобной информации.
Используемое в настоящем документе сокращение ACRX-100 относится к стерильному биологическому продукту, состоящему из плазмиды, содержащей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6, свободной плазмидной ДНК, кодирующей кДНК SDF-1 человека, и 5%-ный раствор декстрозы (в данной заявке ACRX-100 также может называться JVS-100).
Используемый в данном документе термин нуклеиновая кислота относится к полинуклеотиду, содержащему по меньшей мере два ковалентно связанных нуклеотида или аналога нуклеотидов. Нуклеиновая кислота может быть дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК), рибонуклеиновой кислотой (РНК) или аналогом ДНК или РНК. Нуклеотидные аналоги доступны в продаже, также известны способы получения полинуклеотидов, содержащих подобные аналоги нуклеотидов (Lin et al. (1994) Nucl. Acids Res. 22:5220-5234; Jellinek et al. (1995) Biochemistry 34: 11363-11372; Pagratis et al. (1997) Nature Biotechnol. 15:68-73). Нуклеиновая кислота может быть одноцепочечной, двухцепочечной или их смесью. В рамках данного документа, если не указано иное или это очевидно из контекста, нуклеиновая кислота является двухцепочечной.
Подразумевается, что используемый в данном документе термин ДНК включает все типы и размеры молекул ДНК, в том числе эДНК, плазмиды и ДНК, содержащие модифицированные нуклеотиды и аналоги нуклеотидов.
Используемый в данном документе термин нуклеотиды включает моно-, ди- и трифосфаты нуклеозидов. Нуклеотиды также включают модифицированные нуклеотиды, в качестве неограничивающих примеров которых можно привести тиофосфатные нуклеотиды, дезапуриновые нуклеотиды и другие аналоги нуклеотидов.
Используемый в данном документе термин испытуемый или пациент относится к животным, в организм которых должны быть введены крупные молекулы ДНК. Он включает высшие организмы, такие как млекопитающие и птицы, включая людей, приматов, грызунов, крупный рогатый скот, свиней, кроликов, коз, овец, мышей, крыс, морских свинок, кошек, собак, лошадей, кур и др.
Используемый в данном документе термин крупное млекопитающее означает млекопитающих, обычный вес которых во взрослом состоянии составляет по меньшей мере 10 кг. Подобные крупные млекопитающие могут включать, например, людей, приматов, собак, свиней и крупный рогатый скот, причем подразумевается, что из рассмотрения исключены млекопитающие меньшего размера, такие как мыши, крысы, морские свинки и другие грызуны.
Используемый в данном документе термин введение пациенту означает процедуру, при помощи которой одно или более средств доставки и/или крупных молекул нуклеиновых кислот, вместе или по отдельности, вводят или наносят пациенту таким образом, чтобы имеющиеся у пациента целевые клетки в конечном счете взаимодействовали со средством и/или крупными молекулами нуклеиновых кислот.
Используемый в данном документе термин доставка, взаимозаменимый с термином трансдукция, обозначает процесс, в ходе которого экзогенные молекулы нуклеиновых кислот переносятся в клетку таким образом, чтобы они находились внутри клетки. Доставка нуклеиновых кислот является процессом, который отличается от экспрессии нуклеиновых кислот.
Используемый в данном документе термин участок множественного клонирования (УМК) является участком нуклеиновой кислоты в плазмиде, который содержит множество участков, расщепляемых ферментом рестриктазой, любой из которых может использоваться вместе со стандартной методикой рекомбинации для расщепления вектора. Термин расщепление ферментом рестриктазой означает каталитическое расщепление молекулы нуклеиновой кислоты ферментом, который действует только на определенные участки молекулы нуклеиновой кислоты. Многие из подобных рестрикционных ферментов
- 7 031308 доступны в продаже. Использование подобных ферментов хорошо известно специалистам в данной области. Зачастую вектор линеаризуется или фрагментируется рестрикционным ферментом, который расщепляет молекулу в пределах УМК для обеспечения связывания экзогенных последовательностей с вектором.
Используемый в данном документе термин точка начала репликации (часто называемый ТНР) означает специфическую последовательность нуклеиновой кислоты, с которой начинается репликация. В качестве альтернативы может использоваться автономно повторяющаяся последовательность (АНН). если клетка-хозяин принадлежит дрожжам.
Используемый в данном документе термин выбираемые или отбираемые маркеры означают внесение в клетку выявляемых изменений, обеспечивающих легкое определение клеток, содержащих экспрессионный вектор. В целом выбираемый маркер является маркером, который придает свойство, которое обеспечивает выявление. Положительным выбираемым маркером является маркер. в присутствии которого обеспечивается выявление, в то время как отрицательным выбираемым маркером служит маркер. в присутствии которого выявление невозможно. Примером положительного выбираемого маркера является маркер лекарственной устойчивости. Обычно включение маркера. отбираемого по чувствительности к лекарственному препарату. способствует клонированию и выявлению трансформантов. например генов. которые отвечают за устойчивость к неомицину. пуромицину. гигромицину. дигидрофолатредуктазе. аланинаминотрансферазе. зеоцину и гистидинолу. а также являются полезными выбираемыми маркерами. В дополнение к маркерам. отвечающим за фенотип. обеспечивающий определение трансформантов на основании придания им неких свойств. также предусмотрены другие виды маркеров. включая отбираемые маркеры. такие как зеленый флуоресцентный белок. определение которого основано на калориметрическом анализе. В качестве альтернативы могут быть использованы отбираемые ферменты. такие как тимидинкиназа (ТК) вируса простого герпеса или хлорамфеникол-ацетилтрансфераза (CAT). Специалисту в данной области также должно быть известно об использовании иммунологических маркеров. возможно. в комбинации с сортировкой клеток с активированной флуоресценцией. Вид использованного маркера не считается важным до тех пор. пока он может экспрессироваться одновременно с нуклеиновой кислотой. кодирующей продукт гена. Дополнительные примеры выбираемых и отбираемых маркеров хорошо известны специалисту в данной области.
Используемый в данном документе термин трансфекция применяется для обозначения поглощения клеткой чужеродной ДНК. Клетка считается трансфицированной. если экзогенная ДНК была введена через клеточную мембрану. В данной области общеизвестно множество методик трансфекции (см.. например. Graham et al.. Virology 52:456 (1973); Sambrook et al.. Molecular Cloning: A Laboratory Manual (1989); Davis et al.. Basic Methods in Molecular Biology (1986); Chu et al.. Gene 13:197 (1981)). Подобные методики могут применяться для введения одного или более экзогенных соединений ДНК. таких как нуклеотидный интеграционный вектор и другие молекулы нуклеиновых кислот. в подходящие клеткихозяева. Данный термин охватывает химические. электрические и вирусные процедуры трансфекции.
Используемый в данном документе термин экспрессия означает процесс. в ходе которого нуклеиновая кислота транслируется с образованием пептидов или транскрибируется с образованием РНК. которая. например. может быть транслирована с образованием пептидов. полипептидов или протеинов. Если нуклеиновая кислота получена из геномной ДНК. принадлежащей соответствующей эукариотической клетке-хозяину или эукариотическому организму. экспрессия может включать сплайсинг мРНК. В случае экспрессии гетерологичной нуклеиновой кислоты в клетке-хозяине это вещество должно быть сначала доставлено в клетку. а затем. когда оно будет уже внутри клетки. в конечном счете остаться внутри ядра.
Используемый в данном документе термин генотерапия включает перенос гетерологичной ДНК в клетки млекопитающего. в частности человека. страдающего нарушением или заболеванием. против которых направлены лечение или диагностика. ДНК вводится в выбранные клетки-мишени таким образом. чтобы экспрессировалась гетерологичная ДНК и вырабатывался закодированный в ней лекарственный препарат. В качестве альтернативы гетерологичная ДНК может некоторым образом обуславливать экспрессию ДНК. которая кодирует лечебный препарат; она может кодировать продукт. такой как пептид или РНК. который некоторым образом обуславливает. напрямую или косвенно. экспрессию лекарственного препарата. Генотерапия также может применяться для доставки нуклеиновой кислоты. кодирующей продукт гена. с целью замены дефектного гена или добавления продукта гена. вырабатываемого организмом млекопитающего или клеткой. в которые была введена нуклеиновая кислота. Введенная нуклеиновая кислота может кодировать терапевтически активное соединение. такое как фактор роста или его ингибитор. фактор некроза опухоли или его ингибитор. а также рецептор. которое в нормальных условиях не вырабатывается в организме млекопитающего-хозяина или которое не вырабатывается в терапевтически эффективных количествах или в течение времени. достаточного для оказания терапевтического воздействия. Данная гетерологичная ДНК. кодирующая лекарственный препарат. может быть модифицирована перед введением в клетки пораженного организма-хозяина с целью усиления или иного изменения продукта или его экспрессии.
Используемый в данном документе термин гетерологичная последовательность нуклеиновой ки
- 8 031308 слоты обычно означает ДНК, кодирующую РНК и белки, которые в нормальных условиях не вырабатываются in vivo в клетке, в которой они должны экспрессироваться, а также обуславливающую или кодирующую медиаторы, которые изменяют экспрессию эндогенной ДНК посредством влияния на транскрипцию, трансляцию или другие регулируемые биохимические процессы. Данная гетерологичная последовательность нуклеиновой кислоты также может быть названа чужеродной ДНК. Любая ДНК, которая может быть рассмотрена или определена специалистом в данной области как гетерологичная или чужеродная для клетки, в которой она должна экспрессироваться, в данном документе относится к гетерологичной ДНК. Примеры гетерологичной ДНК неограниченно включают ДНК, которая кодирует обнаруживаемые белковые маркеры, такие как белки, отвечающие за лекарственную устойчивость, ДНК, которая кодирует терапевтически эффективные вещества, такие как противораковые средства, ферменты и гормоны, и ДНК, которая кодирует другие типы белков, такие как антитела. Антитела, закодированные в гетерологичной ДНК, могут секретироваться или экспрессироваться на поверхности клетки, в которую была введена гетерологичная ДНК.
Используемый в данном документе термин кардиомиопатия относится к нарушению функционирования миокарда (т.е. сердечной мышцы), вызванному любой причиной. Пациенты, страдающие кардиомиопатией, зачастую находятся в группе риска по аритмии, внезапной сердечной смерти, а также госпитализации или смерти в связи с сердечной недостаточностью.
Используемый в данном документе термин ишемическая кардиомиопатия означает слабость сердечной мышцы, вызванную недостаточным поступлением кислорода к миокарду, наиболее частой причиной этого является коронарная недостаточность.
Используемый в данном документе термин ишемическая болезнь сердца относится к любому состоянию, при котором сердечная мышца поражена или работает неэффективно в связи с полной или относительной недостаточностью кровоснабжения; наиболее частой причиной этого является атеросклероз. К ишемической болезни сердца относят стенокардию, острый инфаркт миокарда, хроническую ишемическую болезнь сердца и внезапную сердечную смерть.
Используемый в данном документе термин инфаркт миокарда относится к повреждению или гибели участка сердечной мышцы (миокарда) в связи с невозможностью кровоснабжения данного участка.
Используемый в данном документе термин испытание с шестиминутной ходьбой, или 6MWT, означает испытание, в котором измеряется расстояние, которое пациент может быстро пройти по плоской твердой поверхности в течение 6 мин (6MWD). Оно оценивает общие и совместные реакции всех систем, задействованных во время выполнения упражнения, включая дыхательную и сердечнососудистую систему, системное кровообращение, периферическое кровообращение, кровь, нейромышечные единицы и мышечный метаболизм. Оно не предоставляет конкретную информацию о функционировании каждого отдельного органа и системы, задействованных во время выполнения упражнения, или механизме ограничения выполнения упражнения, что возможно при кардиопульмональных испытаниях с максимальной физической нагрузкой. При проведении 6MWT, выполняемого в произвольном темпе, оценивается субмаксимальный уровень функциональных возможностей (см. примеры в AM J Respir Crit Care Med, т. 166, с. 111-117 (2002)).
Используемый в данном документе термин Функциональная классификация Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA) относится к классификации степеней сердечной недостаточности. При помощи нее пациентов относят к одной из четырех категорий на основании того, насколько они ограничены в своей физической активности; ограничения/симптомы относятся к нормальному дыханию, различным степеням одышки и боли в сердце.________________________________
Данная заявка относится к композициям и способам для лечения кардиомиопатии у пациента, кото
- 9 031308 рая привела к снижению и/или нарушению функциональных способностей миокарда. Кардиомиопатия, подлежащая лечению композициями и способами, представленными в данном документе, может включать кардиомиопатии, связанные с эмболией легких, венозным тромбозом, инфарктом миокарда, транзиторной ишемической атакой, болезнью периферических сосудов, атеросклерозом, ишемической болезнью сердца и/или другим поражением миокарда или болезнью сосудов. Способ лечения кардиомиопатии может включать местное введение (или местную доставку) в ослабленную ткань миокарда, ишемизированную ткань миокарда и/или апоптическую ткань миокарда, такую как периинфарктный участок сердца, появившийся вследствие инфаркта миокарда, некоторого количества стромального фактора роста-1 (SDF-1), которое эффективно для получения функционального улучшения по меньшей мере одного из следующих параметров: объема левого желудочка, площади левого желудочка, размера левого желудочка, функции сердца, результата испытания с шестиминутной ходьбой (6MWT) или оценки по функциональной классификации Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA).
При помощи модели сердечной недостаточности на свиньях, которая имитирует сердечную недостаточность у человека, было обнаружено, что функциональное улучшение состояния ишемизированной ткани миокарда зависит от количества, дозы и/или доставки SDF-1, введенного в ишемизированную ткань миокарда, и что количество, доза и/или доставка SDF-1, введенного в ишемизированную ткань миокарда, могут быть оптимизированы таким образом, чтобы параметры функциональной способности миокарда, такие как объем левого желудочка, площадь левого желудочка, размер левого желудочка или функция сердца, по существу, улучшились. Как обсуждается ниже, в некоторых аспектах количество, концентрация и объем SDF-1, введенного в ишемизированную ткань миокарда, могут регулироваться и/или оптимизироваться для существенного улучшения функциональных параметров (например, объема левого желудочка, площади левого желудочка, размера левого желудочка, функции сердца, результата испытания с шестиминутной ходьбой (6MWT) или оценки по функциональной классификации НьюЙоркской кардиологической ассоциации (NYHA)) при одновременном уменьшении нежелательных побочных эффектов.
В одном примере SDF-1 может вводиться непосредственно или местно в ослабленный участок, ишемизированный участок и/или периинфарктный участок ткани миокарда крупного млекопитающего (например, свиньи или человека), в котором наблюдается ухудшение или искажение функционального параметра работы сердца, такого как объем левого желудочка, площадь левого желудочка, размер левого желудочка или функция сердца, являющееся следствием ишемической кардиомиопатии, такой как инфаркт миокарда. Ухудшение или искажение функционального параметра может включать, например, увеличение конечно-систолического объема левого желудочка, снижение фракции выброса левого желудочка, снижение индекса нарушения локальной сократимости миокарда, увеличение конечнодиастолической длины левого желудочка, увеличение конечно-систолической длины левого желудочка, увеличение конечно-диастолической площади левого желудочка (например, на уровне митрального клапана и уровне прикрепления сосочковой мышцы), увеличение конечно-систолической площади левого желудочка (например, на уровне митрального клапана и уровне прикрепления сосочковой мышцы) или увеличение конечно-систолического объема левого желудочка, измеренных, например, при помощи эхокардиографии.
В аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани крупного млекопитающего, может быть количеством, эффективным для улучшения по меньшей мере одного из функциональных параметров работы миокарда, такого как снижение конечно-систолического объема левого желудочка, увеличение фракции выброса левого желудочка, снижение индекса нарушения локальной сократимости миокарда, уменьшение конечно-диастолической длины левого желудочка, снижение конечно-систолической длины левого желудочка, снижение конечно-диастолической площади левого желудочка (например, на уровне митрального клапана и уровне прикрепления сосочковой мышцы), снижение конечно-систолической площади левого желудочка (например, на уровне митрального клапана и уровне прикрепления сосочковой мышцы) или снижение конечно-систолического объема левого желудочка, измеренных, например, при помощи эхокардиографии, а также улучшение пациентом результата испытания с шестиминутной ходьбой (6MWT) или оценки по функциональной классификации Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA).
В другом аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани крупного млекопитающего с кардиомиопатией, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка у млекопитающего по меньшей мере приблизительно на 10%, более конкретно по меньшей мере приблизительно на 15%, спустя 30 дней после введения, что было определено при помощи эхокардиографии. Процентное улучшение относительно для каждого пациента, который прошел лечение, и основано на соответствующем параметре, значение которого было измерено до или во время лечебного вмешательства или лечения.
В дополнительном аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани крупного млекопитающего с кардиомиопатией, эффективно для улучшения конечно-систолического объема левого желудочка по меньшей мере приблизительно на 10%, улучшения фракции выброса левого желудочка по меньшей мере при
- 10 031308 близительно на 10% и улучшения индекса нарушения локальной сократимости миокарда приблизительно на 5% спустя 30 дней после введения, что было определено при помощи эхокардиографии.
В еще одном дополнительном аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани крупного млекопитающего с кардиомиопатией, эффективно для улучшения васкулогенеза в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке по меньшей мере на 20%, определенных по плотности сосудов или увеличению перфузии сердца, установленной при помощи однофотонной эмиссионной компьютерной томографии. Показано, что улучшение васкулогенеза на 20% является клинически достоверным (Losordo Circulation 2002; 105:2012).
В еще одном дополнительном аспекте настоящей заявки количество SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани крупного млекопитающего с кардиомиопатией, эффективно для улучшения расстояния при испытании с шестиминутной ходьбой по меньшей мере на 30 м или улучшения класса NYHA по меньшей мере на 1 класс.
Описанный в данном документе SDF-1 может быть введен в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани, начиная с момента повреждения ткани (например, вследствие инфаркта миокарда), и продолжаться часы, дни, недели или месяцы после начала снижения экспрессии SDF-1. Период введения SDF-1 в клетки может начинаться почти сразу после появления кардимиопатии (например, инфаркта миокарда) и продолжаться дни, недели или месяцы после появления ишемического нарушения или повреждения ткани.
В соответствии с настоящей заявкой SDF-1, вводимый в ослабленный ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани, может иметь аминокислотную последовательность, которая, по существу, аналогична собственной аминокислотной последовательности SDF-1 млекопитающего. Известна аминокислотная последовательность белка SDF-1, встречающегося у множества различных млекопитающих, включая человека, мышь и крысу. Аминокислотные последовательности SDF-1 человека и крысы идентичны по меньшей мере приблизительно на 92% (например, идентичны приблизительно на 97%). SDF-1 может иметь две изоформы, SDF-1a и SDF-1P, которые называют в данном документе SDF-1, если не указано иное.
SDF-1 может иметь аминокислотную последовательность, по существу, идентичную SEQ ID NO:1. SDF-1, подверженный сверхэкспрессии, также имеет аминокислотную последовательность, по существу, идентичную одному из упомянутых выше белков SDF-1 млекопитающих. Например, SDF-1, подверженный сверхэкспрессии, может иметь аминокислотную последовательность, по существу, идентичную SEQ ID NO:2. SEQ ID NO:2, которая, по существу, содержит SEQ ID NO:1, является аминокислотной последовательностью человеческого SDF-1 и имеет номер доступа в базе данных GenBank NP954637. SDF-1, подверженный сверхэкспрессии, может иметь аминокислотную последовательность, по существу, идентичную SEQ ID NO:3. SEQ ID NO:3 содержит аминокислотные последовательности SDF крысы и имеет номер доступа в базе данных GenBank AAF01066.
В соответствии с настоящей заявкой SDF-1 также может быть вариантом SDF-1 млекопитающего, такого как фрагмент, аналог и производное SDF-1 млекопитающего. Подобные варианты включают, например, полипептид, закодированный во встречающемся в природе аллельном варианте нативного гена SDF-1 (т. е. во встречающейся в природе нуклеиновой кислоте, которая кодирует встречающийся в природе полипептид SDF-1 млекопитающего), полипептид, закодированный в форме нативного гена SDF-1, подвергшейся альтернативному сплайсингу, полипептид, закодированный в гомологе или ортологе нативного гена SDF-1, и полипептид, закодированный в варианте нативного гена SDF-1, который не встречается в природе.
Варианты SDF-1 имеют пептидную последовательность, которая отличается от нативного полипептида SDF-1 одной или более аминокислотами. Пептидная последовательность подобных вариантов может подлежать делеции, добавлению или замене одной или более аминокислот в сравнении с вариантом SDF-1. Аминокислотные вставки предпочтительно состоят приблизительно из 1-4 последовательных аминокислот, а делеция предпочтительно затрагивает приблизительно от 1 до 10 последовательных аминокислот. Полипептиды варианта SDF-1, по существу, сохраняют функциональную активность нативного SDF-1. Примеры полипептидных вариантов SDF-1 могут быть получены путем экспрессии молекул нуклеиновых кислот, которые обеспечивают изменения консервативных и немых участков. Один пример варианта SDF-1 перечислен в патенте США № 7405195, который во всей своей полноте включен в данный документ посредством ссылки.
Фрагменты полипептида SDF-1, соответствующие одному или более конкретным мотивам и/или доменам или имеющие произвольный размер, входят в объем изобретения, составляющего предмет настоящей заявки. Изолированные пептидильные части SDF-1 могут быть получены путем скрининга пептидов, изготовленных рекомбинантным путем из соответствующего фрагмента нуклеиновой кислоты, кодирующей подобные пептиды. Например, полипептид SDF-1 может быть произвольно разделен на фрагменты необходимой длины без наложения фрагментов или предпочтительно разделен на перекрывающиеся фрагменты необходимой длины. Фрагменты могут быть получены рекомбинантным путем и исследованы для определения принадлежности данных пептидильных фрагментов, которые могут вы
- 11 031308 поднять функцию агонистов нативных полипептидов CXCR-4.
Варианты полипептидов SDF-1 также могут включать рекомбинантные формы полипептидов SDF1. В некоторых вариантах осуществления рекомбинантные полипептиды в дополнение к полипептидам SDF-1 закодированы в нуклеиновой кислоте, последовательность которой по меньшей мере на 70% идентична последовательности нуклеиновой кислоты гена, кодирующего SDF-1 млекопитающего.
Варианты SDF-1 могут включать агонистические формы белка, который постоянно обладает функциональной активностью нативного SDF-1. Другие варианты SDF-1 могут включать вещества, устойчивые к протеолитическому расщеплению, например, в связи с мутациями, которые изменяют последовательности-мишени для протеаз. Поскольку изменение аминокислотной последовательности пептида приводит к получению варианта, обладающего одной или более формами функциональной активности нативного SDF-1, такое изменение может быть легко обнаружено при исследовании варианта на наличие функциональной активности, характерной для нативного SDF-1.
Нуклеиновая кислота SDF-1, которая кодирует белок SDF-1, может быть нативной или ненативной нуклеиновой кислотой, а также иметь вид РНК или ДНК (например, эДНК, геномной ДНК и синтетической ДНК). ДНК может быть двухцепочечной или одноцепочечной, причем одноцепочечная ДНК может быть представлена кодирующей (смысловой) или некодирующей (антисмысловой) цепью. Данная кодирующая последовательность нуклеиновой кислоты, в которой закодирован SDF-1, может быть, по существу, аналогичной нуклеотидной последовательности гена SDF-1, такого как нуклеотидная последовательность, представленная в SEQ ID NO:4 и SEQ ID NO:5. SEQ ID NO:4 и SEQ ID NO:5 содержат соответственно последовательности нуклеиновых кислот SDF-1 человека и SDF-1 крысы, которые, по существу, аналогичны нуклеотидным последовательностям с номером доступа в базе данных GenBank NM199168 и номером доступа в базе данных GenBank AF189724.
Кодирующая последовательность нуклеотидной кислоты SDF-1 также может быть другой кодирующей последовательностью, которая вследствие избыточности или вырожденности генетического кода кодирует тот же полипептид, что и SEQ ID NO:1, SEQ ID NO:2 и SEQ ID NO:3.
Другие молекулы нуклеиновой кислоты, которые кодируют SDF-1, являются вариантами нативного SDF-1, которые кодируют фрагменты, аналоги и производные нативного SDF-1. Подобные варианты могут быть, например, встречающимся в природе аллельным вариантом нативного гена SDF-1, гомологом или ортологом нативного гена SDF-1, а также не встречающимся в природе аллельным вариантом нативного гена SDF-1. Подобные варианты SDF-1 имеют нуклеотидную последовательность, которая отличается от нативного гена SDF-1 одним или более основаниями. Например, нуклеотидная последовательность подобных вариантов может подлежать делеции, добавлению или замене одного или более нуклеотидов в сравнении с нативным геном SDF-1. Вставки нуклеиновых кислот предпочтительно состоят приблизительно из 1-10 последовательных нуклеотидов, а делеция предпочтительно затрагивает приблизительно от 1 до 10 последовательных нуклеотидов.
В других заявках в варианте SDF-1 наблюдаются существенные изменения структуры, которые могут быть получены путем нуклеотидных замен, вызывающих менее консервативные изменения в закодированном полипептиде. Примерами подобных нуклеотидных замен могут служить замены, вызывающие изменения (а) структуры полипептидного остова; (b) заряда или гидрофобности полипептида или (с) размера боковой аминокислотной цепи. Нуклеотидные замены, при которых обычно ожидают больших изменений свойств белка, связаны с неконсервативными изменениями в кодонах.
Примерами изменений в кодонах, которые, вероятно, могут вызывать большие изменения в структуре белка, могут служить изменения, вызывающие замену (а) гидрофильного остатка (например, серина или треонина) на гидрофобный остаток (например, лейцин, изолейцин, фенилаланин, валин или аланин); (b) цистеина или пролина на другой остаток; (с) остатка, имеющего боковую цепь с положительным зарядом (например, лизина, аргинина или гистидина), на остаток с отрицательным зарядом (например, глутамин или аспарагин), или (d) остатка, имеющего объемную боковую цепь (например, фенилаланина), на остаток, не имеющий боковой цепи (например, глицин).
Встречающиеся в природе аллельные варианты нативного гена SDF-1 являются нуклеиновыми кислотами, изолированными из ткани млекопитающего и имеющими последовательность, которая по меньшей мере на 70% идентична нативному гену SDF-1, и кодируют полипептиды, обладающие структурной схожестью с нативным полипептидом SDF-1. Гомологи нативного гена SDF-1 являются нуклеиновыми кислотами, изолированными из других видов и имеющими последовательность, которая по меньшей мере на 70% идентична нативному гену, и кодируют полипептиды, обладающие структурной схожестью с нативным полипептидом SDF-1. В публичных и/или частных базах данных нуклеиновых кислот может быть проведен поиск с целью определения других молекул нуклеиновых кислот, последовательность которых имеет большой процент схожести (например, идентичность на 70% или более) с нативным геном SDF-1.
Не встречающиеся в природе варианты гена SDF-1 являются нуклеиновыми кислотами, которые не встречаются в природе (например, могут быть изготовлены человеком), имеют последовательность, которая идентична гену SDF-1 по меньшей мере на 70%, и кодируют полипептиды, обладающие структурной схожестью с нативным полипептидом SDF-1. Примерами не встречающихся в природе вариантов
- 12 031308 гена SDF-1 служат варианты, кодирующие фрагмент нативного белка SDF-1, который гибридизируется с нативным геном SDF-1 или комплементарной цепью к гену SDF-1 в жестких условиях, и последовательность которых идентична по меньшей мере на 65% нативному гену SDF-1 или комплементарной цепи к нативному гену SDF-1.
Нуклеиновые кислоты, кодирующие фрагменты нативного гена SDF-1, в некоторых вариантах осуществления кодируют аминокислотные остатки нативного SDF-1. Более короткие олигонуклеотиды, которые кодируют фрагменты нативного SDF-1 или гибридизируются с нуклеиновыми кислотами, которые кодируют фрагменты нативного SDF-1, могут использоваться в качестве зондов, праймеров или антисмысловых молекул. Более длинные полинуклеотиды, которые кодируют фрагменты нативного SDF-1 или гибридизируются с нуклеиновыми кислотами, которые кодируют фрагменты нативного SDF-1, также могут использоваться в различных аспектах настоящей заявки. Нуклеиновые кислоты, кодирующие фрагменты нативного SDF-1, могут быть получены путем ферментного расщепления (например, при помощи рестрикционного фермента) или химического распада полноразмерного нативного гена SDF-1 или его вариантов.
Нуклеиновые кислоты, которые гибридизируются в жестких условиях с одной из упомянутых выше нуклеиновых кислот, также могут использоваться в данном документе. Например, подобные нуклеиновые кислоты могут гибридизироваться с одной из упомянутых выше нуклеиновых кислот в условиях малой, средней и высокой жесткости.
Молекулы нуклеиновой кислоты, кодирующей гибридный белок SDF-1, также могут использоваться в некоторых вариантах осуществления. Подобные нуклеиновые кислоты могут быть получены путем подготовки конструкции (например, экспрессионного вектора), которая экспрессирует гибридный белок SDF-1 при введении в пригодную клетку-мишень. Например, подобная конструкция может быть изготовлена путем связывания первого полинуклеотида, кодирующего белок SDF-1, гибридизированный относительно рамки считывания, со вторым полинуклеотидом, кодирующим другой белок, таким образом, чтобы экспрессия конструкции в подходящей экспрессирующей системе позволила получить гибридный белок.
Нуклеиновые кислоты, кодирующие SDF-1, могут быть модифицированы на уровне азотистого основания, углеводного остатка или фосфатного остова, например, для улучшения стабильности молекулы, ее гибридизации и т.д. Нуклеиновые кислоты, описанные в данном документе, могут дополнительно содержать другие добавочные группы, такие как пептиды (например, для рецепторов, специфичных для клеток-мишеней in vivo) или средства, облегчающие перемещение через клеточную мембрану и активируемое гибридизацией расщепление молекул. С этой целью нуклеиновые кислоты могут быть конъюгированы с другой молекулой (например, пептидом), активируемым гибридизацией перекрестносшивающим агентом, переносчиком, активируемым гибридизацией расщепляющим агентом и т. д.
SDF-1 может быть доставлен в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани путем введения белка SDF-1 в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок или внедрения в клетки ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка миокардиальной ткани фактора, который вызывает, повышает и/или активирует экспрессию SDF-1 (т.е. фактор SDF-1).
Экспрессируемый клетками белок SDF-1 может быть продуктом экспрессии генетически модифицированной клетки.
Фактор, который вызывает, повышает и/или активирует экспрессию SDF-1, может содержать натуральные или синтетические нуклеиновые кислоты, описанные в данном документе, которые могут быть включены в рекомбинантные конструкции нуклеиновых кислот, обычно ДНК-конструкции, предназначенные для введения и репликации в клетках миокардиальной ткани. Подобная конструкция может содержать систему репликации и последовательности, предназначенные для транскрипции и трансляции последовательности, кодирующей полипептид, в указанной клетке.
Один способ введения фактора в клетку-мишень включает применение генотерапии. В некоторых вариантах осуществления из данной заявки генотерапия может применяться для экспрессии белка SDF-1 в клетке ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка миокардиальной ткани in vivo.
В аспекте данной заявки в рамках генотерапии может использоваться вектор, содержащий нуклеотид, кодирующий белок SDF-1. Вектор (иногда называемый средством доставки генов или проводником для переноса генов) обозначает макромолекулу или комплекс молекул, содержащих полинуклеотид, который должен быть доставлен в клетку-мишень in vitro или in vivo. Полинуклеотид, который должен быть доставлен, может содержать кодирующую последовательность, необходимую для генотерапии. Векторы включают, например, вирусные векторы (такие как аденовирусы (Ad), аденоассоциированные вирусы (AAV) и ретровирусы), невирусные векторы, липосомы и другие липидосодержащие комплексы, а также другие макромолекулярные комплексы, предназначенные для обеспечения доставки полинуклеотида в клетку-мишень.
Векторы также могут содержать другие компоненты или функциональные группы, которые дополнительно модулируют доставку генов и/или экспрессию генов или иным образом придают полезные
- 13 031308 свойства клеткам-мишеням. Другие подобные компоненты включают, например, компоненты, влияющие на связывание или специфичность с клеткой (включая компоненты, которые модулируют специфичное связывание с клеткой определенного типа или тканью); компоненты, влияющие на поглощение клеткой нуклеиновой кислоты из вектора; компоненты, влияющие на расположение полинуклеотида в клетке после поглощения (такие как факторы, модулирующие проникновение в ядро), и компоненты, влияющие на экспрессию полинуклеотида. Подобные компоненты также могут включать маркеры, такие как обнаруживаемые и/или выбираемые маркеры, которые могут использоваться для обнаружения или выбора клеток, которые должны поглотить и экспрессировать нуклеиновую кислоту, доставленную вектором. Подобные компоненты могут являться естественной особенностью вектора (такой как применение некоторых вирусных векторов, которые содержат компоненты или функциональные группы, модулирующие связывание и поглощение), или векторы должны быть модифицированы для обеспечения подобных функциональных возможностей.
Выбираемые маркеры могут быть положительными, отрицательными или бифункциональными. Положительные выбираемые маркеры обеспечивают отбор клеток, несущих маркеры, в то время как отрицательные выбираемые маркеры обеспечивают избирательное удаление клеток, несущих маркеры. Было описано множество подобных маркерных генов, включая бифункциональные (т.е. положительные/отрицательные) маркеры (см., например, Lupton, S., международная заявка на патент WO 92/08796, опубликованная 29 мая 1992 года; и Lupton S., международная заявка на патент WO 94/28143, опубликованная 8 декабря 1994 года). Подобные маркерные гены могут представлять собой дополнительный способ контроля, который может быть предпочтителен в рамках генотерапии. В данной области известно и общедоступно большое количество подобных векторов.
Векторы для использования в целях, описанных в данном документе, включают вирусные векторы, векторы на липидной основе и другие невирусные векторы, предназначенные для доставки нуклеотида в клетки ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка миокардиальной ткани. Вектор может быть специфическим вектором, в особенности специфическим вектором, который предпочтительно связывается с клетками ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка миокардиальной ткани. Вирусные векторы для применения в способах, предусмотренных данным документом, могут включать векторы, обладающие низкой токсичностью для клеток ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка миокардиальной ткани и вызывающие выработку количества белка SDF-1, имеющего терапевтическое значение, тканью, к которой они специфичны.
Примеры вирусных векторов включают векторы, полученные из аденовируса (Ad) или аденоассоциированного вируса (AAV). Могут использоваться человеческие и нечеловеческие вирусные векторы, рекомбинантный вирусный вектор может быть не способен к репликации в организме человека. Если вектор представлен аденовирусом, вектор может содержать полинуклеотид, имеющий промотор, функционально связанный с геном, кодирующим белок SDF-1, и не обладать возможностью репликации в организме человека.
Другие вирусные векторы, которые могут быть использованы в соответствии со способом, представленным в данной заявке, включают векторы на основе вируса простого герпеса (HSV). Векторы на основе HSV, из которых были удалены один или более предранних генов (IE), предпочтительны, поскольку они в целом не обладают цитотоксичностью, персистируют в состоянии, сходном с латентным, в клетке-мишени, и обеспечивают эффективную трансдукцию в клетке-мишени. Рекомбинантные векторы на основе HSV могут содержать приблизительно 30 тысяч пар нуклеотидов гетерологичной нуклеиновой кислоты.
Ретровирусы, такие как ретровирусы С-типа и лентивирусы, также могут использоваться в некоторых вариантах осуществления из данной заявки. Например, ретровирусные векторы могут быть основаны на вирусе лейкемии мышей (MLV) (см., например, Hu and Pathak, Pharmacal. Rev. 52:493-511, 2000 и Pong et al., Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. 17:1-60, 2000). Векторы на основе MLV могут содержать вместо вирусных генов до 8 тысяч пар нуклеотидов гетерологичной (терапевтической) ДНК. Данная гетерологичная ДНК может содержать тканеспецифичный промотор и нуклеиновую кислоту SDF-1. В способах доставки в клетки, находящиеся в непосредственной близости от пораженного участка, она может также кодировать лиганд к тканеспецифичному рецептору.
Дополнительные ретровирусные векторы, которые могут быть использованы, являются векторами на основе лентивирусов, которые не способны к репликации, включая векторы на основе вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) (см., например, Vigna and Naldini, J. Gene Med. 5:308-316, 2000 и Miyoshi et al., J. Viral. 72:8150-8157, 1998). Векторы на основе лентивирусов предпочтительны, поскольку они способны к инфицированию клеток, которые активно делятся и не делятся. Они также высокоэффективны для трансдукции в эпителиальных клетках человека.
Векторы на основе лентивирусов, используемые в способах, представленных в данном документе, могут быть получены из лентивирусов человека и других организмов (включая вирус иммунодефицита обезьян). Примеры векторов на основе лентивирусов содержат последовательности нуклеиновых кислот, необходимые для размножения вируса, и тканеспецифичный промотор, функционально связанный с геном SDF-1. Первые могут включать вирусные длинные концевые повторы, участок связывания прайме
- 14 031308 ра, полипуриновый участок, участки присоединения и участок капсидирования.
Вектор на основе лентивируса может быть упакован в любой подходящий капсид лентивируса. Данная замена одного капсомера белком из другого вируса называется псевдотипированием. Капсид вектора может содержать белки из оболочек других вирусов, включая вирус лейкемии мышей (MLV) или вирус везикулярного стоматита (VSV). Использование G-белка VSV позволяет получить высокий титр вектора и достичь большей стабильности вирусных частиц вектора.
Векторы на основе альфавируса, полученные из вируса леса Семлики (SFV) и вируса Синдбис (SIN), также могут использоваться в данном документе. Применение альфавирусов описано в Lundstrom K., Intervirology 43:247-257, 2000 и Perri et al., Journal of Virology 74:9802-9807, 2000.
He способные к репликации рекомбинантные векторы на основе альфавирусов являются предпочтигельными, поскольку они обеспечивают повышенную экспрессию гетерологичного (терапевтического) гена и инфицируют широкий спектр клеток-мишеней. Репликоны альфавирусов могут быть специфичны к определенным типам клеток за счет презентации на поверхности вириона функционального гетерологичного лиганда или связывающего домена, который может обеспечить избирательное связывание с клетками-мишенями, экспрессирующими узнаваемого партнера по связыванию. Репликоны альфавируса могут находиться в латентном состоянии, что приводит к долгосрочной экспрессии гетерологичной нуклеиновой кислоты в клетке-мишени. Репликоны также могут вызывать краткосрочную экспрессию гетерологичной нуклеиновой кислоты в клетке-мишени.
Во многих вирусных векторах, совместимых со способами данной заявки, в вектор может быть включено более одного промотора для обеспечения экспрессии более одного гетерологичного гена при помощи вектора. Кроме того, вектор может содержать последовательность, которая кодирует сигнальный пептид или другое соединение, которое облегчает экспрессию продукта гена SDF-1 в клеткемишени.
В целях совмещения полезных свойств двух систем вирусных векторов для доставки нуклеиновой кислоты SDF-1 в ткань-мишень могут использоваться гибридные вирусные векторы. Стандартные методики конструирования гибридных векторов хорошо известны специалистам в данной области. Подобные методики могут быть найдены, например, в Sambrook, et al., In Molecular Cloning: A laboratory manual. Cold Spring Harbor, N.Y., или во множестве лабораторных инструкций, в которых обсуждаются методики получения рекомбинантных ДНК. Двухцепочечные геномы AAV в капсидах аденовирусов, содержащие комбинацию инвертированных концевых повторов AAV и аденовирусов, также могут применяться для трансдукции клеток. В другом варианте вектор на основе AAV может быть помещен в выпотрошенный, зависящий от помощника или высокоемкий вектор на основе аденовируса. Гибридные векторы на основе аденовируса/AAV обсуждаются в Lieber et al., J. Viral. 73:9314-9324, 1999. Гибридные векторы на основе ретровируса/аденовируса обсуждаются в Zheng et al., Nature Biotechnol. 18:176-186, 2000. Ретровирусные геномы, содержащиеся внутри аденовируса, могут встраиваться в геном клетки-мишени и стабильно влиять на экспрессию гена SDF-1.
Дополнительно рассмотрены другие элементы нуклеотидной последовательности, облегчающие экспрессию гена SDF-1 и клонирование вектора. Например, наличие энхансеров против хода транскрипции относительно промотора или терминаторов по ходу транскрипции относительно кодирующего участка, например, может способствовать экспрессии.
В соответствии с другим аспектом настоящей заявки тканеспецифичный промотор может быть гибридизирован с геном SDF-1. За счет гибридизации тканеспецифичного промотора с конструкцией на основе аденовируса экспрессия трансгена ограничивается конкретной тканью. Эффективность экспрессии гена и степень специфичности, обеспечиваемая тканеспецифичными промоторами, может быть определена при помощи рекомбинантной аденовирусной системы, описанной в данном документе.
В дополнение к способам на основе вирусов невирусные способы также могут использоваться для введения нуклеиновой кислоты SDF-1 в клетку-мишень. Обзор невирусных способов доставки генов представлен в Nishikawa and Huang, Human Gene Ther. 12:861-870, 2001. В соответствии с настоящим изобретением в примере невирусного способа доставки гена используется плазмидная ДНК для введения в клетку нуклеиновой кислоты SDF-1. Способы доставки генов на основе плазмид общеизвестны в данной области. В одном примере плазмидный вектор может иметь структуру, которая схематически изображена на фиг. 7. Плазмидный вектор, представленный на фиг. 7, содержит энхансер цитомегаловируса (CMV) и промотор CMV против хода транскрипции относительно последовательности кДНК (РНК) SDF-1a. В необязательном порядке могут быть разработаны синтетические молекулы для переноса генов, предназначенные для образования мультимолекулярных агрегатов с плазмидной ДНК SDF-1. Эти агрегаты могут быть разработаны для связывания с клетками ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка миокардиальной ткани. Катионные амфифилы, включая липополиамины и катионные липиды, могут использоваться для обеспечения независящего от рецепторов переноса нуклеиновой кислоты SDF-1 в целевые клетки (например, кардиомиоциты). Кроме того, заранее подготовленные катионные липосомы или катионные липиды могут быть смешаны с плазмидной ДНК для создания комплексов для трансфекции клеток. Способы, включающие составы на основе катионных липидов, рассмотрены в Feigner et al., Ann. N.Y. Acad. Sci. 772:126-139, 1995 и basic and Templeton, Adv. Drug De
- 15 031308 livery Rev. 20:221-266, 1996. Для доставки гена ДНК также может быть присоединена к амфипатическому катионному пептиду (Fominaya et al., J. Gene Med. 2:455-464, 2000).
Способы, включающие одновременное использование вирусных и невирусных компонентов, также могут применяться в данном документе. Например, плазмида на основе вируса Эпштейна-Барр (EBV) для доставки терапевтического гена описана в Cui et al., Gene Therapy 8:1508-1513, 2001. Кроме того, способ включает применение соединенных с аденовирусом ДНК/лиганда/поликатионного вспомогательного средства, описанного в Curiel D.l·., Nat. Immun. 13:141-164, 1994.
Кроме того, нуклеиновая кислота SDF-1 может быть введена в клетку-мишень путем трансфекции клеток-мишеней при помощи методик электроимпульсного открытия клеточных пор. Методики электроимпульсного открытия клеточных пор хорошо известны и могут применяться для облегчения трансфекции клеток при помощи плазмидной ДНК.
При необходимости векторы, кодирующие экспрессию SDF-1, могут быть доставлены в клеткумишень в виде инъекционного препарата, содержащего фармацевтически приемлемый носитель, такой как физиологический раствор. Другие фармацевтические носители, составы и дозировки также могут применяться в соответствии с настоящим изобретением.
В одном аспекте настоящего изобретения вектор может содержать плазмидный SDF-1, представленный, например, на фиг. 7. В предпочтительных вариантах осуществления плазмидный SDF-1 содержит нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6. Плазмидный SDF-1 может быть доставлен в клетки ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка миокардиальной ткани путем непосредственного инъекционного введения плазмидного вектора с SDF-1 в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани в количестве, эффективном для улучшения по меньшей мере одного параметра функционирования миокарда, такого как объем левого желудочка, площадь левого желудочка, размер левого желудочка или работа сердца, а также улучшения пациентом результата испытания с шестиминутной ходьбой (6MWT) или оценки по функциональной классификации Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA). Путем непосредственного инъекционного введения вектора в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани или по его периферии возможно проведение еще более специфичной трансфекции при помощи вектора при минимальных потерях рекомбинантных векторов. Подобный тип инъекционного введения обеспечивает местную трансфекцию необходимого количества клеток, в особенности, если они находятся рядом с ослабленным, ишемизированным и/или периинфарктным участком миокардиальной ткани, тем самым максимизируя терапевтическую эффективность переноса генов и минимизируя возможность воспалительного ответа на вирусные белки.
В аспекте настоящей заявки плазмидный SDF-1 может вводиться в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок путем неоднократных инъекций раствора SDF-1, экспрессирующего плазмидную ДНК, причем в каждом растворе для инъекций содержится от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл плазмидного SDF-1. В одном примере плазмидный SDF-1 может вводиться в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок в ходе по меньшей мере приблизительно 10 инъекций, по меньшей мере приблизительно 15 инъекций или по меньшей мере приблизительно 20 инъекций. Неоднократные инъекции плазмидного SDF-1 в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок позволяют оказать лечебное воздействие на большую площадь и/или количество клеток ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка.
Каждая инъекция, вводимая в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, может иметь объем по меньшей мере около 0,2 мл. Общий объем раствора, в состав которого входит количество плазмидного SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, которое может улучшить по меньшей мере один функциональный параметр работы сердца, составляет по меньшей мере около 10 мл.
В одном примере плазмидный SDF-1 может вводиться в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок в ходе по меньшей мере приблизительно 10 инъекций. Каждая инъекция, проводимая в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, может иметь объем по меньшей мере около 0,2 мл. SDF-1 может экспрессироваться в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке в течение более чем трех дней.
Например, каждая инъекция раствора, содержащего плазмиды, экспрессирующие SDF-1, может проводиться в объеме по меньшей мере около 0,2 мл и при концентрации плазмидного SDF-1 от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл на инъекцию. В другом аспекте настоящей заявки по меньшей мере один функциональный параметр работы сердца может быть улучшен посредством инъекционного введения плазмидного SDF-1 в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок сердца при объеме инъекции на одно место введения, составляющем по меньшей мере приблизительно 0,2 мл, по меньшей мере приблизительно в 10 мест для инъекций при концентрации плазмидного SDF-1 от около 0,33 мг/мл до около 5 мг/мл на инъекцию.
При помощи модели застойной сердечной недостаточности на свиньях было обнаружено, что инъекции раствора плазмидного SDF-1, имеющего концентрацию менее около 0,33 мг/мл или более около 5 мг/мл, при объеме инъекции на одно место введения, составляющем по меньшей мере приблизительно
- 16 031308
0,2 мл, в рамках модели застойной сердечной недостаточности на свиньях привели к небольшому, если оно вообще имеется, функциональному улучшению объема левого желудочка, площади левого желудочка, размера левого желудочка или функции сердца, подвергшегося лечению.
В другом аспекте настоящей заявки количество плазмидного SDF-1, вводимого в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок, который может улучшить по меньшей мере один из функциональных параметров работы сердца, должно составлять более около 4 мг и менее около 100 мг на одно терапевтическое вмешательство. Количество плазмидного SDF-1, введенного в ходе терапевтического вмешательства, в данном документе соответствует общему количеству плазмидного SDF-1, введенного пациенту во время терапевтической процедуры и рассчитанного для оказания или получения терапевтического эффекта. Оно может включать общее количество плазмидного SDF-1, введенного за одну инъекцию в рамках конкретного терапевтического вмешательства, или общее количество плазмидного SDF-1, введенного за несколько инъекций в рамках терапевтического вмешательства. При помощи модели застойной сердечной недостаточности на свиньях было обнаружено, что введение приблизительно 4 мг плазмидного ДНК SDF-1 посредством непосредственной инъекции плазмидного SDF-1 в сердце привело к отсутствию функционального улучшения объема левого желудочка, площади левого желудочка, размера левого желудочка или функции сердца, подвергнутого лечению. Более того, введение приблизительно 100 мг плазмидного ДНК SDF-1 посредством непосредственной инъекции плазмидного SDF-1 в сердце привело к отсутствию функционального улучшения объема левого желудочка, площади левого желудочка, размера левого желудочка или функции сердца, подвергнутого лечению.
В некоторых аспектах настоящей заявки SDF-1 может экспрессироваться в терапевтически эффективном количестве или дозе в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке после трансфекции плазмидным вектором с SDF-1 в течение более чем трех дней. Экспрессия SDF-1 в терапевтически эффективной дозе или количестве в течение более чем трех дней может обеспечить получение терапевтического эффекта в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке. Предпочтительно, чтобы SDF-1 мог экспрессироваться в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке после трансфекции плазмидным вектором с SDF-1 в терапевтически эффективном количестве в течение менее чем 90 дней для уменьшения возможного хронического и/или цитотоксического воздействия, которое может снизить терапевтическую эффективность введения пациенту SDF-1.
Следует иметь в виду, что количество, объем, концентрация и/или дозировка плазмидного SDF-1, вводимого любому животному или человеку, зависят от различных факторов, включая размер пациента, площадь поверхности тела, возраст, конкретную композицию, которая должна быть введена, пол, время и режим введения, общее состояние здоровья и другие лекарственные препараты, вводимые одновременно. Конкретные варианты упомянутых выше количеств, объемов, концентраций и/или дозировок плазмидного SDF-1 могут быть легко определены специалистом в данной области при помощи экспериментальных способов, которые описаны ниже.
В другом аспекте настоящей заявки плазмидный SDF-1 может вводиться посредством непосредственной инъекции при помощи катетеризации, такой как внутрижелудочковая катетеризация или внутримиокардиальная катетеризация. В одном примере устройство с отклоняемым направляющим катетером может быть продвинуто в левый желудочек в обратном направлении вдоль аортального клапана. После установки устройства в левом желудочке плазмидный SDF-1 может быть инъецирован в периинфарктный участок (с септальной и латеральной стороны) левого желудочка. Обычно 1,0 мл раствора плазмидного SDF-1 может быть введено инъекционно в течение приблизительно 60 с. Пациенту, проходящему лечение, может быть назначено по меньшей мере около 10 инъекций (например, всего от около 15 до около 20 инъекций).
Ткань миокарда пациента может быть визуализирована перед введением плазмидного SDF-1 для определения площади ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка до введения плазмидного SDF-1. Определение ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка путем визуализации обеспечивает большую точность вмешательства и специфичность воздействия плазмидного SDF-1 на ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок. Методика визуализации, использованная для определения ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка миокардиальной ткани, может включать любую известную методику визуализации сердца. Подобные методики визуализации могут включать, например, по меньшей мере одно исследование из эхокардиографии, магнитно-резонансной томографии, ангиографии коронарных артерий, электроанатомического картирования или рентгеноскопии. Следует иметь в виду, что также могут быть использованы другие методики визуализации, с помощью которых может быть определен ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокарда.
В необязательном порядке другие вещества, отличные от нуклеиновых кислот SDF-1 (например, плазмида SDF-1), могут быть введены в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани для обеспечения экспрессии SDF-1 клетками ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка. Например, вещества, усиливающие транскрипцию гена, кодирующего SDF-1, усиливающие трансляцию мРНК, кодирующей SDF-1, и/или уменьшающие расщепление мРНК, кодирующей SDF-1, могут применяться для увеличения содержания белка SDF-1. Увеличение скорости
- 17 031308 транскрипции гена в клетке может быть достигнуто путем введения экзогенного промотора против хода транскрипции относительно гена, кодирующего SDF-1. Энхансерные элементы, которые способствуют экспресии гетерологичного гена, также могут быть использованы.
Другие факторы могут включать другие белки, хемокины и цитокины, при введении которых в клетки-мишени происходит активация экспрессии SDF-1 в ослабленном, ишемизированном и/или периинфарктном участке миокардиальной ткани. Подобные факторы могут включать, например, инсулиноподобный фактор роста (IGF)-1, для которого была показана способность к активации экспрессии SDF-1 при введении в мезенхимальные стволовые клетки (MSC) (Circ. Res. 2008, Nov 21; 103(11):1300-98); белок sonic hedgehog (Shh), для которого была показана способность к активации экспрессии SDF-1 при введении в зрелые фибробласты (Nature Medicine, том 11, номер 11 от 23 ноября); трансформирующий фактор роста β (TGF-β), для которого была показана способность к активации экспрессии SDF-1 при введении в мезотелиальные клетки брюшины человека (НРМС); интерлейкин-Щ (IL-1 β), фактор роста тромбоцитов (PDGF), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), фактор некроза опухоли-альфа (TNF-а) и паратиреоидный гормон (РТН), для которых была показана способность к активации экспрессии SDF-1 при введении в первичные остеобласты человека (НОВ), смешанные со стромальными клетками костного мозга (BMSC), и линии клеток, подобных остеобластам человека (Bone, 2006, Apr; 38(4): 497-508); тимозин-[’>4. для которого была показана способность к активации экспрессии при введении в клетки костного мозга (ВМС) (Curr. Pharm. Des. 2007; 13 (31):3245-51); и фактор, индуцируемый гипоксией, 1а (HIF-1), для которого была показана способность к активации экспрессии SDF-1 при введении в клеткипредшественники, выделенные из костного мозга (Cardiovasc. Res. 2008, Е. Pub.). Подобные факторы могут использоваться для лечения специфических кардиомиопатий, поскольку подобные клетки способы к активации экспрессии SDF-1 в ответ на наличие или введение специфического цитокина.
Белок SDF-1 или фактор, вызывающие усиление и/или активацию экспрессии SDF-1, может вводиться в ослабленный, ишемизированный и/или периинфарктный участок миокардиальной ткани в чистом виде или в составе фармацевтической композиции. Фармацевтическая композиция может обеспечивать местное высвобождение SDF-1 или фактора в клетки ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка, который подвергается лечению. В соответствии с настоящей заявкой фармацевтические композиции обычно содержат некоторое количество SDF-1 или фактора, смешанного с фармацевтически приемлемым разбавителем или вспомогательным веществом, таким как стерильный водный раствор, для получения широкого спектра итоговых концентраций в зависимости от применения по назначению. Методики получения общеизвестны в данной области, их примеры можно найти в Pharmaceutical Sciences, 16-я редакция, Mack Publishing Company, 1980, которая включена в данный документ посредством ссылки. Более того, для введения человеку препараты должны соответствовать стандартам стерильности, пирогенности, общей безопасности и чистоты, установленным Отделением биологических стандартов Управления по контролю пищевых продуктов и лекарств (FDA).
Фармацевтическая композиция может иметь вид однодозовой инъекционной лекарственной формы (например, раствора, суспензии и/или эмульсии). Примеры фармацевтических составов, которые могут быть использованы для инъекционного введения, включают стерильные водные растворы или дисперсии и стерильные порошки для разведения в стерильных растворах для инъекций или дисперсиях. Носитель может быть растворителем или дисперсионной средой, содержащим, например, воду, этанол, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль, жидкий полиэтиленгликоль и т.п.), декстрозу, солевой раствор или фосфатно-солевой буферный раствор, их пригодные смеси и растительные масла.
Надлежащая текучесть может поддерживаться, например, за счет использования покрытия, такого как лецитин, за счет поддержания необходимого размера частиц в случае дисперсии и за счет использования поверхностно-активных веществ. Безводные носители, такие как хлопковое масло, кунжутное масло, соевое масло, кукурузное масло, подсолнечное масло, арахисовое масло, и сложные эфиры, такие как изопропилмалеат, также могут использоваться в качестве системы растворителей для соединений композиции.
Кроме того, могут быть добавлены различные добавки, которые поддерживают стабильность, стерильность и изотоничность композиций, включая антимикробные консерванты, антиоксиданты, хелатирующие средства и буферные растворы. Предотвращение влияния микроорганизмов может быть обеспечено при помощи различных антибактериальных и противогрибковых средств, например парабенов, хлорбутанола, фенола, сорбиновой кислоты и т. п. Во многих случаях может потребоваться включение изотонических средств, например сахаров, хлорида натрия и т. п. Пролонгированное всасывание фармацевтической инъекционной формы может быть достигнуто применением средств, замедляющих всасывание, например алюминия моностеарата и желатина. В соответствии со способами, описанными в данном документе, любые используемые носители, разбавители или добавки должны быть совместимы с соединениями.
При необходимости стерильные растворы для инъекций могут быть получены путем добавления требуемого количества соединений, используемых в способах, описанных в данном документе, в соответствующий растворитель, содержащий различные количества других ингредиентов.
- 18 031308
Фармацевтические капсулы медленного высвобождения или композиции и препараты длительного усвоения также могут использоваться в связи с общей пригодностью. Композиции медленного высвобождения в целом разработаны для обеспечения постоянной концентрации препарата в течение длительного периода времени и могут применяться для доставки SDF-1 или фактора. Композиции медленного высвобождения обычно имплантируют возле ослабленного, ишемизированного и/или периинфарктного участка миокардиальной ткани.
Примеры препаратов длительного усвоения включают полупроницаемые матрицы из твердых гидрофобных полимеров, содержащих SDF-1 или фактор, причем эти матрицы имеют вид профилированных изделий, например пленок или микрокапсул. Примеры матриц длительного усвоения содержат полиэфиры, гидрогели, например поли-2-гидроксиэтилметакрилат или поливиниловый спирт, полилактиды, например, из патента США № 3773919; сополимеры L-глутаминовой кислоты и у-этил-Ь-глутамата; неразлагаемый этиленвинилацетат; разлагаемые сополимеры молочной кислоты и гликолевой кислоты, такие как LUPRON DEPOT (инъекционные микросферы, состоящие из сополимера молочной кислоты и гликолевой кислоты, а также лейпролида ацетата); и поли-Э-(-)-3-гидроксимасляная кислота.
В то время как полимеры, такие как этиленвинилацетат и сополимеры молочной кислоты и глико левой кислоты, обеспечивают высвобождение молекул в течение более 100 дней, некоторые гидрогели обеспечивают высвобождение белков в течение более коротких периодов времени. В инкапсулированном виде SDF-1 или фактор могут оставаться в организме в течение длительного времени, их денатурация или агрегация происходят при воздействии влаги и температуры 37°C, за счет чего снижается биологическая активность и/или изменяется иммуногенность. Существуют целесообразные стратегии стабилизации, зависящие от примененного механизма. Например, если механизм агрегации включает образование внутримолекулярных связей S-S в ходе реакции тиодисульфидного обмена, стабилизация достигается путем модификации сульфгидрильных остатков, лиофилизации кислотных растворов, регуляции содержания воды, применения соответствующих добавок, разработки специальных композиций полимерной матрицы и т. п.
В некоторых вариантах осуществления липосомы и/или наночастицы также могут применяться вместе с SDF-1 или фактором. Образование и применение липосом в целом известно специалистам в данной области и кратко изложено ниже.
Липосомы образуются из фосфолипидов, которые диспергированы в водной среде и самопроизвольно образуют многослойные концентрические двухслойные везикулы (также называемые многослойными везикулами (МСВ). МСВ обычно имеют диаметр от 25 нм до 4 мкм. Разрушение МСВ ультразвуком приводит к образованию малых однослойных везикул (MOB) с диаметром в диапазоне от 200 до 500 А, в середине которых находится водный раствор.
Фосфолипиды могут образовывать множество структур, отличающихся от липосом, при диспергировании в воде, в зависимости от молярного отношения липидов к воде. При низких отношениях липосома является предпочтительной структурой. Физические характеристики липосом зависят от рН, ионной силы и присутствия двухвалентных катионов. Липосомы могут обладать низкой проницаемостью для ионных и полярных веществ, однако при повышенных температурах происходит фазовый переход, который заметно изменяет их проницаемость. Фазовый переход включает превращение плотно упакованной упорядоченной структуры, известной как гелеобразное состояние, в свободно упакованную менее упорядоченную структуру, известную как жидкое состояние. Это происходит при определенной температуре фазового перехода и приводит к увеличению проницаемости для ионов, сахаров и лекарственных препаратов.
Липосомы взаимодействуют с клетками посредством четырех различных механизмов: эндоцитоза фагоцитирующими клетками ретикулоэндотелиальной системы, такими как макрофаги и нейтрофилы; адсорбции на поверхности клеток, обеспечиваемой слабыми неспецифическими гидрофобными или электростатическими силами, а также специфическими взаимодействиями с компонентами клеточной поверхности; слияния с плазматической мембраной клетки путем встраивания двойного слоя липидов липосомы в плазматическую мембрану с одновременным высвобождением содержимого липосомы в цитоплазму и переноса липосомальных липидов в клеточные и субклеточные мембраны, или наоборот, без какого-либо взаимодействия с содержимым липосомы. Изменения в составе липосом могут влиять на то, какой механизм имеет место, хотя одновременно может действовать более чем один механизм.
Нанокапсулы могут в целом задерживать соединения стабильным и воспроизводимым образом. Во избежание побочных эффектов, связанных с внутриклеточной перегрузкой полимерами, подобные ультрамелкие частицы (с размером около 0,1 мкм) могут быть разработаны с использованием полимеров, способных к разложению in vivo. Биоразлагаемые полиалкилцианоакрилатные частицы, которые соответствуют подобным требованиям, предлагаются для использования в данных способах, подобные частицы могут быть легко получены.
В целях получения фармацевтических композиций из соединений, приведенных в данной заявке, фармацевтически приемлемые носители могут иметь любую форму (например, твердых веществ, жидкостей, гелей и т.д.). Твердый носитель может содержать одно или более веществ, которые также могут служить разбавителями, ароматизаторами, связывающими веществами, консервантами и/или материалом
- 19 031308 для инкапсулирования.
Критическая ишемия конечностей.
Данная заявка дополнительно относится к способу лечения критической ишемии конечностей у пациента. Способ включает введение JVS-100 путем непосредственной внутримышечной инъекции в верхнюю часть ноги (четырехглавую мышцу бедра) и/или нижнюю часть ноги (предпочтительно икроножную мышцу), используя множество мест введения. JVS-100 является стерильным биологическим продуктом, состоящим из свободной плазмидной ДНК, кодирующей кДНК SDF-1 человека (плазмида содержит нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6) и 5%-ного раствора декстрозы.
Критическая ишемия конечностей (КИК) представляет собой самую позднюю стадию болезни периферических сосудов (БПС) нижних конечностей атеросклеротической природы и связана с высокой заболеваемостью и смертностью как от сердечно-сосудистых заболеваний, так и от большой ампутации. Установленная частота КИК в США составляет от 125000 до 250000 пациентов в год, причем предполагается, что она увеличивается по мере старения пациентов. Распространенность БПС резко увеличивается с возрастом, данная болезнь поражает приблизительно 20% американцев в возрасте 65 лет и старше. Текущий стандарт оказания помощи лицам с КИК включает реваскуляризацию нижних конечностей либо посредством открытых и эндоваскулярных хирургических вмешательств на периферических сосудах, либо посредством ампутации конечности (если реваскуляризация не увенчалась успехом или невозможна). Однолетняя смертность пациентов с КИК составляет 25% и может достигать 45% среди лиц, прошедших ампутацию. Несмотря на передовые методики васкулярных и хирургических вмешательств, значительная часть пациентов с КИК не подлежит реваскуляризации. Среди этих пациентов для 30% потребуется большая ампутация, а 23% погибнет в течение 3 месяцев. Активно исследуются стратегии открывания закрытых сосудов или стимуляции ангиогенеза.
Терапевтический ангиогенез, впервые оцененный доктором Джеффри Айснером у 71-летнего пациента с тяжелой стадией БПС и гангреной пальца ноги в 1994 году, является стратегией лечения КИК, в которой используются ангиогенные и васкулогенные факторы роста. Гены, кодирующие подобные факторы роста, вводят инъекционно в ишемизированную ткань для обеспечения неоваскуляризации с целью увеличения кровоснабжения ишемизированных тканей посредством различных механизмов действия. В данном исследовании при помощи баллонной ангиопластики в дистальной подколенной артерии применяли плазмидный ген phVEGF165 человека. Функциональные и ангиографические параметры улучшились в течение 12 недель, а звездчатая гемангиома и отек имели односторонний характер на пораженной конечности, что говорит о том, что лечение оказало местный ангиогенный эффект. Данное предварительное исследование подтвердило, что экспериментальные способы лечения КИК, предполагающие повышение экспрессии ангиогенных факторов роста в ишемизированной ткани, могут быть полезны для увеличения способности к ангиогенезу пациентов с неблагоприятными хирургическими исходами в целях восстановления функции и сохранения конечности. Последние исследования показали, что хемокины, стимулирующие ангиогенез, могут быть критическими компонентами способов лечения, направленных на сохранение и восстановление функции конечностей у пациентов, страдающих критической ишемией конечностей.
Невирусная доставка генов или применение свободной плазмидной ДНК для экспрессии лечебного белка в определенном участке является простым способом доставки, который испытывали клинически более 15 лет у пациентов, страдающих ишемией. Профиль безопасности невирусной доставки генов также привлекателен в сравнении с доставкой генов на основе вирусных векторов, поскольку при ней не развивается существенный воспалительный ответ на доставку вирусным вектором. В значительном объеме литературных данных, как доклинических, так и клинических, было показано, что невирусная доставка терапевтических генов безопасна и эффективна в рамках моделей заболеваний, таких как критическая ишемия конечностей, кардиомиопатия и заживление ран. В частности, плазмидная ДНК кодирует фактор роста фибробластов (FGF), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), фактор роста гепатоцитов (HGF) и используется для лечения пациентов с КИК с целью увеличения коллатерального кровообращения в участках, ослабленных за счет скудной или поврежденной сосудистой сети. Важно, что было показано, что клиническое применение невирусной генотерапии FGF и VEGF было безопасным, на данный момент отсутствуют сведения о существенных проблемах с безопасностью. В некоторых исследованиях фазы I и II пациентам, страдающим не подлежащей реконструктивному вмешательству БПС тяжелой степени, сопровождающейся болью в покое или некрозом ткани, было назначено лечение внутримышечными инъекциями невирусного FGF (NV1FGF). Повышенные разовые (до 16 мг) и повторные (от 2 до 8 мг) дозы NV1FGF были введены инъекционно в ишемизированные бедро и голень при помощи свободной плазмидной ДНК. NV1FGF переносился хорошо, при последующем наблюдении спустя 6 месяцев у 38 пациентов наблюдалось как существенное уменьшение оценки боли и размера ишемической язвы, так и увеличение чрескожного парциального давления кислорода в сравнении с исходными значениями. Проводятся крупномасштабные клинические исследования фазы III, посвященные применению свободной плазмидной ДНК для лечения КИК, такие как многоцентровое двойное слепое плацебоконтролируемое клиническое исследование TAMARIS для оценки эффективности и безопасности NV1FGF у пациентов с КИК и поражениями кожи, включающее 490 пациентов, которым было назначено
- 20 031308 плацебо или внутримышечные инъекции NV1FGF.
Было показано, что на сегодняшний день не известно о каких-либо проблемах с безопасностью применения подобных невирусных способов генотерапии; на основании данных клинического исследования фазы II можно предположить, что введение NVIFGF оказывает благоприятное воздействие на пациентов с КИК. Таким образом, в сочетании с предыдущей клинической работой, посвященной лечению ишемической сердечной недостаточности при помощи ACRX-100 и показавшей улучшение васкулогенеза и функции сердца без проблем с безопасностью, можно предположить, что применение ACRX-100 будет безопасным, улучшит васкулогенез и, в конечном счете, окажет благоприятное клиническое воздействие на пациентов с критической ишемией конечностей.
Было определено, что выработка SDF-1 активируется во многих тканях после травмы, данный ген экспрессируется в течение 4-5 дней. Исследование в нескольких группах показало, что применение SDF1 перспективно для лечения широкого спектра заболеваний, включая ишемическую миопатию, болезнь периферических сосудов, заживление ран, критическую ишемию конечностей и диабет. SDF-1 является сильным хемоатрактантом для стволовых клеток и клеток-предшественников, которые обеспечивают сохранение ткани и развитие кровеносных сосудов. В совокупности подобные сообщения указывают на сохраненный каскад реакций и механизм действия, посредством которых SDF-1 может обеспечивать восстановление и возобновление функции ткани после ее повреждения. Это привело заявителей к разработке ACRX-100 (невирусная свободная плазмидная ДНК, кодирующая SDF-1, в растворе декстрозы) для лечения ишемических болезней сердечно-сосудистой системы. В исследовании безопасности и токсичности, проведенном согласно правилам надлежащей лабораторной практики, в рамках модели сердечной недостаточности на свиньях было показано, что препарат ACRX-100 оказывает благоприятное функциональное воздействие в дозе до 30 мг и безопасен в дозе до 100 мг. В настоящее время заявители проводят набор испытуемых в многоцентровое открытое клиническое исследование фазы I с повышением дозы, в котором для лечения пациентов с ишемической сердечной недостаточностью применяется ACRX-100.
Исследования заявителей показали, что ACRX-100 достоверно повысил васкулогенез в сердце, что соответствовало исследованиям в нескольких группах. Подобные исследования подтверждают, что стволовые клетки, стремящиеся к возврату в хронически поврежденную ткань при критической ишемии конечностей, могут положить начало восстановлению ткани и, вероятно, улучшать кровоток. Компания показала, что непосредственное внутримышечное введение ACRX-100 в ишемизированную заднюю конечность кролика обеспечивало реваскуляризацию ткани в сравнении с контрольными животными, что подтверждает тот факт, что ACRX-100 является многообещающим лекарством-кандидатом для лечения пациентов с критической ишемией конечностей (КИК). Установленная частота КИК в США составляет от 125000 до 250000 пациентов в год, причем предполагается, что она увеличивается по мере старения пациентов. Текущий стандарт оказания помощи пациентам с КИК включает реваскуляризацию нижних конечностей либо посредством открытых и эндоваскулярных хирургических вмешательств на периферических сосудах, либо посредством ампутации конечности (если реваскуляризация не увенчалась успехом или невозможна). Однолетняя смертность пациентов с КИК составляет 25% и может достигать 45% среди лиц, прошедших ампутацию. Несмотря на передовые методики васкулярных и хирургических вмешательств, значительная часть пациентов с КИК не подлежит реваскуляризации.
Плазмида, имеющая нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6, содержит свободную плазмидную ДНК, кодирующую кДНК SDF-1 человека. ACRX-100 является стерильным биологическим продуктом, состоящим из плазмиды, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6, и 5%ного раствора декстрозы.
Плазмида, имеющая нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6, является свободной плазмидной ДНК, разработанной для экспрессии SDF-1 человека в ткани млекопитающего. Остов плазмиды получен из плазмиды ColE1 и содержит маркер устойчивости к канамицину. Экспрессия трансгена SDF1 активируется энхансером/промотором из CMV, интроном А из CMV и трансляционным энхансером RU5. Эффективное полиаденилирование обеспечено путем включения сигнальной полиадениловой последовательности из бычьего гормона роста. Эта же плазмида и композиция используется для лечения пациентов с сердечной недостаточностью. Заявители разработали ACRX-100 для лечения пациентов с критической ишемией конечностей. ACRX-100 имеет состав, пригодный для непосредственного внутримышечного инъекционного введения. Плановая схема применения содержит введение одной или нескольких доз в верхнюю часть ноги (четырехглавую мышцу бедра) и нижнюю часть ноги (предпочтительно икроножную мышцу), используя множество мест введения.
SDF-1 (также известный как CXCL12) является встречающимся в природе хемокином, который легко активируется в ответ на повреждение ткани. Индукция SDF-1 стимулирует множество защитных противовоспалительных реакций, вызывающих снижение выработки медиаторов воспаления (таких как ММР-9 (матриксная металлопротеиназа-9) и IL-8), и защищает клетки от апоптоза за счет подавления модулируемой каспазой активации протеинкиназы В. Более того, SDF-1 является сильным хемоатрактантом для стволовых клеток и клеток-предшественников, специфичных для внутренних органов и костного мозга, способствующим их перемещению в поврежденный участок ткани, что обеспечивает сохра
- 21 031308 нение ткани и развитие кровеносных сосудов. Предыдущие исследования показали, что экспрессия SDF1 повышена на месте поражения, однако экспрессия продолжается менее недели, поэтому индуцированное ответное перемещение стволовых клеток быстро прекращается. Малая продолжительность экспрессии SDF-1 снижает возможность восстановления ткани, но подтверждает, что терапевтические вмешательства, продлевающие или повторно индуцирующие способность SDF-1 к стимуляции процесса перемещения стволовых клеток, могут быть полезны для пациентов с поврежденными тканями. На основании данного предположения в лаборатории доктора Пенна было показано, что повторное введение SDF-1 путем инъекции сердечных фибробластов с повышенной экспрессией SDF-1 спустя месяц после инфаркта миокарда (ИМ) привело к возобновлению стремления стволовых клеток, специфичных для внутренних органов и полученных из костного мозга, к перемещению в сердце, росту новых кровеносных сосудов в пораженной ткани и улучшению функции сердца более чем на 80%. Инъекционное введение скелетных миобластов с повышенной экспрессией SDF-1 спустя восемь недель после ИМ также достоверно улучшило функцию сердца. Более того, SDF-1 обеспечил улучшение функции сердца за счет повышенного привлечения циркулирующих стволовых клеток в поврежденную ткань и образования новых кровеносных сосудов для усиления кровоснабжения пораженного участка. Подобные эффекты, наряду с существенным сохранением миокарда, были показаны при доставке крысам MSC с повышенной экспрессией SDF-1 после острого ИМ, которая привела к улучшению функции сердца на 240%. Биологический ответ на ишемическое поражение был стабилен во множестве систем органов.
Наблюдаемая заявителями польза от лечения SDF-1 была подтверждена последней работой, проведенной независимыми лабораториями. SDF-1 обеспечил улучшение функции сердца при ишемической кардиомиопатии, когда он был доставлен в виде белка, встроенного в нановолокна, крысам, перенесшим острый ИМ, рекомбинантного белка в фибриновой пленке для мышей, перенесших ИМ, или непосредственной интрамиокардиальной инъекции белка мышам, перенесшим ИМ. Показано, что при инъекции плазмиды, кодирующей SDF-1, в краевую зону ИМ происходило привлечение в нее циркулирующих стволовых клеток. Аналогичным образом, в случае регенеративной клеточной терапии, в которой применяются миобласты, или мышечные стволовые клетки, которые были выращены из собственной мышцы человека и генетически модифицированы для повышенной экспрессии SDF-1, была показана доклиническая эффективность лечения сердечной недостаточности и проведены клинические исследования с участием пациентов для оценки восстановления ткани, пораженной ишемией, и улучшения функционирования в рамках клинического исследования REGEN. В совокупности подобные опубликованные данные, полученные из множества лабораторий, показали, что вне зависимости от способа доставки повышенная экспрессия SDF-1 обеспечивает положительное функциональное воздействие на заболевания ишемической природы.
Повторная стимуляция экспрессии SDF-1 в ишемизированной мышце имеет большой терапевтический потенциал для лечения КИК путем регенерации сосудистой сети, поврежденной при недостаточном кровотоке. Это дает возможность восстановления и сохранения функции пораженных конечностей. Во множестве клинических исследований, в которых применялись стволовые клетки или VEGF, показано, что повторный рост сети кровеносных сосудов повышает частоту случаев сохранения конечностей. Yamaguchi et al. сообщили, что местная доставка белка SDF-1 привела к усилению неоваскуляризации в ишемизированной задней конечности после введения эмбриональных стволовых клеток (ЕРС), что служит подтверждением того, что SDF-1 усиливает васкулогенез, индуцированный ЕРС. Аналогичным образом, Hiasa et al. показали, что перенос гена SDF-1 усилил вызванный ишемией васкулогенез и ангиогенез in vivo за счет каскада реакций, связанного с VEGF/eNOS (эндотелиальной NO-синтазой).
Подобные наблюдения недавно были подтверждены в ходе анализа скелетной мышцы, полученной у пациентов, прошедших ампутацию в области колена в связи с хронической КИК. Экспрессия SDF-1 и его рецептора, CXCR4, была повышена в волокнах и капиллярах скелетной мышцы соответственно. Это служит подтверждением того, что каскад восстановительных реакций, связанных с SDF-1/CXCR4, был хронически активирован в ишемизированных мышцах ног с целью естественной стимуляции роста микроциркуляторного русла, однако она была недостаточной при таком низком содержании данных веществ. При помощи генотерапии ACRX-100 для усиления сигнала можно синергетически стимулировать процесс заживления, который уже начался в поврежденной ткани. Таким образом, ACRX-100 представляет собой принципиально новое средство для лечения хемокинами для терапевтической неоваскуляризации следующего поколения.
Краткие сведения о главном банке клеток и производстве нерасфасованного плазмидного раствора.
Производство действующего вещества, используемого для лечения сердечной недостаточности в клиническом исследовании фазы I, было осуществлено в объеме 300 л при помощи предназначенных для этого реагентов и материалов. В предложенных нами клинических исследованиях лечения КИК фазы I/II можно было применить опыт, полученный заявителями при использовании подготовленного главного банка клеток и усовершенствовании процесса производства лекарственного средства при помощи заранее установленных испытаний качества. Все среды были подготовлены из обычных ингредиентов, не содержащих компоненты животного происхождения, и стерильной воды согласно требованиям Ф. США или еще более высокого качества. Все буферы для лизиса бактерий были выпущены для производства на
- 22 031308 основании соответствующих сертификатов о проведении анализа. Лизис в большом масштабе был осуществлен при помощи ультразвукового устройства без применения рибонуклеазы. Все хроматографические буферы были произведены компанией Aldevron при помощи реагентов. отвечающих требованиям Ф. США. или их эквивалентов. и выпущены после проверки на соответствие внутренним спецификациям. Вся асептическая обработка проводилась в чистых помещениях с контролируемой окружающей средой. Сооружение с чистыми помещениями состоит из вспомогательного помещения (класс чистоты 10000. ISO 7) для переодевания с двумя дверями и передаточным окном. выходящим в основное чистое помещение (класс чистоты 10000); внутри находится помещение с классом чистоты 1000 (ISO 6) с колпаком микробиологической безопасности для итогового наполнения/обработки с классом чистоты 100 (ISO 5). Установлены процедуры. используемые для обслуживания. очистки (после каждой серии) и контроля окружающей среды. Весь нерасфасованный плазмидный раствор стерилизуется при помощи фильтра. при необходимости его концентрацию корректируют. после чего раствор хранят при температуре 75+5°C для окончательного распределения по флаконам для лекарственного препарата.
Последним этапом производства является асептическое разведение стерильных растворов в стерильных емкостях для нерасфасованных веществ. Таким образом. для применения на ранних стадиях разработки действующее вещество должно быть стерильно.
Краткие сведения о производстве лекарственного средства.
Нерасфасованный плазмидный раствор переносят в чистое помещение класса ISO 6. в котором находится бокс биологической безопасности (БББ) класса чистоты ISO 5. Все материалы. с которыми возможен контакт. являются одноразовыми изделиями. которые предварительно стерилизуются. не содержат пирогенов и выпускаются для применения на основании сертификата производителя о проведении анализа. Обработка происходит в БББ. Нерасфасованный плазмидный раствор сначала разводят до итоговой целевой концентрации 5%-ным раствором декстрозы (Ф. США) для инъекций. После смешивания стерильный плазмидный раствор вручную отбирают пипеткой и переносят в итоговые пенициллиновые флаконы. которые были заранее простерилизованы. Продукт хранят в замороженном виде при температуре -75+5°C. Полный список компонентов сред и вспомогательных реагентов. как и информация о качестве. приведен в заявке на проведение клинических испытаний нового лекарственного препарата.
Стабильность.
Исследования стабильности показали. что доклинические партии ACRX-100 стабильны при температуре -20°C в течение года после производства. ACRX-100 для клинического применения (партии 24370D-F) в настоящее время включен в исследования стабильности в условиях ускоренной деградации (5±3°C) и стандартных условиях (-20±4°C) (табл. 1). ожидается. что результаты превысят данные. полученные в ходе исследований доклинической стабильности. Результаты приведены в заявке на проведение клинических испытаний нового лекарственного препарата. В рамках программы исследования стабильности должны быть проведены следующие испытания: внешний вид. подлинность (электрофорез в агарозном геле). концентрация (А260/А280). гомогенность (измерение оптической плотности). активность и рН. Испытания стерильности должны проводиться при выпуске. спустя шесть месяцев и впоследствии ежегодно.
Лекарственные препараты на основе хемокинов в последнее время привлекли к себе существенное внимание в связи со способностью к стимуляции и привлечению стволовых клеток в поврежденные участки ткани. ACRX-100 является генотерапевтическим средством. которое доставляет хемокин человека SDF-1 путем экспрессии гена клетками человека. Показано. что активный белок SDF-1. выработанный при помощи ACRX-100. улучшает функцию сердца в миокарде. пораженном ишемией в течение некоторого времени. и повышает частоту сохранения пораженного эпителия путем привлечения CXCR4положительных стволовых клеток. Показано. что SDF-1 обладает проангиогенной активностью у пациентов с острой КИК. причем его выработка подавлена у пациентов с хронической КИК. что свидетельствует о том. что способы лечения. направленные на возобновление экспрессии SDF-1 при хронической КИК. могут усиливать васкулогенез за счет превращения клеток. поступивших из костного мозга. в зрелую сосудистую сеть.
Плазмида. имеющая нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6 и входящая в состав лекарственного средства ACRX-100. была исследована на моделях сердечно-сосудистого заболевания и ишемии
- 23 031308 задних конечностей на животных. В рамках модели сердечной недостаточности на свиньях ACRX-100 исследовали после внутрисердечного введения с точки зрения эффективности, безопасности и биораспределения, была установлена максимальная нетоксичная доза (МНД), составившая 100 мг. Идентичная композиция ACRX-100, введенная в меньших дозах, чем дозы, использованные в доклинических и клинических исследованиях сердечной недостаточности, в настоящее время оценивается для определения возможного лечебного действия при КИК. Было проведено исследование эффективности, токсичности и биораспределения одной дозы ACRX-100, вводимой кроликам с ишемизированной задней конечностью. Данное исследование показало, что ACRX-100 может оказывать лечебное действие при критической ишемии конечности, и что внутримышечная инъекция ACRX-100 в ишемизированные задние конечности кроликов не привела к появлению каких-либо признаков токсичности или гистопатологических изменений. Кроме того, плазмида, имеющая нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6, является плазмидой, которая была, по существу, удалена изо всех органов, кроме ишемизированной конечности, спустя 60 дней после терапевтического введения одноразовой дозы. Запланировано исследование, посвященное эффективности и безопасности (токсикологии и биораспределению) введения повторных доз в рамках модели ишемии задней конечности кролика, для подтверждения возможности применения до 3 доз ACRX-100 у пациентов с КИК.
Следующие примеры приведены исключительно в целях наглядности и не предназначены для ограничения объема прилагаемой формулы изобретения.
Пример 1.
Стромальный фактор роста-1, или SDF-1, является встречающимся в природе хемокином, экспрессия которого стремительно активируется в ответ на повреждение ткани. Индукция SDF-1 стимулирует множество защитных противовоспалительных реакций, вызывающих снижение выработки медиаторов воспаления (таких как ММР-9 и IL-8), и защищает клетки от апоптоза. Более того, SDF-1 является сильным хемоатрактантом для стволовых клеток и клеток-предшественников, специфичных для органов и костного мозга, способствующим их перемещению в поврежденный участок ткани, что обеспечивает сохранение ткани и развитие кровеносных сосудов. На основании наблюдений того, что повышенная экспрессия SDF-1 приводит к улучшению функции сердца в рамках моделей ишемии у животных, заявители сосредоточили свое внимание на разработке невирусной свободной плазмиды с ДНК, кодирующей SDF-1, для лечения ишемических заболеваний сердечно-сосудистой системы. Во время разработки плазмида была оптимизирована на основании приведенных ниже результатов исследований клеточной культуры и небольших исследований на животных. Плазмида, имеющая нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6, была выбрана на основании ее способности к экспрессии трансгенов в ткани сердца и, как следствие, улучшению функции сердца в доклинических моделях ишемической кардиомиопатии у животных. Экспрессия трансгена SDF-1 в плазмиде с нуклеотидной последовательностью SEQ ID NO:6 активируется энхансером/промотором из CMV, интроном А из CMV и трансляционным энхансером RU5. Лекарственное средство JVS-100 (известное ранее как ACRX-100) состоит из плазмиды, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6, и 5%-ного раствора декстрозы.
Предварительные исследования в рамках модели сердечной недостаточности у крыс показали, что ACL-01110S (предшественник плазмиды, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6 экспрессирующий SDF-1) обеспечил улучшение функции сердца после инъекции плазмиды непосредственно в краевую зону инфаркта в сердцах крыс через четыре недели после ИМ. Лечебное воздействие сохранялось в течение по меньшей мере 8-10 недель после инъекции и соответствовало повышенному васкулогенезу у животных, подвергнутых лечению ACL-01110S. ACL-01110S был модифицирован для оптимизации профиля экспрессии.
Дозозависимая экспрессия плазмиды в модели ИМ на крысах.
Для определения дозы плазмиды на одну инъекцию, которая может обеспечить максимальную экспрессию в сердечной ткани крысы, возрастающие дозы (10, 50, 100, 500 мкг) плазмиды с ACL-00011L и люциферазой были введены в сердца крыс после инфаркта. Крысы линии Lewis были подвергнуты срединной стернотомии, на переднюю нисходящую ветвь левой коронарной артерии (ПНВЛКА) была наложена постоянная лигатура, после чего в один участок вблизи от очага ИМ была проведена инъекция 100 мкл раствора плазмиды с ACL-00011L в фосфатном буфере (ФБР). Экспрессия люциферазы во всем организме была измерена в каждой из групп дозирования (n=3) путем неинвазивной биолюминесцентной визуализации (Xenogen, Хопкинтон, Массачусетс) в начальный момент времени и спустя 1, 2, 3, 4 и 5 дней после инъекции. Пиковая экспрессия повышалась до дозы 100 мг и достигала предела при больших дозах. На основании кривой зависимости от дозы было определено, что дозы 100 мг достаточно для получения максимальной экспрессии плазмиды в сердцах крыс. В ACL-00011L экспрессировался ген люциферазы из остова вектора, эквивалентного конструкции ACL-00011S, которая экспрессирует SDF-1.
Сравнение экспрессии вектора в сердце в рамках модели ишемической сердечной недостаточности на крысах.
Несколько плазмид-кандидатов с SDF-1, эквивалентных плазмиде, экспрессирующей люциферазу, было оценено с точки зрения экспрессии в ткани сердца в рамках модели инфаркта миокарда (ИМ) у крыс. Плазмиды-кандидаты отличались промоторами, активирующими экспрессию, и наличием энхан
- 24 031308 серных элементов. Крысы линии Lewis были подвергнуты срединной стернотомии, на переднюю нисходящую ветвь левой коронарной артерии (ПНВЛКА) была наложена постоянная лигатура, после чего грудная клетка была ушита. Спустя четыре недели грудная клетка была повторно вскрыта, после чего в четыре участка вблизи от очага инфаркта миокарда была проведена непосредственная инъекция (100 мкг в 100 мкл на инъекцию) плазмиды, экспрессирующей люциферазу. На 1, 2, 4, 6, 8 и 10 дни после инъекции (а затем через каждые 3-4 дня) крыс наркотизировали, вводили им люциферин и проводили визуализацию всего тела при помощи системы Xenogen Luciferase.
При исследовании двух плазмид на основе CMV, ACL-00011L и ACL-01110L, обнаружили, что поддающаяся обнаружению экспрессия люциферазы была достигнута в течение 24 ч после инъекции с начальным пиком экспрессии спустя 2 дня после инъекции.
Пиковая экспрессия ACL-01110L была в 7 раз больше, чем у ACL-00011L, и экспрессия длилась приблизительно на 10 дней дольше (продолжалась до 16 дней после инъекции). Напротив, для ACL00021L (плазмида с промотором аМНС) начальный пик отсутствовал, однако экспрессия продолжалась на низком уровне в течение 25 дней после инъекции. Эти результаты подтверждают данные предыдущих исследований, показавших, что плазмиды на основе CMV могут применяться для местной временной экспрессии белка в сердце и что продолжительность экспрессии терапевтического белка может меняться при введении энхансерных элементов.
Эффективность плазмид с SDF-1 в модели ИМ у крыс.
Плазмиды, кодирующие SDF-1, были исследованы в рамках модели ИМ у крыс для определения того, может ли быть получено лечебное воздействие на сердце. Крысы линии Lewis были подвергнуты срединной стернотомии, на ПНВЛКА была наложена постоянная лигатура дистальнее первой бифуркации. Спустя четыре недели грудная клетка была вскрыта повторно, проводили инъекцию одной из трех плазмид, экспрессирующих SDF-1 (ACL-01110S, ACL-00011S или ACL-00021S) или физиологического раствора (100 мкг на 100 мкл на инъекцию) в четыре участка ткани вблизи очага ИМ. В исходный момент времени (до инъекции) и спустя 2, 4 и 8 недель после инъекции крысы были наркотизированы и подвергнуты визуализации при помощи эхокардиографии в М-режиме. Фракцию выброса левого желудочка (ФВЛЖ), фракцию укорочения и размеры левого желудочка определял опытный специалист по ультразвуковой эхографии, которому были неизвестны результаты рандомизации.
Устойчивая тенденция к улучшению функции сердца наблюдалась в случае двух плазмид на основе CMV, ACL-01110S и ACL-00011S, в сравнении с контрольным введением физиологического раствора. Введение ACL-01110S вызвало статистически достоверное увеличение фракции укорочения спустя четыре недели, которое сохранялось в течение 8 недель после инъекции. Напротив, не было обнаружено разницы в функционировании сердца при введении плазмиды ACL-00021S с промотором аМНС и физиологического раствора. Более того, в сравнении с контролем у животных, подвергнутых лечению ACL01110S и ACL-00011S, наблюдалось достоверное увеличение плотности крупных сосудов (ACL-01110S: 21±1,8 сосуда/мм2; ACL-00011S: 17±1,5 сосуда/мм2; физиологический раствор: 6±0,7 сосуда/мм2, р<0,001 для обоих случаев в сравнении с физиологическим раствором) и уменьшение размера очага инфаркта (ACL-01110S: 16,9±2,8%; ACL-00011S: 17,8±2,6%; физиологический раствор: 23,8±4,5%). Важно, что при лечении ACL-01110S наблюдалось наибольшее улучшение функции сердца и васкулогенеза, оно также вызвало наибольшее уменьшение размера очага инфаркта.
В итоге в рамках модели ишемической сердечной недостаточности у крыс применение обеих плазмид, кодирующих SDF-1 и имеющих промотор из CMV, обеспечило улучшение функционирования сердца, усиление васкулогенеза и уменьшение размера очага инфаркта в сравнении с введением физиологического раствора. По всем исследованным параметрам введение ACL-01110S обеспечивало наиболее достоверный лечебный эффект.
Эффективность трансфекции плазмиды, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6 и ACL-01010Sk, в клетках Н9С2.
Трансфекция в клетках миокарда Н9С2 in vitro без реагентов для трансфекции (т.е. добавления в клеточную культуру свободной плазмидной ДНК) была применена для определения эффективности трансфекции in vivo версий основных изобретенных плазмидных векторов с зеленым флуоресцентным белком (ЗФБ), причем плазмида имеет нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6 и ACL-01010Sk. Клетки Н9С2 культивировали in vitro, в 5%-ный раствор декстрозы добавили различные количества пДНК (0,5, 2,0, 4,0 и 5,0 мкг). Векторы с ЗФБ были сконструированы из остовов плазмиды, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6 (ACL-01110G) или ACL-01010Sk (ACL-01010G). На третий день после трансфекции флуоресценция ЗФБ была оценена при помощи сортировки клеток с активированной флуоресценцией для определения эффективности трансфекции. Эффективность трансфекции для векторов ACL-01110G и ACL-01010G в 5%-ном растворе декстрозы находилась в диапазоне 1,08-3,01%. В случае каждого исследованного количества пДНК оба вектора имели аналогичные значения эффективности трансфекции in vitro. Заявители сделали вывод, что наблюдаемая в данном исследовании эффективность трансфекции, составившая 1-3%, соответствовала данным предыдущих исследований, в которых был получен аналогичный уровень эффективности трансфекции in vivo. Более конкретно,
- 25 031308
JVS-100 трансфицирует ограниченное, но достаточное количество клеток сердца для выработки терапевтически эффективных количеств SDF-1.
Пример 2. Экспрессия плазмиды в миокарде свиньи.
Модель ИМ на свиньях при окклюзии/реперфузии передней нисходящей ветви левой коронарной артерии (ПНВЛКА) была выбрана в качестве подходящей модели на крупном животном для оценки эффективности и безопасности ACRX-100. В рамках данной модели между ИМ и лечением предусмотрели 4 недели восстановления, в течение которых должна происходить дополнительная перестройка сердечной деятельности и имитация хронической ишемической сердечной недостаточности.
Хирургическое вмешательство.
Свиньям йоркширской породы был введен наркоз и гепарин до получения активированного времени свертывания (ABC) >300 с, после чего они были помещены в положение на спине с согнутыми в коленях конечностями. Для определения контура ЛЖ была проведена левая вентрикулография в переднезадней и боковой проекциях.
Доставка плазмиды с люциферазой в миокард свиньи.
Устройство с отклоняемым направляющим катетером было продвинуто в левый желудочек (ЛЖ) в обратном направлении вдоль аортального клапана, затем проволочный проводник катетера был извлечен, а игольчатый катетер для эндокардиальных инъекций был введен через направляющий катетер в полость ЛЖ. Плазмида с люциферазой была инъецирована в заданном объеме и концентрации в 4 участка на септальной или боковой стенке сердца. Было исследовано пять комбинаций концентраций плазмиды (0,5, 2 или 4 мг/мл) и объемов для инъекционного введения (0,2, 0,5, 1,0 мл). Плазмида в концентрации 0,5 мг/мл была забуферена в растворе декстрозы (Ф. США), все остальные концентрации были забуферены в фосфатно-солевом буфере (ФСБ, Ф. США). Для каждой инъекции игла была введена в эндокард, куда был введен раствор гена со скоростью 0,8-1,5 мл/мин. После инъекции игла была оставлена на месте в течение 15 с, а затем извлечена. После завершения инъекций все инструменты были извлечены, разрез ушит, а животным дали возможность восстановиться.
Забор ткани миокарда.
На третий день после инъекции животных подвергли вскрытию. После эвтаназии сердце было извлечено, взвешено и промыто раствором Рингера с лактатом до тех пор, пока оно не станет свободным от крови. Был вскрыт ЛЖ, после чего были установлены места инъекций. Кубический образец ткани со стороной площадью 1 см2 был отделен от каждого места инъекции. В качестве отрицательного контроля из задней стенки, находящейся на удалении от любого из мест инъекции, были забраны четыре (4) кубических образца. Образцы тканей были заморожены в жидком азоте и хранились при температуре от -20 до -70°C.
Оценка экспрессии люциферазы.
Образцы ткани были разморожены и помещены в стеклянную пробирку объемом 5 мл. Был добавлен лизирующий буфер (0,5-1,0 мл), ткань была разрушена при помощи гомогенизатора Polytron (модель РТ1200) на льду. Гомогенат ткани был центрифугирован, концентрация белка в надосадочной жидкости была определена для каждого образца ткани при помощи количественного анализа белка, совместимого с поверхностно-активным веществом (СПАВ), Bio-rad и стандартной кривой на основе известных количеств бычьего сывороточного альбумина (BSA). Гомогенат образца ткани (1-10 мкл) был исследован количественно при помощи аналитического набора с люциферазой (Promega).
Результаты исследования представлены на фиг. 1. Данные указывают на то, что экспрессия вектора увеличивается при увеличении объема инъекции и увеличении концентрации ДНК.
Пример 3. Улучшение функции сердца при лечении плазмидным SDF-1 в рамках модели ишемической кардиомиопатии на свиньях.
Индукция инфаркта миокарда.
Свиньям йоркширской породы был введен наркоз и гепарин до получения активированного времени свертывания (ABC) >250 с, после чего они были помещены в положение на спине с согнутыми в коленях конечностями. Баллонный катетер был введен путем продвижения по направляющему катетеру в ПНВЛКА ниже первой основной бифуркации ПНВЛКА. Затем баллон был раздут до получения давления, достаточного для обеспечения полной окклюзии артерии, и оставлен в артерии в раздутом состоянии на 90-120 мин. Полнота раздувания и сдувания баллона проверялась при помощи рентгеноскопии. Затем баллон был извлечен, разрез ушит, а животному дали возможность восстановиться.
Критерии включения.
Спустя один месяц после ИМ функционирование сердца было проверено при помощи эхокардиографии. Если ФВЛЖ была менее 40%, а КСОЛВ был более 56,7 мл, свинью включали в исследование.
Хирургическое вмешательство.
Каждой включенной свинье был введен наркоз и гепарин до получения активированного времени свертывания (ABC) >300 с, после чего она была помещена в положение на спине с согнутыми в коленях конечностями. Для определения контура ЛЖ была проведена левая вентрикулография в передне-задней и боковой проекциях.
- 26 031308
Доставка в миокард плазмиды с SDF-1, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6
При помощи рандомизации для каждой свиньи была определена одна из трех дат умерщвления: спустя 3 дня, 30 дней или 90 дней после лечения, также они были определены в одну из четырех групп лечения: контрольную (20 инъекций, только буфер), с низкой концентрацией (15 инъекций, 0,5 мг/мл), со средней концентрацией (15 инъекций, 2,0 мг/мл) или с высокой концентрацией (20 инъекций, 5,0 мг/мл). Все плазмиды были забуферены в растворе декстрозы (Ф. США). Процедура проведения инъекции описана ниже.
Устройство с отклоняемым направляющим катетером было продвинуто в левый желудочек (ЛЖ) в обратном направлении вдоль аортального клапана, затем проволочный проводник катетера был извлечен, а игольчатый катетер для эндокардиальных инъекций был введен через направляющий катетер в полость ЛЖ. Плазмидный раствор с SDF-1 или буфер были набраны в количестве, определенном при рандомизации, в шприцы объемом 1 мл, которые были соединены с катетером. Объем каждой инъекции составил 1,0 мл. Для каждой инъекции игла была введена в эндокард, куда вводился раствор в течение 60 с. После инъекции игла была оставлена на месте в течение 15 с, а затем извлечена. После завершения инъекций все инструменты были извлечены, разрез ушит, а животному дали возможность восстановиться.
При умерщвлении образцы тканей из сердца и других основных органов были иссечены и мгновенно заморожены для полимеразной цепной реакции (ПЦР) и гистопатологического анализа.
Оценка функции сердца.
Функционирование сердца каждого животного было оценено при помощи стандартного двухмерного эхокардиографа в 0, 30, 60 и 90 после инъекции (или до умерщвления). Измерения объема, площади и индекса нарушения локальной сократимости левого желудочка были проведены независимой центральной лабораторией. Измеренные параметры эффективности представлены ниже в табл. 1.
Таблица 1
Эхокардиографические параметры
Влияние плазмидного SDF-1 на функциональное улучшение представлено на фиг. 2-5. На фиг. 2-4 показано, как низкие и средние дозы плазмидного SDF-1 улучшают КСОЛВ, ФВЛЖ и индекс нарушения локальной сократимости миокарда спустя 30 дней после инъекции в сравнении с контролем, в то время как введение высокой дозы не привело к получению терапевтического эффекта. На фиг. 5 показано, что терапевтическое действие на сердце низких и средних доз длилось до 90 дней, в обоих случаях наблюдалось заметное замедление патологической перестройки, заключающейся в меньшем увеличении КСОЛВ, в сравнении с контролем.
Оценка васкулогенеза.
Животные, которые были умерщвлены спустя 30 дней, были использованы для оценки плотности сосудов в левом желудочке при помощи 7-9 образцов ткани, забранных из каждого сердца, зафиксированного формалином. Геномная ДНК была экстрагирована и эффективно очищена от образца ткани, зафиксированной формалином, при помощи процедуры очистки в миниколонке (Qiagen). Образцы, полученные у животных, получавших SDF-1 и находившихся в контрольной группе, были исследованы на наличие плазмидной ДНК при помощи количественной ПЦР. От трех до пяти образцов ткани каждого животного, содержащих копии плазмидной ДНК в количестве, превышающем фоновое по меньшей мере в 4 раза (за исключением животных из контрольной группы), было использовано для приготовления срезов, которые были подвергнуты иммунному окрашиванию изолектином. Была определена принадлежность поперечных сечений, после чего сосуды были подсчитаны в 20-40 случайных полях на один образец ткани. Данное количество сосудов в одном поле было преобразовано в сосуды/мм2, а затем усреднено для каждого животного. По каждой дозе были предоставлены данные об усредненном количестве сосудов/мм2 по каждому животному, получавшему такую дозу.
На фиг. 6 показано, что обе дозы, показавшие улучшение функций, также значительно увеличили плотность сосудов в течение 30 дней по сравнению с контролем. В противоположность этому высокая
- 27 031308 доза, которая не показала улучшения функций, не показала также повышений плотности сосудов. Эти данные предоставляет предполагаемый биологический механизм, посредством которого плазмида SDF-1 улучшает функции сердца при ишемической кардиомиопатии.
Биораспределение данных.
Распределение JVS-100 в сердечных и несердечных тканях измеряли на 3, 30 и 90 день после инъекции в исследовании ключевой эффективности и токсикологии на свиной модели ИМ. В сердечной ткани в каждый момент времени средняя концентрация плазмид JVS-100 увеличивается с дозой. В каждой дозе выведение JVS-100 наблюдалось через 3, 30 и 90 дней после введения с примерно 99,999999% выведением из сердечной ткани на день 90. JVS-100 распространился в несердечные органы с относительно высоким кровотоком (например, сердце, почки, печень и легкие) с самыми высокими отмеченными концентрациями на 3 день после инъекции. JVS-100 присутствовал в первую очередь в почках в соответствии с почечным клиренсом плазмиды. Наблюдались низкие уровни стойкости на 30 день, и JVS-100 по сути был необнаружим в несердечной ткани через 90 дней.
Заключения.
Лечение JVS-100 привело к значительному повышению образования кровеносных сосудов и улучшило сердечные функции у свиней с ишемической сердечной недостаточностью после однократной эндомиокардиальной инъекции 7,5 и 30 мг. Самая высокая испытанная доза JVS-100 (100 мг) показала тенденцию к увеличению образования кровеносных сосудов, но не показала улучшение сердечной функции. Ни одна из доз JVS-100 не оказалась связана с проявлениями токсичности, побочных воздействий на параметры клинической патологии или патогистологии. JVS-100 прежде всего распространился в сердце с примерно 99,999999% выведением из сердечной ткани через 90 дней после лечения. JVS-100 распространился в несердечные органы с относительно высоким кровотоком (например, сердце, почки, печень и легкие), с наибольшей концентрацией в почках на 3 день после инъекции. JVS-100 по сути был необнаружим в несердечной ткани через 90 дней после введения, с незначительным количеством введенной дозы, обнаруженным в несердечных тканях.
На основе этих данных был сделан вывод, что высшая нетоксическая доза (NOAEL) для JVS-100 на свиной модели ИМ составляет 100 мг при эндомиокардиальном введении.
Пример 4. Предварительное исследование на свиной модели.
Инъекции LUC методом трансартериального введения свиньям с хроническим ИМ.
Способы.
Одна свинья с предыдущим ИМ с сопутствующей окклюзией/реперфузией ПМЖВ и ФВ>40% получила инъекцию плазмиды, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6, с помощью трансартериального катетера. Две инъекции в ПМЖВ и 2 в ОВ проводили с объемом впрыска 2,5 мл и общим временем введения 125-130 с. Также было проведено одно дополнительное введение контраста, смешанного с плазмидой, в ОВ 3,0 мл с общим временем введения 150 с.
Усыпление и сбор тканей.
Через три дня после инъекции животное усыпляют. После усыпления сердце было удалено, обескровлено, помещено на ледяную разделочную доску и далее вскрыто специалистом по вскрытию или патологоанатомом. Миокард, не получавший введения, из перегородки был получен через отверстие в правом желудочке. Правый желудочек был отделен от сердца и помещен в холодную кардиоплегию. Новые лезвия скальпеля были использованы для каждого из рассечений.
Далее левый желудочек был вскрыт, и весь левый желудочек был извлечен методом нарезки на 6 срезов, разрезы проводились от верхушки к основанию. ЛЖ был равномерно разделен на 3 среза. После иссечения каждый срез мог быть плоско размещен на поверхности. Каждый срез (3 среза ЛЖ, 1 срез ПЖ и 1 срез грудной мышцы) был размещен в отдельные маркированные контейнеры с холодной кардиоплегией на влажном льду и транспортирован для анализа с помощью люциферазы.
Люциферазные изображения.
Все собранные ткани были погружены в люциферин, и их изображения были получены с помощью системы визуализации Xenogen для определения экспрессии плазмиды.
Результаты.
Репрезентативное изображение сердца показано на фиг. 8. Цветные пятна указывают области экспрессии люциферазы. Значение относительных световых единиц (RLUS) этих пятен более чем 106 единиц, что более чем на 2 порядка выше фона. Эти данные показывают, что доставка плазмиды через катетер является достаточной, чтобы генерировать существенную экспрессию плазмиды значительной части сердца.
Пример 5. Пример клинического исследования.
Возрастающие дозы JVS-100 вводят для лечения сердечной недостаточности у пациентов с ишемической кардиомиопатией. Безопасность отслеживается для каждой дозы методом документирования всех неблагоприятных событий (НЯ) с проявлением ряда крупных сердечных НЯ в течение 30 дней в качестве первичной конечной точки безопасности. В каждой группе пациенты получали разовую дозу JVS-100. Во всех группах эффективность лечения оценивается путем измерения воздействия на сердечную функцию с помощью стандартной эхокардиографии, сердечной перфузии с помощью однофотонной эмиссионной
- 28 031308 компьютерной томографии (ОФЭКТ) изображений, классификации Нью-Йоркской кардиологической ассоциации (NYHA), хождения в течение шести минут и качества жизни.
Все пациенты имеют в анамнезе известную систолическую дисфункцию, предварительный ИМ и отсутствие онкологического заболевания, подтвержденное до проведения обследования на выявление онкологических заболеваний, соответствующего возрасту. Все пациенты были обследованы с посещением врача и сердечной эхокардиографией. Проводились дальнейшие основные исследования, такие как перфузия ОФЭКТ. Каждому пациенту было сделано 15 введений по 1 мл JVS-100, доставленного через эндокардиальный стилет-катетер к зоне, лежащей в пределах границы инфаркта. Исследованию подвергнутся три группы: (А, В, С). Как показано в табл. 2, дозы будут повышаться методом увеличения количества ДНК за введение при поддержании того же количества мест введения - 15 и объема введений - 1 мл. За пациентами наблюдали в течение примерно 18 ч после введения и назначали визиты на 3 и 7 дни после введения для подтверждения того, что не возникло случаев угрозы безопасности. Пациент остается в клинике в течение 18 ч после введения для забора всех необходимых образцов крови (например, для кардиоферментного анализа, уровня белка SDF-1 в плазме). Всем пациентам назначены повторные осмотры через 30 дней (1 месяц), 120 дней (4 месяца) и 360 дней (12 месяцев) для исследования НЯ и сердечной функции. Первичной конечной точкой безопасности является проявление серьезных нежелательных сердечно-сосудистых явлений (МАСЕ) в течение 1 месяца после проведения лечения. Для каждого пациента во время всего исследования будет проводится мониторинг НЯ. Будут измерены следующие конечные точки эффективности и безопасности:
Безопасность.
Количество серьезных нежелательных сердечно-сосудистых явлений (МАСЕ) в течение 30 дней после введения.
Нежелательные явления в последующие 12 месяцев.
Лабораторные анализы крови (кардиоферментный, общий, на антинуклеарный фактор).
Уровни плазмы SDF-1.
Оценка физического состояния пациента.
Эхокардиография.
Мониторинг работа AICD.
ЭКГ.
Эффективность.
Изменения LVESV, LVEDV, LVEF и индекса нарушения локальной сократимости миокарда относительно базовых значений.
Изменения относительно базовых значений по классификации NYHA и изменение качества жизни.
Изменение перфузии относительно базовых значений согласно изображениям ОФЭКТ.
Изменения относительно базовых значений результатов шестиминутного теста ходьбы.
Таблица 2
На основании данных доклинических исследований доставка JVS-100, как ожидается, вызовет улучшение сердечной функции и симптомов на 4 месяца, и эффект продлится 12 месяцев. Через 4 месяца после введения JVS-100 проявились улучшения относительно базовых значений у результатов теста шестиминутной ходьбы на расстояние, превышающее 30 м, и улучшения в оценке качества жизни на приблизительно 10% и/или возможное улучшение на приблизительно 1 класс по классификации NYHA. Также заявители ожидают относительного улучшения LVESV, LVEF и/или WMSI на приблизительно 10% относительно базовых значений.
Пример 6. Оценка функции сердца по данным эхокардиографии у свиней с хронической сердечной недостаточностью после лечения с плазмидой, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6 или ACL-01010Sk.
Цель.
Целью данного исследования является сравнение функционального сердечно-сосудистого ответа на плазмиды SDF-1, имеющие нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6 с ACL-01010Sk после доставки через эндомиокардиальный катетер у свиной модели ишемической сердечной недостаточности.
Данное исследование сравнивает эффективность плазмиды, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6 и ACL-01010Sk для улучшения функции в свиной ишемической модели сердечной недостаточности. В данном исследовании плазмиды были доставлены посредством эндовентрику- 29 031308 лярного стилета-катетера.
Эффективность оценивали путем измерения влияния терапии на ремоделирования сердца (то есть объемы левого желудочка) и функции (то есть фракция выброса левого желудочка (ФВЛЖ)), измеренные посредством эхокардиографии.
Способы.
Вкратце, у самцов свиней йоркширской породы вызвали инфаркт миокарда путем провоцирования окклюзии ПМЖВ способом баллонной ангиопластики в течение 90 мин. Свиньи, показавшие фракцию выброса <40%, определенную эхокардиографией в М-режиме в течение 30 дней после инфаркта, были допущены к участию в исследовании. Свиньи были случайным образом распределены в одну из 3 групп для введения им фосфатного буферного раствора (ФБР, контроль), плазмиды, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:6 или ACL-01010Sk в ФБР, посредством системы доставки эндовентрикулярного стилета-катетера (табл. 3).
Таблица 3
Первоначальный дизайн клинического исследования. Терапия SDF-1 хронической . сердечной недостаточности у свиней
Эхокардиограммы были сняты до введения и спустя 30 и 60 дней после введения. В табл. 4 ниже указаны переменные, на которые даны ссылки в данном отчете.
Таблица 4
Определение переменных
Результаты.
Основные эхокардиографические показатели по времени от изначального введения (день 30 после ИМ) всех включенных в исследование животных (n=9) по данным ведущей эхокардиографической лаборатории представлены в табл. 5 ниже.
Таблица 5
Основные характеристики
В табл. 5 показаны значения LVESV, LVEF и LVEDV на 0 и 30 дни после изначальной инъекции SDF-1. Контрольная группа животных, получавшая ФБР, показала повышение LVESV и LVEDV и отсутствие улучшений LVEF, соответствующих данной модели сердечной недостаточности. Подвергшаяся лечению группа не показала снижение сердечного объема или улучшения LVEF по сравнению с контролем. Схожие результаты были получены и на 60 день после изначальной инъекции.
Пример 7.
Стратегия увеличения хоминга стволовых клеток в околоинфарктной области с помощью трансэндокардиальной доставки SDF-1 через катетер на свиной модели инфаркта миокарда была исследована на предмет возможности увеличения перфузии и функционирования левого желудочка. Введение через катетер успешно использовалось для трансплантации клеток и доставки факторов роста кровеносных сосудов у людей.
Были использованы самки свиней породы немецкий ландрас (30 кг). После голодания в течение ночи животных анестезировали и интубировали.
французских проводников были помещены в бедренную артерию животных в лежачем положении. Доставленные по проводнику баллоны были размещены в дистальном конце ПМЖВ. Баллоны были
- 30 031308 раздуты до 2 атмосфер, и агарозные гранулы были медленно введены в течение 1 мин с помощью баллонного катетера в дистальном конце ПМЖВ. Через 1 мин баллон был сдут, и окклюзия в дистальном конце ПМЖА была определена с помощью ангиографии. После вызванного инфаркта за животными наблюдали в течение 3-4 ч пока сердечный ритм и артериальное давление не стабилизировались. Артериальные проводники были удалены, животным был введен карпрофен (4 мг/кг) внутримышечно, и животные были отключены от респиратора. Через две недели после вызванного инфаркта животные были обезболены. Было проведено электромеханическое картирование левого желудочка через участок 8F бедренной оболочки у животных, находящихся в лежачем положении. После завершения картирования левого желудочка человеческий SDF-1 (Peprotec, Rocky-Hill, NJ) был введен посредством 18 инъекций (5 мкг в 100 мл физиологического раствора) в область инфаркта и околоинфарктную область с помощью катетера для введений. 5 мкг на инъекцию были использованы для корректировки ранее определенной эффективности при введении после инъекции SDF-1. Введение проводилось медленно в течение 20 с, и только когда кончик катетера был установлен перпендикулярно стенке левого желудочка и когда стабильность петли была меньше 2 мм, и когда выходящая часть иглы в миокарде провоцировала эктопические дополнительные сокращения желудочка. Контрольная группа животных подверглась той же процедуре с введением препарата-пустышки. Эхокардиография исключила постоперационный перикардит.
животных завершили протокол исследований: 8 контрольных животных и 12 животных, получавших лечение SDF-1. Только 6 животных могли быть оценены посредством визуализации перфузии миокарда из-за технических неполадок. У всех животных инфаркт был передне-перегородочным.
Размер инфаркта в процентах относительно левого желудочка, определенный по окрашиванию тетразолом, составил 8,9±2,6% у контрольной группы и 8,9±1,2% у группы, получающей SDF-1. Объем мышц левого желудочка был схож в обеих группах (83± 14 мл относительно 95± 10 мл, p=ns). Иммунофлуоресцентное окрашивание показало значительно большее количество положительных на фактор фон Виллебранда сосудов в околоинфарктной области у животных, получавших лечение SDF-1, чем у контрольной группы животных (349±17/мм2 относительно 276±21/мм2, р<0,05). Значительная потеря коллагена в околоинфарктной области наблюдалась у животных, получавших лечение SDF-1, по сравнению с контрольной группой животных (32±5% относительно 61±6%, р<0,005). Данные воспалительных клеток (нейтрофилов и макрофагов) в околоинфарктной области были схожими у обеих групп (332±51/мм2 относительно 303±55/мм2, p=ns). Глобальная перфузия миокарда не изменилась от базовых значений до последующей ОФЭКТ, и не было никакой разницы между группами. Окончательный размер инфаркта был одинаковым в обеих группах и хорош сравнимым с результатами окрашивания тетразолом. Сегментный анализ перфузии миокарда показал снижение поглощения метки в апикальном и переднестеночном отделах с существенными различиями между отделами миокарда. Тем не менее, поглощения метки при изначальном и последующих измерениях были практически идентичными у животных, получавших лечение SDF-1, и у контрольной группы. Не было никаких различий конечного диастолического и конечного систолического объемов между группами. Тем не менее, систолический объем сердца увеличился у контрольной группы животных и слегка уменьшился у животных, получавших лечение SDF-1. Разница между двумя группами была значительной.
Схожим образом фракция выброса увеличилась у контрольной группы и уменьшилась у группы, получавшей лечение SDF-1. Разница между группами показала значимую тенденцию (р=0,05). Местное укорочение, еще один параметр механических функций желудочка, не изменилось у контрольной группы животных. Однако местное укорочение значительно снизилось у группы животных, получавших лечение SDF-1, что привело к появлению значительной разницы между группами. Не было замечено значительной разницы в однополярном напряжении внутри групп и между группами. Значительные корреляции между базовой фракцией выброса, объемом сокращения и базовым местным укорочением (ФВ и МУ: r=0,71, ОС и МУ: r=0,59) также были замечены. Схожие результаты были получены для последующих значений (ФВ и МУ: r=0,49, ОС и МУ: r=0,46). Изменения местного укорочения значительно коррелировали с изменениями фракции выброса (r=0,52) и объемом сокращения (r=0,46). Не было корреляций ни между местным укорочением и конечным диастолическим объемом (базовый r=-0,03, последующий r=0,12), ни между фракцией выброса и конечным диастолическим объемом (базовый r=-0,04, последующий r=0,05). Сегментарный анализ данных, полученных методом выравнивания электроотрицательностей, показал снижение однополярного напряжения и местного укорочения в переднестеночных отделах со значительной разницей между сегментами миокарда изначально. Распределение значений однополярного напряжения в сегментах миокарда было схожим у обеих групп изначально и при последующем наблюдении. Местное укорочение сегментов не изменилось у контрольной группы. Однако оно снизилось у группы SDF-1, в основном благодаря уменьшению бокового и заднего сегментов левого желудочка. Была отмечена значительная взаимосвязь между назначением SDF-1 и последующим отношением базового и последующих уровней.
Описанное выше исследование показывает, что однократное применение белка SDF-1 недостаточно для проявления существенных улучшений сердечной функции.
Пример 8. Экспрессия вектора ACRX-100 в зависимости от времени на модели ишемии задней ко
- 31 031308 нечности крысы.
Цель.
Целью данного исследования является установление продолжительности экспрессии вектора ACRX-100 после прямого внутримышечного введения в модель ишемии задней конечности крысы.
Способы.
ACRX-100, партия № 25637, был изготовлен Aldevron, LLC (Fargo, ND). Самцов крыс линии Lewis подвергли анестезии и провели продольный разрез в средней части бедра от паховой связки до коленного сустава, открытая бедренная артерия была лигирована и удалена. Животных оставили для восстановления в течение 10 дней, затем анестезировали и непосредственно ввели 1,0, 2,0 или 4 мг/мл ACL-01110L (векторного скелета с кДНК люциферазы) в количестве 0,2 мл в 4 области вдоль задней конечности. Вектор экспрессии был измерен стандартными методами для определения экспрессии люциферазы в дни 1, 2, 3, 8, 10, 14 с использованием камеры охлажденного ПЗС, Xenogen Imaging Systems. Животных анестезировали с использованием 2%-го изофлурана, и люциферин был введен внутрибрюшинно в концентрации 125 мг/кг массы животного. Через 10 мин были получены изображения в реальном времени в течение 1-минутного воздействия для определения общей хемилюминесценции экспрессии люциферазы. Данные были измерены в виде общего потока (пиксели/секунду).
Результаты.
Сходно с предыдущими исследованиями, плазмида на основе CMV ACL-01110L показала пик экспрессии в день 3 (фиг. 11). Минимальная экспрессия была измерена в день 14.
Заключения.
Экспрессия ACRX-100 у крыс с ишемией на задних конечностях показала пиковое значение в день 3 и экспрессировалась вплоть до дня 14 в соответствии с паттернами экспрессии, измеренными в сердечной ткани крысы и ранее опубликованными исследованиями экспрессии вектора, приводимой в действие CMV-промотора. Эти данные показывают, что для будущих исследований, оценивающих эффективность повторных доз ACRX-100, разумно выбирать интервал между дозированием 2 недели. Этот интервал дозирования также коррелирует с режимами дозирования, представленными в нескольких клинических испытаниях с использованием векторов на основе CMV, вызывающих терапевтическую экспрессию гена (FGF, HGF, VEGF, HIF1) с помощью чистой плазмидной ДНК для лечения ишемических заболеваний.
Пример 9. Характеризация in vivo дозировки ACRX-100 в задние конечности кролика.
Цель.
Целью данного исследования было определение эффекта вводимого объема, концентрации пДНК и технологии получения лекарственной формы на экспрессию пДНК ACRX-100 через 3 дня после прямого введения в мышцы задней конечности кролика.
Способы.
Самцы новозеландских белых кроликов массой 3,0-4,0 кг были анестезированы и получили инъекцию плазмиды ACL-01110L с люциферазой. Разрез был сделан в медиальной части бедра от паховой связки коленного сустава для открытия бедренной артерии. От четырех до восьми инъекций 0,5-1,0 мл плазмиды ACL-01110L в 5% декстрозе были введены со скоростью 0,1 мл в секунду в приводящую (2 инъекции), тонкую (1 инъекция) и полусухожильную (1 инъекция) мышцы на каждой кроличьей задней лапе. Инъекции были разделены на 6 групп согласно фиг. 13. Каждое место инъекции было помечено нейлоновой нитью для дальнейшей идентификации, и рана была закрыта швом. Каждая конечность была обернута компрессионной повязкой в течение приблизительно 15 мин. Через три дня после инъекции животных усыпили, и мышцы задней конечности, включающие места инъекции, были удалены, замочены в люциферине (15 мг/мл) в течение 7 мин и биолюминесцентно визуализированы с помощью прибора IVIS Xenogen (фиг. 12). Общий поток (пикселей в секунду) был оценен после экспозиции в течение 1 мин.
Результаты.
Макроскопическая оценка мест введения показала отсутствие воспалительных процессов, и плазмидная ДНК была хорошо перенесена всеми животными и во всех дозах. Как показано на фиг. 13, экспрессия наблюдалась при всех введенных дозах с повышением экспрессии как функции от концентрации пДНК. Плато экспрессии наблюдалось при концентрации 2 мг/мл и общей дозе ДНК 4 мг (группы 4-6). Больший объем или количество мест инъекции не увеличивают экспрессию, предполагая, что концентрация пДНК является важным фактором в надлежащей трансфекции мышечных клеток.
Заключения.
Это исследование продемонстрировало, что добавление люциферазы к вектору ACRX-100 способно экспрессировать генный продукт в мышцах задних конечностей кролика в количествах, достаточных для обнаружения на 3 день после введения. Дальнейшие исследования показали, что экспрессия чистой плазмиды ДНК в задних конечностях кролика повышается в прямой зависимости от концентрации пДНК вплоть до 2 мг/мл. Данное исследование предполагает, что 4-8 мест инъекции с использованием объемов 0,5-1,0 мл в одной инъекции при концентрации пДНК 0,5-2,0 мг/мл должно привести к выработке SDF-1 в задних конечностях кролика.
Пример 10. Исследование окончательной эффективности, безопасности и биораспределения ACRX- 32 031308
100.
Эффективность, безопасность и биораспределение ACRX-100 были ранее определены в исследовании эффективности, токсичности и биораспределения на моделях свиней в соответствии с принципами НЛП после прямой катетеропосредованной сердечной инъекции в моделях свиней сердечной недостаточности (кратко описано в примере 3). ACRX-100 продемонстрировал приемлемый профиль безопасности в дозах до 100 мг после непосредственного введения в ишемические свиные сердца. Это исследование в общем считается поддерживающим запланированные клинические исследования в CLI, но не совпадает с конкретными изучаемыми клиническими критериями.
Окончательной доклинической оценкой эффективности, безопасности и биораспределения ACRX100, поддерживающей фазу 1 клинических испытаний у больных CLI, является оценка, полученная на основании кроличьей модели ишемии задних конечностей. Эта модель обеспечивает условия проведения эксперимента, которые моделируют предлагаемые клинические испытания фазы 1 у больных CLI. Исследования безопасности и эффективности, оценивающие токсикологию и биораспределение повышающихся единичных доз ACRX-100, были проведены на кроличьей модели ишемии задних конечностей, и его результаты приведены внизу. На основании данных результатов заявители предлагают оценить эффективность, токсикологию и биораспределение ACRX-100 на кроличьих моделях, описанных в разделе 6.3 представленного предварительного исследования применения нового лекарственного препарата.
Безопасность и эффективность единичной дозы ACRX-100 у кроликов с ишемией задних конечностей.
Цель.
Целью данного исследования является оценка эффективности, безопасности и биораспределения после единичной дозы тестируемого изделия, ACRX-100, на кроличьей модели ишемии задних конечностей.
Способы.
Новозеландские белые кролики (п=5/группа; 2-3 самца/самки на группу) подверглись одностороннему лигированию бедренной артерии и через 10 дней после лигирования получили 4, 8 или 16 мг плазмиды ACRX-100 или 4 мг плазмиды контроля (люциферазы) методом 8 прямых внутримышечных введений 0,5 мл и конечность с ишемией (табл. 6).
Таблица 6
Дизайн клинического исследования безопасности и эффективности единичной дозы ACRX-100 на кроличьей модели ишемии задних конечностей
Конечные точки безопасности были оценены на 60 день после инъекции и включали патогистологию и биораспределение от задних конечностей (места введения) в противоположную заднюю конечность, сердце, легкие, печень, головной мозг, селезенку, лимфатические узлы, почки и яичники. Было проведено макро- и микроскопическое исследование фиксированных парафином и окрашенных гематоксилином и эозином участков соответствующих тканей. Клиническая патология была оценена во всех группах на 60 день после инъекции. Эффективность измерялась процентным изменением ангиографической оценки по сравнению с контролем на 30 и 60 дни после лечения. Икроножных мышц вырезали и оценивали на различия в массе через 60 дней после инъекции. Биораспределение оценивали в легких, печени, селезенке, лимфатических узлах, почках, головном мозге, яичках и яичниках животных групп 1 и 4.
Результаты.
Ангиографический анализ.
Ангиограммы были сняты на день 0 (до введения), 30 (±2) и 60 (±2) дни после введения и записаны в цифровом формате (фиг. 14). Количественный ангиографический анализ развития коллатеральных сосудов в ишемизированной конечности был выполнен с накладкой сетки, состоящей из квадратов диаметром 5 мм, расположенных в ряд. Общее количество пересечений сетки в срединной области бедер, а также общее количество пересечений, пересекаемых контрастной непрозрачной артерией, подсчитывали односторонне слепым методом.
Ангиографическая оценка была рассчитана для каждой пленки как отношение пересечений сетки,
- 33 031308 пересекаемых непрозрачной артерии, деленное на общее число пересечений сетки в срединной части бедра.
Эффективность.
Результаты, полученные методом ангиографии, показали, что в день дозирования все животные были схожи. В контрольной группе животных наблюдалась тенденция к снижению плотности сосудов через 60-дневный период после дозы. Животные, получившие ACRX-100, показали улучшение кровотока в обеих временных точках, у групп, получавших дозы 1 мг/мл (группа 2) и 2 мг/мл (группа 3), по сравнению с контрольной группой животных, получавших вектор, у которых проявилось ухудшение кровотока. Важно отметить, что улучшение в группах низких и средних доз наблюдалось на 30 день со значительным (р<0,05) преимуществом группы средней дозы на день 60 (фиг. 15). Улучшение также наблюдалось у животных в группе 4 (4 мг/мл) через 60 дней после инъекции. Аналогичная тенденция к повышению васкулогенеза наблюдалась у свиной модели сердечной недостаточности при дозе в 5 мг/мл.
Патология.
Смертность.
Все животные дожили до запланированного усыпления, за исключением одного животного из группы 1 (505). Животное 505 погибло в течение 30 дней после ангиограммы. Животное было вскрыто. Причина смерти была сочтена связанной с анестезией, а не последствием введения исследуемого препарата.
Наблюдение за животными.
Клинические наблюдения были ограничены наблюдением за местами, покрытыми коростой, и редкой шерстью у большинства животных. Такие наблюдения являются стандартными для животных, перенесших подобную процедуру. Кроме того, потеря аппетита, снижение активности и малое количество или отсутствие кала отмечалось у одного животного группы 2 (510), и самоповреждение задней конечности было отмечено у двух животных группы 4 (519 и 520). Наблюдаемые самоповреждения у животных 519 и 520 скорее всего явились следствием потери ощущений от повреждений на задних конечностях этих животных.
В ходе исследования животные изначально похудели в течение первых 3-4 недель после травмы. К концу исследования животные вернули исходную массу тела. Потеря массы тела считается результатом многочисленных хирургических процедур.
Макроскопия.
При макроскопическом осмотре не было обнаружено никаких связанных с исследованием явлений у животных обоих полов. Немногие макроскопические наблюдения сочтены случайными и не связанными с исследованием.
Микроскопия.
Были рассмотрены несколько срезов скелетных мышц с мест введений на задней конечности, из нетронутых областей задней конечности, из ишемической области задней конечности и нетронутых областей противоположной конечности. Срезы тканей были исследованы с использованием окрашивания гемотоксилином, эозином и с помощью трихромного окрашивания по Массону. Срезы тканей ишемической области содержали области ишемии, расположенные переменно и непоследовательно. Участки ишемии характеризовались первоначально фиброзом, от минимального до умеренного, и новой капиллярной формацией от минимальной до средней, и в меньшей степени подострым/хроническим воспалением, кровоизлиянием и деградацией/некрозом мышечного волокна и/или регенерацией мышечного волокна. Часто за областями фиброза и неоваскуляризации следуют фасциальные поверхности мышцы. Иногда наблюдался посторонний материал (шовный материал), часто окруженный минимальной гранулематозной воспалительной реакцией. Изредка также наблюдалась минерализация мышечного волокна.
Не было никаких тестовых микроскопических относящихся к предмету исследования находок в оставшихся тканях, изученных с помощью микроскопа (мозг, сердце, почка, печень, легкое, яичники и селезенка). Немногие оставшиеся микроскопические наблюдения были либо обычными фоновыми находками в кроликах, либо случайными и таким образом были сочтены не имеющими отношения к лечению.
Гематология и коагулирование.
Не обнаружено биологически релевантной разницы в гематологических и коагуляционных параметрах между любыми обработанным группами любого пола по прошествии 60 дней после инъекции.
Клиническая химия.
Фосфор был постепенно понижен в группах ACRX-100 2, 3 и 4 относительно контрольной группы LUC плазмиды 1 как у мужских (от 6 до 36%), так и у женских (от 7 до 30%) особей. Были также средние увеличения в кальции в группах ACRX-100 3 и 4 относительно контрольной группы LUC плазмиды 1 как у мужских (от 4 до 7%), так и у женских (от 7 до 9%) особей. Все средние и индивидуальные значения для кальция и фосфора всегда оставались в пределах ожидаемых исторических контрольных диапазонах. Ни одно из этих изменений не было сочтено неблагоприятным. Для лучшей оценки достоверности этих наблюдений заявители оценивают эти значения в повторном изучении безопасности и эффективности дозировки, описанном в разделе 6.3. Никаких иных изменений в химических параметрах не наблюдалось ни у одного пола.
- 34 031308
Биораспределение.
В этом исследовании биораспределение у кроликов с КИК оценивали с помощью количественной ПЦР через 60 дней после инъекции в группе животных 1 (1 мг/мл плазмида люциферазы) и 4 (4 мг/мл ACRX-100). Результаты показаны в табл. 7 ниже. Как ожидалось, вектор ACRX-100 не был обнаружен в тканях какой-либо из контрольных групп. В группе высокой дозы ACRX-100 был обнаружен почти исключительно в местах инъекций, и только следовые количества ACRX-100 были обнаружены в органах, не подвергавшихся инъекции. Скорость выведения ACRX-100 плазмиды ДНК, которая наблюдалась в задней конечности кролика через 60 дней после инъекции (табл. 7), согласуется с выведением ACRX-100 из мест сердечных инъекций, наблюдавшимся при изучении мер безопасности при сердечной недостаточности свиней (табл. 3, фиг. 16). Дополнительно уровни устойчивости были ниже при исследовании КИК у кроликов, поскольку наибольшее количество копий, обнаруженное в этом исследовании через 60 дней после инъекции (133360 копий/мкг ДНК организма-хозяина), было ниже, чем наибольшее количество копий, обнаруженное при кардоивоскулярном исследовании через 90 дней (>1х106 копий/мкг ДНК организма-хозяина). Эти данные предполагают, что ACRX-100 выводился как из инъецированных, так и неинъецированных органов кролика аналогично тому, что демонстрировало исследование сердечной недостаточности свиней, фактически устойчивость инъецированной области в текущем исследовании кроликов меньше, чем наблюдавшаяся в модели сердечной недостаточности свиней.
Таблица 7 Биораспределение ACRX-100 в ИЗК тканях кролика через 60 дней после инъекции
LLOD - ниже лимита обнаружения.
Заключения.
Все группы животных, инъецированных ACRX-100, продемонстрировали рост кровотока в ишемизированной задней конечности на протяжении 60 дней после инъекции. Животные, инъецированные одиночной внутримышечной дозой 1 мг/мл (низкая доза) или 2 мг/мл (средняя доза) ACRX-100, продемонстрировали улучшенный кровоток на 30 и 60 дни после инъекции по сравнению с получившими инъекцию вектора контрольными животными, которые продемонстрировали пониженный кровоток. Важно, что преимущества, наблюдавшиеся через 30 дней, в значительной (р<0,05) степени сохранились и через 60 дней. Эти данные согласуются с результатами исследования сердечной недостаточности у свиней, где инъекции ACRX-100 (0,5-5,0 мг/мл) привели к росту васкулогенеза. Полученные данные предполагают, что независимо от общего количества ACRX-100, введенного в целевую ткань, концентрация продукта, введенного путем инъекции, существенно влияет на васкулогенезный ответ. Эти результаты указывают, что пациенты с КИК могут получить преимущество от одноразовой дозы ACRX-100.
Полученные данные предполагают, что ACRX-100 выводится как из инъецированных, так и неинъецированных органов кролика аналогично тому, что было продемонстрировано в ходе исследования сердечной недостаточности у свиней. Поскольку выведение ACRX-100 согласовывалось с кардиоваскуляр
- 35 031308 ным исследованием, заявители предполагают, что и остальные наблюдения относительно биораспределения при исследовании сердечной недостаточности у свиней справедливы и для изучения КИК. В буквальном смысле любая экспрессия ACRX-100 в конце исследования является минимальной, субтерапевтической и потенциал интеграции меньше, чем уровень спонтанной мутации.
Пример 11. Предлагаемое исследование безопасности повторной дозы и эффективности ACRX-100 в модели для кролика с ишемией задней конечности.
Предлагаемое новое исследование оценит безопасность и эффективность повторных доз ACRX-100 в той же модели кролика с ишемией задней конечности, которая описана в примере 10. Как описано ниже, 3 внутримышечные дозы ACRX-100 будут введены для поддержки до 3 лечений пациентов с КИК.
Безопасность и эффективность ACRX-100 повторной дозировки у кроликов с ИЗК.
Цель.
Целью данного исследования является определение безопасности и эффективности повторных доз ACRX-100 в модели кролика с ишемией задней конечности.
Обоснование.
Все виды невирусной терапии, клинически исследуемые в данный момент относительно критической ишемии конечности, вводят невирусные препараты в повторяющихся дозах (HGF, PDGF), в том числе NV1FGF, который продемонстрировал свою эффективность в исследовании фазы II. В настоящий момент проведенные заявителями преклинические исследования безопасности и эффективности продемонстрировали, что ACRX-100 безопасен до 100 мг после одноразового введения в сердце (20 точек инъекции) или 16 мг при введении в заднюю конечность (8 точек инъекции). Таким образом, заявители предлагают вводить ACRX-100 в повторных дозах на 0, 2 и 4 неделях как часть нашей фазы I испытания на пациентах с КИК. Повторное введение ACRX-100 может обеспечить дополнительные преимущества по сравнению с одноразовой дозой. CXCR4, рецептор SDF-1, неопределенно регулируется с повышением после повреждения; при этом SDF-1 регулируется с повышением скоротечно после острого ишемического события (фиг. 17) или в ответ на процедуру инъекции. Доставка SDF-1 на многочисленные точки более позднего времени сразу после повреждения капитализируется на повышенной локализованной экспрессии CXCR4 экспрессии в поврежденной ткани и повышает хоуминг стволовых клеток на месте экспрессии SDF-1. При КИК повторные инъекции обладают потенциалом для синергического увеличения васкулогенеза, коллатерального роста сосудов и залечивания раны в ишемической конечности. Профиль безопасности, который наблюдался после инъекции 100 мл в свиное сердце, предполагает, что регулирование дозировки более низких объемов даст аналогичные результаты по безопасности.
Для оценки преклинической безопасности и эффективности повторного дозирования ACRX-100 в той же модели ишемии задней конечности кролика, которая использовалась в исследовании выше, заявители предлагают протокол, подробно описанный ниже. Расписание повторной дозировки будет идентичным категориям повторной дозировки, которые предлагались на испытании фазы I/II, во всех аспектах, за исключением объема инъекции (описано в примере 12). На кролике будет использовано 0,5 мл вместо 1 мл, назначаемого человеку, из-за большей области скелетной мускулатуры в человеческом бедре/икре по сравнению с задней конечностью кролика.
Способы.
Новозеландские белые кролики Щ=5/группа мужских и женских особей) пройдут процедуру одностороннего перевязывания бедренной артерии (день -10), идентичной выполненной в примере 10 выше. Через десять дней после перевязывания (день 0) каждое животное получит 3 дозы (с промежутком в 15 дней) 1 мг/мл контрольной плазмиды люциферазы (группы 1 и 2) или ACRX-100 (группы 3 и 4), введенной путем 16 прямых внутримышечных инъекций в ишемическую конечность, 0,5 мл каждая (табл. 8). Конечные точки безопасности будут оценены на 3 (день 33) и 30 дни (день 60) постфинальной инъекции, включая гистопатологию (грубую и нормальную) и биораспространение из задней конечности (места инъекций), противостоящей задней конечности, сердца, легкого, печени, мозга, селезенки, лимфатических узлов, почки и яичников. Грубое и микроскопические изучения фиксированного гематоксилина и секция окрашенного эозином парафина будут выполняться на секциях тканей. Клиническая химия и патология будут оцениваться для всех групп до ишемии задней конечности (день -10), перед каждой дозой (день 0, 15, 30), 3 дня после введения дозы (день 3, 18, 33), 7 дней после постфинальной дозы (день 37) и через 30 дней после постфинальной дозы (день 60) или до умерщвления. Наблюдение в клетке будет проводиться дважды в день ежедневно, и подробные клинические осмотры будут проводиться еженедельно. Эффективность будет измерена по проценту изменения в ангиографическом отклонении от основной линии по сравнению с контролем на 30 (все категории) и 60 (категории 2 и 4) дни постфинальной инъекции.
Образцы для изучения биораспределения будут взяты из легкого, печени, селезенки, лимфатического узла, почки, мозга, семенников и яичников и оценены с помощью количественной ПЦР на двух точках умерщвления: 3 дня постфинальной дозировки (день 33) и 30 дней постфинальной дозировки (день 60).
60-дневная длительность после первого введения ACRX-100 в исследовании была выбрана для согласования временных точек эффективности с исследованием одноразового лечения, описанным в примере 10. В силу того, что временная точка представляет собой 30 дней постфинальной дозировки, ожида
- 36 031308 ется, что результаты биораспределения будут иметь копии ACRX-100, присутствующие на местах инъекций (порядка 103-105 копий/мкг ДНК организма-хозяина) и ограниченные количества (меньше 103 копий/мкг ДНК организма-хозяина), основанные на результатах исследования безопасности и эффективности сердечной недостаточности у свиней, описанных в примере 8. Результаты этого предполагаемого исследования будут представлены в исследовании нового препарата (IND). Исходя из того, что результаты по безопасности в этом исследовании аналогичны полученным при изучении безопасности и эффективности при сердечной недостаточности у свиней, вышеописанное исследование должно оправдать повторную дозировку ACRX-100 у пациентов с КИК.
Таблица 8
Предлагаемая схема й дозировки
Оценка безопасности во ВСЕХ категориях.
Перед смертью: клинические наблюдения, патология, химия.
После смерти: гистопатология и биораспределение.
Пример 12. Предлагаемое клиническое исследование.
Заявители выполнили исследования, указывающие на то, что ARCX-100 является и безопасным, и эффективным в преклинических моделях сердечной недостаточности и КИК. Результаты этих выполненных и предложенных исследований поддерживают предлагаемое заявителями клиническое испытание фаза I/II, оценивающее безопасность и эффективность лечения пациентов с КИК препаратом ARCX100.
Предлагаемое комбинированное исследование на 66 пациентах, фаза II, будет изучать безопасность и первоначальную эффективность применения ACRX-100 для лечения пациентов с КИК 5 класса по Рутерфорду. Безопасность будет наблюдаться в каждой группе путем документирования всех неблагоприятных событий (АЕ) и измерения стандартных лабораторных значений для крови (например, полный счет крови, уровни SDF-1 плазмы), с первоначальной конечной точкой безопасности большинства АЕ, установленной на 30 днях (группы 1 и 2) или 60 днях (группы 3, 4 и 5) после внесения в списки.
Во время фазы I исследования (группы 1-4) пациенты получат 8 или 16 инъекций в верхнюю и нижнюю части ноги либо одиночной дозы (группы 1 и 2) или сессии повторных доз на протяжении 4 недель (группы 3 и 4) ACRX-100 (табл. 9). Увеличение дозы включает удвоение количества инъекций от 8 инъекций (группа 1) до 16 инъекций (группа 2), продвигаясь от одноразовой дозы (группа 2) до 3 повторяющихся сессий дозировки (группа 3) и удвоения количества инъекций на дозу от 8 (группа 3) до 16 (группа 4). Исходя из того, что повторные дозы будут более эффективны, чем одиночная, группы 3 и 4 будут перемешаны случайным образом 2:1 для получения либо лекарства, либо плацебо (инъекция 5% декстрозы) для тестирования предварительной эффективности; группы 1 и 2 будут получать только активный препарат. Во всех группах эффективность будет оцениваться на протяжении 12 месяцев после первой дозы путем оценки следующих конечных точек: 1) значительные ампутации, 2) случай полного закрытия раны, 3) выживание, отличие от основной линии в, 4) степени изменения индекса заживления язвы, 5) транскутанный кислород (ТсРО2) и 6) боль в состоянии покоя.
На фазе II испытания (группа 5) 30 пациентов будут смешаны случайным образом 2:1 для получения либо ACRX-100 (в более эффективном режиме, чем группы 3 или 4), или наполнитель (5%-ный раствор декстрозы) (табл. 9). Безопасность и эффективность будут измеряться на тех же конечных точках, что и на фазе I, первоначальной конечной точкой эффективности является выживание без крупной ампутации. Все эскалации дозировки в фазе I и начало фазы II исследования будут происходить только в соответствии с обзором DSMC, как описано ниже.
- 37 031308
Если результаты фазы I/II указывают, что ACRX-100 эффективен в улучшении КИК с рекомендацией пациентов DSMC, первоначально перемешанных с контрольными группами, может быть предложено лечение ACRX-100 бесплатно, для пациента в следующем состоянии:
1. Пациент выполняет расписание после испытания.
2. Местный глава исследований определяет, что пациент все еще может получить преимущества благодаря лечению.
Если лечение проводится, пациент должен будет следовать расписанию, состоящему из (по меньшей мере) описанных конечных точек безопасности.
Таблица 9
Предлагаемый режим клинического дозирования фаза I/II
Все внесенные в списки пациенты получают нормальный стандартный уход для КИК, включая фармакологический (обезболивающие) и обработку ран (очистка, инфекционный контроль с помощью антибиотиков и т.д.) по мере необходимости. Однако по критериям включения/исключения пациент не будет получать хирургического лечения или лечения техникой внутреннего вмешательства, поскольку внесенные в список пациенты должны быть слабыми кандидатами на реваскуляризацию и не должны получать реваскуляризирующих процедур на протяжении 6 недель перед внесением в списки. Одной из причин того, что они являются слабыми кандидатами на реваскуляризацию, является то, что ишемия является результатом блокировки в многочисленных артериях, которые нельзя разблокировать или обойти. Это делает про-ангиогеническую терапию, такую как ACRX-100, привлекательной, поскольку у нее есть потенциал для создания новых кровеносных сосудов, происходящих из сосудов ишемизированной ноги, которые могут восстановить кровоток в большой области и таким образом улучшить симптомы, функции конечности и общие результаты.
В отсутствие терапии у этих пациентов плохой прогноз. Для пациентов с КИК, которые являются слабыми кандидатами на реваскуляризацию (также называемые пациентами с невосстановимым заболеванием), существует 40% вероятности ампутации на протяжении 6 месяцев. Более того, у них уровень смертности 25% на протяжении года, включая 3-5-кратное возрастание риска кардиоваскулярной смерти по сравнению с теми, кто не болен КИК.
Синопсис предлагаемого исследования фазы I/II представлен в табл. 11. 66 пациентов с незаживающими язвами (класс 5 по Рутерфорду) будут последовательно внесены в список не более чем в 15 клинических центрах. Каждый пациент получит прямые внутримышечные инъекции ACRX-100 и будет наблюдаться на протяжении 12 месяцев после первоначальной инъекции. ACRX-100 будет введен с помощью иглы 27 калибра с инъекциями, расположенными на бедре выше колена и нижней части ноги. Конечные точки безопасности и эффективности будут собраны как показано в табл. 11. В открытой части (группы 1 и 2) будет использоваться описательная статистика для сравнения вариаций продолжительного эффекта по группам, получающим препарат. Параметры безопасности будут собраны и оценены качественно или суммированы количественно с помощью описательной статистики, где это уместно. В смешанной части исследования (группы 3-5) либо ACRX-100, либо наполняющий контроль будут введены с применением тех же техник, что и на фазе I, в 8 или 16 мест инъекций на 0, 2 и 4 неделях после внесения в список. Статистическое сравнение каждой лечащейся группы с контрольной группой будет выполняться для всех переменных эффективности со статической важностью, определенной как р-значения менее 0,05.
Логистика исследования выглядит следующим образом. Перед внесением в список все пациенты должны предоставить письменное подтверждение ознакомления и согласия для участия в исследовании. Пациенты будут наблюдаться на протяжении 2 недель перед первой плановой инъекцией ACRX-100 с
- 38 031308 тестированием для определения приемлемости исследования. включая ABI и класс по Рутерфорду (табл. 11). Дальнейшая проверка безопасности (СМР. РТ/РТТ) и установление значений основной линии для конечных точек эффективности (ТсРО2. качество жизни. размер язвы) будет выполняться во время периода наблюдения. Субъект будет считаться внесенным в список. когда он или она приходит в клинику для подготовки к процедуре инъекции. В открытой части (группы 1 и 2) пациенты будут последовательно внесены в список. и все получат лечение ACRX-100. В смешанной случайным образом части (группы 3-5) каждый пациент будет выбран случайным образом. и в клинический центр сообщат о случайном выборе перед процедурой инъекции. Все пациенты будут следовать графику 1. 2. 4. 5 недель. 3. 6 и 12 месяцев после первой инъекции для оценки безопасности и эффективности (табл. 11). Для групп 1-4 каждый из первых 3 пациентов из списка будет отделен от остальных по меньшей мере 7 днями. После финальной дозы последнего пациента в группах 1-4 все данные о безопасности. собранные на протяжении 7 дней. следующих за введением каждому субъекту дозы ACRX-100. будут пересмотрены независимым DSMC. DSMC будет ответственным за просмотр данных о безопасности. вынесение решения по неблагоприятным событиям и рассмотрение любых данных о субъекте. которые соответствуют правилам прекращения. Комитет будет состоять из медицинского наблюдателя (без права голоса) и по меньшей мере 3 других членов. DSMC должен рекомендовать повышение следующей дозы на фазе I исследования и начало фазы II исследования.
Перед подачей на рассмотрение CLI IND национальный глава исследований и медицинский наблюдатель разработают список правил прекращения. которые. если какое-либо из них выполняется. будут требовать временной приостановки внесения в список лечения в соответствии с просмотренными DSMC данными.
Правомерность предложенного клинического дозирования.
Предложенные клинические дозы основаны на результатах неклинического исследования безопасности и эффективности дозировки (см. пример 11). Как показано в табл. 10 ниже. предлагаемая стартовая доза человека составляет 1 мг/мл ДНК на одно место инъекции на 1 мл (8 мг в целом). Эта стартовая доза была основана на результатах исследования безопасности и эффективности одноразовой дозы для кролика с КИК. Стартовая доза человека имеет ту же концентрацию и количество инъекций. что и эффективная доза в исследовании одиночной дозы для кролика (1 мг/мл в 0.5 мл на 8 местах инъекций. 4 мг в целом). Далее. стартовая человеческая доза составляет половину максимальной общей дозы ДНК. протестированной в исследовании одноразовой дозы для кролика (4 мг/мл в 0.5 мл на 8 местах инъекций. 16 мг в целом). Более высокий объем/место в исследовании фазы I. 1.0 мл является удвоением объема 0.5 мл из неклинического исследования. поскольку человеческая нижняя конечность значительно больше по мускульному весу. чем задняя конечность кролика.
Таблица 10
Дозы ACRX-100 для человека и животного
Предлагаемые дозы КИК фазы I также поддерживаются данными из преклинического исследования безопасности и эффективности при сердечной недостаточности у свиньи. описанной в примере 3 выше. Предлагаемая стартовая доза фазы I КИК 8 мг общей ДНК обеспечивает более чем 10-кратный уровень безопасности по сравнению с NOAEL 100 мг. обнаруженной при изучении безопасности при сердечной недостаточности свиньи. Максимальный объем ACRX-100. предложенный в исследовании фазы I КИК (16 мгх3 дозы) меньше. чем половина объема общей ДНК (100 мг). определенной как NOAEL для однократной дозы в исследовании эффективности и безопасности при сердечной недостаточности у свиньи.
Последнее. объем на инъекцию. который следует использовать в испытании фаза I КИК (1 мл). согласуется с объемом. использованным в исследовании сердечной недостаточности у свиньи. и нескольких опубликованных клинических исследованиях КИК.
После успешного завершения исследования фазы I/II будут разработаны либо последующее иссле- 39 031308 дование фазы II, или исследование поворотной фазы III для демонстрации безопасности и эффективности ACRX-100 в одной или множественных дозах для целевой популяции пациентов 5 класса по Рутерфорду с КИК.
Таблица 11
Синопсис фазы исследования I/II
- 40 031308
- 41 031308
исследования группе : 1 для получения повторных доз либо ACRXнаполнителя декстрозы;
внесения в список.
Методы
Методы
Каждый пациент будет исследования относительно безопасности и эффективности.
ACRX-100 или соответствующее плацебо
Продукт исследования
ACRX-100 наполнитель с помощью иглы 2/ дозировки калибра и шприца процедуру;
внутривенных расположенных нижнеи части ноги
Параметры крупные безопасности и неблагоприятные дней после инъекции эффективности крупной протяжении ампутации
Второстепенные конечные точки:
таблицу ознакомления полным списком
Группы 1 и
Описательная параметрическая статистика стандартное отклонение непараметрическая ; средние статистика значения интеркв ар тиль ныи диапазон оудут применяться для продолжительной сравнения переменных
Параметры оудут оценены суммированы описательной количественно помощью оценены каждой временной необработанные переменные основной отличие каждого пациента.
Группы статистика стандартное отклонение непараметрическая статистика значения квартильный диапазон будут применяться для продолжительной контрольной каждой эффективности каждого каждой временной необработанные переменные основной отличие каждого оудут пациента.
считаться
Параметры оценены суммированы описательной количественно помощью
Продолжительность наблюдением на протяжении исследования дней) после первоначальной дозы ACRX-100
Центры исследование проводиться более чем 15 клинических центрах исследования первичная эффективность:
выживание эффективности оудут параметра статистики где это уместно.
смешаны случайным образом пациентов будут дозируемой группами.
эффективности между дозируемыми группами.
эффективности оудут параметра
Каждый пациент где это уместно. Данные каждого статистики
- 42 031308
Таблица 12 Последующее расписания для фазы I/II КИК клинического испытания
- 43 031308
Из приведенного выше описания заявки специалисты в данной области воспримут информацию об улучшениях, изменениях и модификациях. Подобные улучшения, изменения и модификации в пределах знаний в данной области должны покрываться прилагаемыми пунктами формулы изобретения. Все патенты, заявки на патенты и публикации, процитированные в настоящем документе, включены в него во всей полноте путем ссылки.
Избранные последовательности раскрыты:
SEQ ID NO:1
KPVSLLYRCPCRFFESHVARANVKHLKILNTPNCALQIVARLKNNNRQVCIDPKLKWIQEYLE
KALNK
SEQ ID NO:2
MNAKWWLVLVLTALCLSDGKPVSLSYRCPCRFFESHVARANVKHLKILNTPNCALQIVARL
KNNNRQVCIDPKLKWIQEYLEKALNK
SEQ ID NO:3
MDAKWAVLALVLAALCISDGKPVSLSYRCPCRFFESHVARANVKHLKILNTPNCALQIVARL
KSNNRQVCIDPKLKWIQEYLDKALNK
SEQ ID NO:4 gccgcactttcactctccgtcagccgcattgcccgctcggcgtccggcccccgacccgcgctc gtccgcccgcccgcccgcccgcccgcgccatgaacgccaaggtcgtggtcgtgctggtcctcg tgctgaccgcgctctgcctcagcgacgggaagcccgtcagcctgagctacagatgcccatgcc gattcttcgaaagccatgttgccagagccaacgtcaagcatctcaaaattctcaacactccaa actgtgcccttcagattgtagcccggctgaagaacaacaacagacaagtgtgcattgacccga agetaaagtggattcaggagtacctggagaaagctttaaacaagtaagcacaacagccaaaaa ggactttccgctagacccactcgaggaaaactaaaaccttgtgagagatgaaagggcaaagac gtgggggagggggccttaaccatgaggaccaggtgtgtgtgtggggtgggcacattgatctgg gatcgggcctgaggtttgccagcatttagaccctgcatttatagcatacggtatgatattgca gcttatattcatccatgccctgtacctgtgcacgttggaacttttattactggggtttttcta agaaagaaattgtattatcaacagcattttcaagcagttagttccttcatgatcatcacaatc atcatcattctcattctcattttttaaatcaacgagtacttcaagatctgaatttggcttgtt tggagcatctcctctgctcccctggggagtctgggcacagtcaggtggtggcttaacagggag ctggaaaaagtgtcctttcttcagacactgaggctcccgcagcagcgcccctcccaagaggaa ggcctctgtggcactсадаtaccgactggggctgggcgccgccactgccttcacctcctettt caacctcagtgattggctctgtgggctccatgtagaagccactattactgggactgtgctcag agacccctctcccagctattcctactctctccccgactccgagagcatgcttaatcttgcttc tgcttctcatttctgtagcctgatcagcgccgcaccagccgggaagagggtgattgctggggc tcgtgccctgcatccctctcctcccagggcctgccccacagctcgggccctctgtgagatccg tctttggcctcctccagaatggagctggccctctcctggggatgtgtaatggtccccctgctt acccgcaaaagacaagtctttacagaatcaaatgcaattttaaatctgagagctcgctttgag tgactgggttttgtgattgcctctgaagcctatgtatgccatggaggcactaacaaactctga ggtttccgaaatcagaagcgaaaaaatcagtgaataaaccatcatcttgccactaccccctcc tgaagccacagcagggtttcaggttccaatcagaactgttggcaaggtgacatttccatgcat aaatgcgatccacagaaggtcctggtggtatttgtaactttttgcaaggcatttttttatata tatttttgtgcacatttttttttacgtttctttagaaaacaaatgtatttcaaaatatattta tagtcgaacaattcatatatttgaagtggagccatatgaatgtcagtagtttatacttctcta ttatctcaaactactggcaatttgtaaagaaatatatatgatatataaatgtgattgcagctt ttcaatgttagccacagtgtattttttcacttgtactaaaattgtatcaaatgtgacattata tgcactagcaataaaatgctaattgtttcatggtataaacgtcctactgtatgtgggaattta tttacctgaaataaaattcattagttgttagtgatggagcttaaaaaaaa
SEQ ID NO:5 ccatggacgccaaggtcgtcgctgtgctggccctggtgctggccgcgctctgcatcagtgacg gtaagccagtcagcctgagctacagatgcccctgccgattctttgagagccatgtcgccagag ccaacgtcaaacatctgaaaatcctcaacactccaaactgtgcccttсадаttgttgcaaggc tgaaaagcaacaacagacaagtgtgcattgacccgaaattaaagtggatccaagagtacctgg acaaagccttaaacaagtaagcacaacagcccaaaggactt
- 44 031308
СПИСОК ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ <110> THE CLEVELAND CLINIC FOUNDATION
JUVENTAS THERAPEUTICS, INC.
<120> ДОСТАВКА SDF-1 ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ИШЕМИЗИРОВАННОЙ ТКАНИ <130> 101521.000091 <140>
<141>
<150> 61/794742 <151> 2013-03-15 <160> 6 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 68 <212> Белок <213> Искусственная последовательность <220>
<223> Описание искусственной последовательности: синтетический полипептид <400> 1
55 60
Ala Leu Asn Lys <210> 2 <211> 89 <212> Белок <213> Homo sapiens <400> 2
- 45 031308
<210> 3 <211> 89 <212> Белок <213> Rattus norvegicus
Glu Tyr Leu Asp Lys Ala Leu Asn Lys <210> 4 <211> 1940 <212> ДНК <213> Homo sapiens <400> 4
- 46 031308
<210> 5 <211> 293 <212> ДНК <213> Rattus norvegicus <400> 5 ccatggacgc caaggtcgtc gctgtgctgg ccctggtgct ggccgcgctc tgcatcagtg 60
- 47 031308
<210> 6 <211> 3948 <212> ДНК <213> Искусственная последовательность <220>
<223> Описание искусственной последовательности: синтетический полинуклеотид
- 48 031308
- 49 031308
Scope of invention
This application relates to methods of delivering SDF-1 and compositions for treating cardiomyopathy, as well as the use of methods of delivering SDF-1 and compositions for treating ischemic cardiomyopathy. This application further relates to methods of delivering SDF-1 and compositions for the treatment of critical limb ischemia.
Background of the invention
Ischemia is a condition in which blood flow is completely obstructed or significantly reduced in certain parts of the body, which leads to a lack of oxygen, a decrease in the supply of substances and accumulation of metabolites. Although the degree of ischemia depends on the severity of the obstruction of the vessel, its duration, tissue sensitivity and the degree of development of collateral vessels, dysfunctions usually occur in ischemic organs and tissues, while prolonged ischemia leads to atrophy, denaturation, apoptosis and necrosis of the affected tissues.
In ischemic cardiomyopathies, which are diseases affecting the coronary arteries and causing myocardial ischemia, the degree of ischemic damage to myocardial cells is caused by a transition from reversible cell damage to irreversible cell damage as the duration of obstruction of the coronary artery increases.
Critical limb ischemia (CIC) is the latest stage of peripheral vascular disease (BPS) of the lower limbs of atherosclerotic nature and is associated with high morbidity and mortality from both cardiovascular diseases and large amputation.
The estimated frequency of CICs in the United States ranges from 125,000 to 250,000 patients per year, and it is assumed that it increases as patients age. The prevalence of BPS increases dramatically with age, the disease affects about 20% of Americans aged 65 years and older. The current standard of care for people with CIC includes revascularization of the lower extremities either through open and endovascular surgical interventions on peripheral vessels, or by amputation of the extremity (if revascularization was unsuccessful or impossible). One-year mortality of patients with CIC is 25% and can reach 45% among those who underwent amputation. Despite the advanced techniques of vascular and surgical interventions, a significant proportion of patients with CIC are not subject to revascularization. Among these patients, only from 20% to 30% of patients with CIC undergo treatment, for 30% more amputation will be required, and 23% will die within 3 months.
Gene therapy strategies for opening closed vessels or stimulating angiogenesis are being actively studied. In a clinical study involving 6 patients with CICs who were shown to have a large amputation, patients were evaluated on receiving NV1FGF, a non-viral gene therapy sequence expressing fibroblast growth factor 1 (FGF1), within 3-5 days prior to amputation. NV1FGF was administered intramuscularly at 8 sites in doses of 0.4 to 4 mg. In this clinical study, it was documented that, within 3 cm from the injection site of all doses, expression of transgenic FGF1 was observed, and that plasmids that had entered the blood vessel were quickly cleaved. A phase II double-blind, placebo-controlled, multicenter clinical study conducted in the United States (TALISMAN202) was evaluated by 71 patients treated with placebo CIC or NV1FGF as part of 1 of 5 treatment regimens in a dose of 2 to 16 mg administered by 8 intramuscular injections affected leg. This clinical study showed that intramuscular administration in doses up to 16 mg NV1FGF was safe and well tolerated. The primary end point was transcutaneous oxygen partial pressure, which increased in comparison with baseline values in the NV1FGF and placebo treatment groups, but healing of the ulcers improved in the NV1FGF treatment group. Similarly, in a double-blind, randomized, placebo-controlled study of 125 patients Nikol et al. showed that the introduction of NV1FGF significantly reduced (twice) the risk of all amputations, including large limb amputations, in addition, there was a tendency to reduce the risk of death. The obtained clinical studies have shown that the safety window in the treatment of free plasmid DNA is similar to that in the clinical study proposed by the applicants.
Summary of the Invention
This application relates to a method of treating cardiomyopathy in a patient. Cardiomyopathy may be, for example, cardiomyopathies associated with lung embolism, venous thrombosis, myocardial infarction, transient ischemic attack, peripheral vascular disease, atherosclerosis, and / or other myocardial damage or vascular disease. The method includes direct administration or local expression in a weakened, ischemic and / or peri-infarctional area of the patient's myocardial tissue, an amount of SDF-1 effective to obtain a functional improvement of at least one of the following parameters: the volume of the left ventricle, the area le
- 1,031,308 ventricle, left ventricular size, heart function, six-minute walk test result (6MWT), or assessment by the New York Heart Association (NYHA) functional classification.
In an aspect of this application, the amount of SDF-1 injected into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region of myocardial tissue is effective for obtaining a functional improvement of at least one of the following parameters: left-ventricular end-systolic volume, left ventricular ejection fraction, local violation index myocardial contractility, end-diastolic length of the left ventricle, end-systolic length of the left ventricle, end-diastolic area of the left ventricle, end-systolic area Adi left ventricle, left ventricular end-diastolic volume, six-minute walk test result (6MWT), or assessment by the New York Heart Association (NYHA) functional classification. In another aspect of this application, the amount of SDF-1 injected into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region is effective for improving the left ventricular end-systolic volume. In an additional aspect of the present application, the amount of SDF-1 introduced into the weakened, ischemic and / or peri-infarction region is effective for improving the left ventricular ejection fraction.
In some aspects of this application, the amount of SDF-1 injected into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region is effective in improving the left ventricular end-systolic volume by at least about 10%. In other aspects of this application, the amount of SDF-1 administered to a weakened, ischemic, and / or peri-infarct area is effective in improving the left ventricular end-systolic volume by at least about 15%. In still some further aspects of the present application, the amount of SDF-1 introduced into the weakened, ischemic and / or peri-infarction area is effective in improving the left ventricular finite systolic volume by at least about 10%, improving the left ventricular ejection fraction by at least about 10% , an improvement in the index of impaired local myocardial contractility by at least approximately 5%, an improvement in the distance when tested with six-minute walking at least 30 m and an improvement in the NYHA class by less measure at 1 class. In an additional aspect of the present application, the amount of SDF-1 introduced into the weakened, ischemic and / or peri-infarction region is effective in improving the left ventricular ejection fraction by at least about 10%.
In another aspect of the present application, the amount of SDF-1 administered to the weakened, ischemic and / or peri-infarction region is substantially effective in improving vasculogenesis in the weakened, ischemic and / or peri-infarct region by at least about 20%, determined by vascular density or measured by visualizing myocardial perfusion (for example, using single-photon emission computed tomography or positron emission tomography), while improving the total quiescent count, total stress score and / or su mmar account difference of at least about 10%. SDF-1 can be introduced by injecting a solution containing a plasmid expressing SDF-1 into a weakened, ischemic and / or peri-infarct region and expressing SDF-1 in a weakened, ischemic and / or peri-infarct region. SDF-1 can be expressed in a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region in an amount effective to improve the left ventricular end-systolic volume.
In an aspect of the present application, the plasmid SDF-1 can be injected into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region by repeated injections of the solution, with a solution containing from about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml plasmid SDF-1 being injected with each injection . In one example, the plasmid SDF-1 may be injected into a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region during at least about 10 injections. Each injection carried out in a weakened, ischemic and / or peri-infarct area may have a volume of at least about 0.2 ml. SDF-1 can be expressed in a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region for more than three days.
In the sample application, each injection of a solution containing plasmids expressing SDF-1 can be carried out in a volume of at least about 0.2 ml and at a concentration of plasmid SDF-1 from about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml per injection . In another aspect of the present application, at least one functional parameter of the heart can be improved by injecting a plasmid SDF-1 injected into a weakened, ischemic and / or peri-infarct region of the heart with an injection volume of at least one injection site, 2 ml, at least about 10 injection sites with a plasmid SDF-1 concentration from about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml per injection.
In an additional example, the amount of plasmid SDF-1 introduced into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region, which can improve at least one of the functional parameters of the heart, is more than approximately 4 mg. The volume of the plasmid SDF-1 solution introduced into the weakened, ischemic and / or peri-infarction region, which can improve at least one of the functional parameters of the heart, is
- 2 031308 at least approximately 10 ml.
In another aspect of this application, a creature that is administered SDF-1 may be a mammal, such as a human or a pig. Plasmid SDF-1 can be administered to a patient by catheterization, such as intracoronary catheterization or intraventricular catheterization. Patient's myocardial tissue can be visualized to determine the area of the weakened, ischemic and / or peri-infarct area before the introduction of the plasmid SDF-1, and the plasmid SDF-1 can be introduced into the weakened, ischemic and / or peri-infarction area identified during imaging. Visualization may include at least one of echocardiography, magnetic resonance imaging, coronary artery angiography, electroanatomical mapping, or fluoroscopy.
The application also relates to a method for treating myocardial infarction in a large mammal by injecting plasmid SDF-1 into the peri-infarction region of the mammalian myocardium using catheterization, such as intracoronary catheterization or intraventricular catheterization. SDF-1 catheterization can be expressed by the peri-infarction region in an amount effective to obtain a functional improvement of at least one of the following parameters: left ventricular volume, left ventricular area, left ventricular size, heart function, test result with a six-minute walk (6MWT) or assessments by the New York Heart Association's functional classification (NYHA).
In the aspect of the present application, the amount of SDF-1 injected into the peri-infarction region is effective for obtaining functional improvement of at least one of the indicators: left ventricular finite systolic volume, left ventricular ejection fraction, local myocardial contractility index, left ventricular finite diastolic length, finite systolic index the length of the left ventricle, the end-diastolic area of the left ventricle, the left ventricular end-systolic area, the left-ventricular final-systolic volume A test result with a six-minute walking (6MWT), or evaluation of the functional classification of New York Heart Association (NYHA).
In another aspect of the present application, the amount of SDF-1 administered to the peri-infarct region is effective for improving the left ventricular end-systolic volume. In an additional aspect of the present application, the amount of SDF-1 introduced into the weakened, ischemic and / or peri-infarction region is effective for improving the left ventricular ejection fraction.
In some aspects of the present application, the amount of SDF-1 administered to the peri-infarct region is effective in improving the left ventricular end-systolic volume by at least about 10%. In other aspects of this application, the amount of SDF-1 injected into the peri-infarction region is effective in improving the left ventricular end-systolic volume by at least about 15%. In additional aspects of this application, the amount of SDF-1 injected into the peri-infarct region is effective in improving the left ventricular end-systolic volume by at least about 10%, improving the left ventricular ejection fraction by at least about 10%, improving the impaired local contractility index myocardium by about 5%, improvement in distance when tested with six-minute walking at least 30 m, or improvement in the NYHA class by at least 1 class. In an additional aspect of the present application, the amount of SDF-1 introduced into the weakened, ischemic and / or peri-infarction region is effective in improving the left ventricular ejection fraction by at least about 10%.
In another aspect of the present application, the amount of SDF-1 administered in the peri-infarct area is substantially effective in improving vasculogenesis in the peri-infarction area by at least about 20%, as measured by vascular density.
In an aspect of the present application, the plasmid SDF-1 can be injected into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region by repeated injections of the solution, with a solution containing from about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml plasmid SDF-1 being injected with each injection . In one example, the plasmid SDF-1 may be injected into a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region during at least about 10 injections. Each injection carried out in a weakened, ischemic and / or peri-infarct area may have a volume of at least about 0.2 ml. SDF-1 can be expressed in a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region for more than three days.
In the sample application, each injection of a solution containing plasmids expressing SDF-1 can be carried out in a volume of at least about 0.2 ml and at a concentration of plasmid SDF-1 from about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml per injection . In another aspect of the present application, at least one functional parameter of the heart can be improved by injecting a plasmid SDF-1 injected into a weakened, ischemic and / or peri-infarct region of the heart with an injection volume of at least one injection site, 2 ml, at least about 10 injection sites with a plasmid SDF-1 concentration from about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml per injection.
- 3 031308
In an additional example, the amount of plasmid SDF-1 introduced into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region, which can improve at least one of the functional parameters of the heart, is more than approximately 4 mg. The volume of the plasmid SDF-1 solution introduced into the weakened, ischemic and / or peri-infarction region, which can improve at least one of the functional parameters of the heart, is at least about 10 ml.
The application further relates to a method for improving the left ventricular end-systolic volume in a large mammal after myocardial infarction. The method includes the introduction of plasmid SDF-1 in the peri-infarction region by intraventricular catheterization. SDF-1 can be expressed in the peri-infarction region in an amount effective to obtain a functional improvement in the left ventricular end-systolic volume.
In some aspects of the present application, the amount of SDF-1 administered to the peri-infarct region is effective in improving the left ventricular end-systolic volume by at least about 10%. In other aspects of this application, the amount of SDF-1 injected into the peri-infarction region is effective in improving the left ventricular end-systolic volume by at least about 15%. In additional aspects of this application, the amount of SDF-1 injected into the peri-infarct region is effective in improving the left ventricular end-systolic volume by at least about 10%, improving the left ventricular ejection fraction by at least about 10%, improving the impaired local contractility index myocardium by about 5%, improvement in distance when tested with six-minute walking at least 30 m, or improvement in the NYHA class by at least 1 class.
In an aspect of the present application, the plasmid SDF-1 can be injected into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region by repeated injections of the solution, with a solution containing from about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml plasmid SDF-1 being injected with each injection . In one example, the plasmid SDF-1 may be injected into a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region during at least about 10 injections. Each injection carried out in a weakened, ischemic and / or peri-infarct area may have a volume of at least about 0.2 ml. SDF-1 can be expressed in a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region for more than three days.
In the sample application, each injection of a solution containing plasmids expressing SDF-1 may have a volume of at least about 0.2 ml, and the concentration of plasmid SDF-1 is from about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml per injection . In another aspect of the present application, the endosystolic volume of the left ventricle of the heart can be improved by at least about 10% by injecting the plasmid SDF-1 into a weakened, ischemic and / or peri-infarct region of the heart with an injection volume of at least one injection site. 0.2 ml, at least about 10 places for injection and at a concentration of plasmid SDF-1 from about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml per injection.
In an additional example, the amount of plasmid SDF-1 introduced into a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region and effective to improve the left ventricular end-systolic volume is more than about 4 mg. The volume of the plasmid SDF-1 solution introduced into the weakened, ischemic and / or peri-infarction region and effective for improving the left ventricular end-systolic volume of the heart is at least about 10 ml.
This application further relates to a method for treating critical limb ischemia in a patient. The method includes the introduction of ACRX-100 (also known as JVS-100), which is a sterile biological product (consisting of a plasmid containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, free plasmid DNA encoding human SDF-1 cDNA and 5% dextrose ), by direct injection into the ischemic limb. Preferably, injections are made directly into muscle tissue, for example, the upper leg (quadriceps muscle of the thigh) and / or lower leg (preferably the gastrocnemius muscle), using multiple injection sites. The sequence of this plasmid is shown below.
The sequence of the plasmid used in the product ACRX-100 (also known as JVS100)
- 4 031308
AGATCTCCTAGGGAGTCCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCCCGCCTGGCTGACCGCCCAAC GACSSSCGSSCATTGACGTCAATAATGACGTATGTTSSCATAGTAACGSCAATAGGGACTTTC CATTGACGTCAATGGGTGGAGTATTTACGGTAAACTGCCCACTTGGCAGTACATCAAGTGTAT CATATGCCAAGTACGCCCCCTATTGACGTCAATGACGGTAAATGGCCCGCCTGGCATTATGCC CAGTACATGACCTTATGGGACTTTCCTACTTGGCAGTACATCTACGTATTAGTCATCGCTATT ACCATGGTGATGCGGTTTTGGCAGTACATCAATGGGCGTGGATAGCGGTTTGACTCACGGGGA TTTCCAAGTCTCCACCCCATTGACGTCAATGGGAGTTTGTTTTGGCACCAAAATCAACGGGAC TTTCCAAAATGTCGTAACAACTCCGCCCCATTGACGCAAATGGGCGGTAGGCGTGTACGGTGG GAGGTCTATATAAGCAGAGCTCGTTTAGTGAACCGTCAGATCGCCTGGAGACGCCATCCACGC TGTTTTGACCTCCATAGAAGACACCGGGACCGATCCAGCCTCCGCGGCCGGGAACGGTGCATT GGAACGCGGATTCCCCGTGCCAAGAGTGACGTAAGTACCGCCTATAGAGTCTATAGGCCCACC CCCTTGGCTTCTTATGCATGCTATACTGTTTTTGGCTTGGGGTCTATACACCCCCGCTTCCTC ATGTTATAGGTGATGGTATAGCTTAGCCTATAGGTGTGGGTTATTGACCATTATTGACCACTC CCCTATTGGTGACGATACTTTCCATTACTAATCCATAACATGGCTCTTTGCCACAACTCTCTT TATTGGCTATATGCCAATACACTGTCCTTCAGAGACTGACACGGACTCTGTATTTTTACAGGA TGGGGTCTCATTTATTATTTACAAATTCACAT ATACAACACCACCGTCCCCAGTGCCCGCAGT TTTTATTAAACATAACGTGGGATCTCCACGCGAATCTCGGGTACGTGTTCCGGACATGGGCTC TTCTCCGGTAGCGGCGGAGCTTCTACATCCGAGCCCTGCTCCCATGCCTCCAGCGACTCATGG TCGCTCGGCAGCTCCTTGCTCCTAACAGTGGAGGCCAGACTTAGGCACAGCACGATGCCCACC ACCACCAGTGTGCCGCACAAGGCCGTGGCGGTAGGGTATGTGTCTGAAAATGAGCTCGGGGAG CGGGCTTGCACCGCTGACGCATTTGGAAGACTTAAGGCAGCGGCAGAAGAAGATGCAGGCAGC TGAGTTGTTGTGTTCTGATAAGAGTCAGAGGTAACTCCCGTTGCGGTGCTGTTAACGGTGGAG GGCAGTGTAGTCTGAGCAGTACTCGTTGCTGCCGCGCGCGCCACCAGACATAATAGCTGACAG ACTAACAGACTGTTCCTTTCCATGGGTCTTTTCTGCAGTCACCGTCCTTGCCATCGGTGACCA CTAGTGGCTCGCATCTCTCCTTCACGCGCCCGCCGCCCTACCTGAGGCCGCCATCCACGCCGG TTGAGTCGCGTTCTGCCGCCTCCCGCCTGTGGTGCCTCCTGAACTGCGTCCGCCGTCTAGGTA agtttaaagctcaggtcgagaccgggcctttgtccggcgctcccttggagcctacctagactc AGCCGGCTCTCCACGCTTTGCCTGACCCTGCTTGCTCAACTCTACGTCTTTGTTTCGTTTTCT GTTCTGCGCCGTTACAGATCGGTACCAAGCTTGCCACCACCATGAACGCCAAGGTCGTGGTCG TGCTGGTCCTCGTGCTGACCGCGCTCTGCCTCAGCGACGGGAAGCCCGTCAGCCTGAGCTACA GATGCCCATGCCGATTCTTCGAAAGCCATGTTGCCAGAGCCAACGTCAAGCATCTCAAAATTC T SAACA CSSSAAAC TGTGCCCTT CAGAT TGTAGCCCGGCT GAAGAACAACAACAGACAAGT GT GCATTGACCCGAAGCTAAAGTGGATTCAGGAGTACCTGGAGAAAGCCTTAAACAAGTAATCTA GAGGGCCCTATTCTATAGTGTCACCTAAATGCTAGAGCTCGCTGATCAGCCTCGACTGTGCCT TCTAGTTGCCAGCCATCTGTTGTTTGCCCCTCCCCCGTGCCTTCCTTGACCCTGGAAGGTGCC ACTCCCACTGTCCTTTCCTAATAAAATGAGGAAATTGCATCGCATTGTCTGAGTAGGTGTCAT TCTATTCTGGGGGGTGGGGTGGGGCAGGACAGCAAGGGGGAGGATTGGGAAGACAATAGCAGG CATGCTGGGGATGCGGTGGGCTCTATGGCTTCTGAGGCGGAAAGAACCAGGGCCGCGGTGGCC ATCATGACCAAAATSSSTTAACGTGAGTTTTCGTTSSACTGAGCGTCAGACSSCGTAGAAAAG ATCAAAGGATCTTCTTGAGATCCTTTTTTTCTGCGCGTAATCTGCTGCTTGCAAACAAAAAAA CCACCGCTACCAGCGGTGGTTTGTTTGCCGGATCAAGAGCTACCAACTCTTTTTCCGAAGGTA ACTGGCTTCAGCAGAGCGCAGATACCAAATACTGTTCTTCTAGTGTAGCCGTAGTTAGGCCAC CACTTCAAGAACTCTGTAGCACCGCCTACATACCTCGCTCTGCTAATCCTGTTACCAGTGGCT GCTGCCAGTGGCGATAAGTCGTGTCTTACCGGGTTGGACTCAAGACGATAGTTACCGGATAAG GCGCAGCGGTCGGGCTGAACGGGGGGTTCGTGCACACAGCCCAGCTTGGAGCGAACGACCTAC ACCGAACTGAGATACCTACAGCGTGAGCTATGAGAAAGCGCCACGCTTCCCGAAGGGAGAAAG GCGGACAGGTATCCGGTAAGCGGCAGGGTCG GAACAGGAGAGCGCACGAGGGAGCTTCCAGGG GGAAACGCCTGGTATCTTTATAGTCCTGTCGGGTTTCGCCACCTCTGACTTGAGCGTCGATTT TTGTGATGCTCGTCAGGGGGGCGGAGCCTATGGAAAAACGCCAGCAACGCGGCCTTTTTACGG TTCCTGGCCTTTTGCTGGCCTTTTGCTCACATGAATTCAGAAGAACTCGTCAAGAAGGCGATA GAAGGCGATGCGCTGCGAATCGGGAGCGGCGATACCGTAAAGCACGAGGAAGCGGTCAGCCCA TTCGCCGCCAAGCTCTTCAGCAATATCACGGGTAGCCAACGCTATGTCCTGATAGCGGTCCGC CACACCCAGCCGGCCACAGTCGATGAATCCAGAAAAGCGGCCATTTTCCACCATGATATTCGG CAAGCAGGCATCGCCATGGGTCACGACGAGATCCTCGCCGTCGGGCATGCTCGCCTTGAGCCT GGCGAACAGTTCGGCTGGCGCGAGCCCCTGATGCTCTTCGTCCAGATCATCCTGATCGACAAG ACCGGCTTCCATCCGAGTACGTGCTCGCTCGATGCGATGTTTCGCTTGGTGGTCGAATGGGCA GGTAGCCGGATCAAGCGTATGCAGCCGCCGCATTGCATCAGCCATGATGGATACTTTCTCGGC AGGAGCAAGGTGAGATGACAGGAGATCCTGCCCCGGCACTTCGCCCAATAGCAGCCAGTCCCT TCCCGCTTCAGTGACAACGTCGAGCACAGCTGCGCAAGGAACGCCCGTCGTGGCCAGCCACGA TAGCCGCGCTGCCTCGTCTTGCAGTTCATTCAGGGCACCGGACAGGTCGGTCTTGACAAAAAG AACCGGGCGCCCCTGCGCTGACAGCCGGAACACGGCGGCATCAGAGCAGCCGATTGTCTGTTG TGCCCAGTCATAGCCGAATAGCCTCTCCACCCAAGCGGCCGGAGAACCTGCGTGCAATCCATC TTGTTCA ATCATGCGAAACGATCCTCATCCTGTCTCTTGATC (SEQ ID N0: 6)
- 5 031308
Brief description of the figures
The above and other features of the application will become apparent to those skilled in the art to which this invention pertains upon reading the following description with reference to the accompanying figures.
FIG. 1 is a diagram depicting the expression of luciferase at different amounts and volumes of cDNA in a model in pigs.
FIG. 2 is a diagram depicting the percentage change in left-ventricular end-systolic volume with different amounts of plasmid SDF-1, determined using a model of congestive heart failure in pigs 30 days after injection of SDF-1.
FIG. 3 is a diagram depicting the percentage change in the left ventricular ejection fraction with varying amounts of plasmid SDF-1, determined using the congestive heart failure model in pigs 30 days after injection of SDF-1.
FIG. 4 is a diagram depicting the percentage change in the index of impaired local myocardial contractility with different amounts of plasmid SDF-1, determined using the model of congestive heart failure in pigs 30 days after injection of SDF-1.
FIG. 5 is a diagram depicting the percent change in left ventricular end-systolic volume with different amounts of plasmid SDF-1, determined using a model of congestive heart failure in pigs 90 days after injection of SDF-1.
FIG. 6 is a diagram depicting the percentage change in vascular density with different amounts of plasmid SDF-1, determined using a model of congestive heart failure in pigs 30 days after injection of SDF-1.
FIG. 7 is a schematic representation of the SDF-1 plasmid vector.
FIG. 8 shows an image showing plasmid expression in a significant part of the pig's heart.
FIG. 9 shows a diagram depicting the end-systolic volume of the left ventricle at the initial time and 30 days after the first injection. In all groups, a similar increase in the left ventricular end-systolic volume was shown after 30 days. N = 3 for all points on the graph. Data are presented as mean ± standard error of the mean (SOS).
FIG. 10 is a diagram depicting the left ventricular ejection fraction at the initial time and 30 days after the first injection. In all groups, there was no improvement in the left ventricular ejection fraction. N = 3 for all points on the graph. Data are presented as mean ± SOS.
FIG. Figure 11 shows an image of luciferase expression in a rat ischemic leg 3 days after injection (A) and a schema for the duration of the ACRX-100 vector when expressed in the model of hind limb ischemia (IZK) in rodents (B).
FIG. 12 shows the image of bioluminescence in the muscle of the rabbit hind limb 3 days after the injection of the cDNA plasmid ACL-01110L containing the luciferase gene.
FIG. 13 is a diagram of the dosing parameters of ACL-01110L when introduced into the rabbit's hind limb.
FIG. 14 shows an example of angiograms and evaluation of the rabbit's hind limb at the initial time point (A and C) and 30 days after the injection of ACRX-100 (B and D).
FIG. Figure 15 shows a chart of the percentage change in angiographic assessment 30 and 60 days after injection of ACRX-100, which was normalized to control groups.
FIG. 16 shows the biodistribution scheme of ACRX-100 after injection into the heart muscle.
FIG. 17 shows the relationship between the expression of SDF-1 and CXCR4 after ischemic injury. CXCR4 is the main receptor for the SDF-1 protein.
Detailed description
Unless otherwise indicated, all technical and scientific terms used herein have a generally accepted meaning, known to the person skilled in the art to which the application (s) belongs. All patents, patent applications, published applications and publications, sequences from the Genbank database, websites and other published materials referred to throughout the disclosure of the present invention, unless otherwise indicated, are incorporated herein in their entirety by reference. . If there is a set of values for the term specified in this document, the value specified in this section takes precedence. Unless otherwise indicated, all technical terms used in this document have a generally accepted meaning, known to the person skilled in the art to which this application relates. The well-known meanings of terms from the field of molecular biology can be found, for example, in Rieger et al., Glossary of Genetics: Classical and Molecular, 5th edition, SpringerVerlag: New York, 1991; and Lewin, Genes V, Oxford University Press: New York, 1994.
This document describes methods involving conventional techniques used in the field of molecular biology. Such techniques are commonly known in this field and are described in detail in methodological manuals such as Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd edition, v.1-3,
- 6,031,308 edited by Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989; and Current Protocols in Molecular Biology, ed. Ausubel et al., Greene Publishing and Wiley-Interscience, New York, 1992 (with periodic updates). Methods for chemical synthesis of nucleic acids are discussed, for example, in Beaucage and Carruthers, Tetra. Letts. 22: 1859-1862, 1981 and Matteucci et al., J. Am. Chern. Soc. 103: 3185, 1981. Chemical synthesis of nucleic acids can be carried out, for example, using commercially available automatic oligonucleotide synthesizers. Immunological methods (eg, production of antigen-specific antibodies, immunoprecipitation and immunoblotting) are described, for example, in Current Protocols in Immunology, ed. Coligan et al., John Wiley & Sons, New York, 1991 and Methods of Immunological Analysis, ed. Masseyeff et al., John Wiley & Sons, New York, 1992. The generally accepted methods of gene transfer and gene therapy have also been adapted for use in this application (see, for example, Gene Therapy: Principles and Applications, edited by T. Blackenstein, Springer Verlag , 1999; Gene Therapy Protocols (Methods in Molecular Medicine), edited by R. Robbins, Humana Press, 1997 and Retro-vectors for the Human Gene Therapy, edited by S. R. Hodgson, Springer Verlag, 1996.
If the link is given to a uniform resource locator or other similar pointer or address, it should be understood that such pointers may change, and specific information on the Internet may appear and disappear, but equivalent information can be found on the Internet during a search. In addition, the link indicates the availability and wide dissemination of such information.
As used herein, the abbreviation ACRX-100 refers to a sterile biological product consisting of a plasmid containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, free plasmid DNA encoding human SDF-1 cDNA, and 5% dextrose (in this application ACRX -100 may also be called JVS-100).
The term “nucleic acid” as used herein refers to a polynucleotide containing at least two covalently linked nucleotides or nucleotide analogs. The nucleic acid may be deoxyribonucleic acid (DNA), ribonucleic acid (RNA), or an analogue of DNA or RNA. Nucleotide analogs are commercially available, and methods for producing polynucleotides containing similar nucleotide analogs are also known (Lin et al. (1994) Nucl. Acids Res. 22: 5220-5234; Jellinek et al. (1995) Biochemistry 34: 11363-11372; Pagratis et al. (1997) Nature Biotechnol. 15: 68-73). The nucleic acid may be single-stranded, double-stranded, or a mixture thereof. In this document, unless otherwise indicated or obvious from the context, the nucleic acid is double-stranded.
The term DNA is intended to include all types and sizes of DNA molecules, including EDNA, plasmids and DNA, containing modified nucleotides and analogs of nucleotides.
As used herein, the term nucleotides includes mono-, di- and triphosphates of nucleosides. The nucleotides also include modified nucleotides, non-limiting examples of which include thiophosphate nucleotides, desapurine nucleotides, and other nucleotide analogs.
As used herein, the term “subject or patient” refers to animals in whose body large DNA molecules must be introduced. It includes higher organisms such as mammals and birds, including humans, primates, rodents, cattle, pigs, rabbits, goats, sheep, mice, rats, guinea pigs, cats, dogs, horses, chickens, etc.
The term “large mammal” as used in this document means a mammal whose normal weight in adulthood is at least 10 kg. Such large mammals may include, for example, humans, primates, dogs, pigs and cattle, meaning that mammals of a smaller size, such as mice, rats, guinea pigs and other rodents, are excluded from consideration.
As used herein, the term “administering to a patient” means a procedure by which one or more delivery vehicles and / or large nucleic acid molecules, together or separately, are administered or applied to the patient in such a way that the target cells that the patient ultimately interacts with. and / or large nucleic acid molecules.
Used in this document, the term delivery, interchangeable with the term transduction, refers to the process by which exogenous nucleic acid molecules are transferred into the cell so that they are inside the cell. The delivery of nucleic acids is a process that differs from the expression of nucleic acids.
As used herein, the term Multiple Cloning Patch (CMP) is a section of a nucleic acid in a plasmid that contains a number of sections cleaved by a restriction enzyme, any of which can be used together with a standard recombination technique for splitting a vector. The term enzyme digestion by a restriction enzyme means the catalytic breakdown of a nucleic acid molecule by an enzyme that acts only on certain parts of the nucleic acid molecule. Many of these restriction enzymes
- 7 031308 commercially available. The use of such enzymes is well known to those skilled in the art. Often, the vector is linearized or fragmented by a restriction enzyme that cleaves the molecule within the CMP to ensure that exogenous sequences are linked to the vector.
As used in this document, the term "origin of replication" (often called THP) means the specific nucleic acid sequence with which replication begins. Alternatively, a stand-alone repeating sequence (ANN) may be used. if the host cell belongs to yeast.
As used herein, the term selectable or selectable markers means the introduction of detectable changes into the cell, allowing easy identification of cells containing the expression vector. In general, a selectable marker is a marker that gives a property that provides detection. A positive selectable marker is a marker. in the presence of which detection is ensured, while the negative marker selectable is the marker. in whose presence identification is impossible. An example of a positive selectable marker is the drug resistance marker. Normally turning on the marker. selected by sensitivity to the drug. contributes to the cloning and identification of transformants. for example genes. which are responsible for neomycin resistance. puromycin. hygromycin. dihydrofolate reductase. alanine aminotransferase. zeocin and histidinol. as well as useful selectable markers. In addition to the markers. responsible for the phenotype. providing the definition of transformants on the basis of giving them some properties. other types of markers are also provided. including selected markers. such as green fluorescent protein. determination of which is based on calorimetric analysis. Alternatively, selectable enzymes can be used. such as thymidine kinase (TK) of herpes simplex virus or chloramphenicol acetyltransferase (CAT). The person skilled in the art should also be aware of the use of immunological markers. possibly. in combination with the sorting of cells with activated fluorescence. The type of marker used is not considered important until then. as long as it can be expressed simultaneously with the nucleic acid. gene encoding product. Additional examples of selectable and selectable markers are well known to the person skilled in the art.
Used in this document, the term transfection is used to refer to the absorption of a cell of foreign DNA. A cell is considered transfected. if exogenous DNA was introduced through the cell membrane. Many transfection techniques are well known in the art (see, for example, Graham et al. Virology 52: 456 (1973); Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual (1989); Davis et al. Basic Methods in Molecular Biology (1986); Chu et al., Gene 13: 197 (1981)). Similar techniques can be used to introduce one or more exogenous DNA compounds. such as nucleotide integration vector and other nucleic acid molecules. in suitable cell owners. This term covers chemical. electrical and viral transfection procedures.
Used in this document, the term expression means a process. during which the nucleic acid is translated to form peptides or transcribed to form RNA. which eg. can be translated to form peptides. polypeptides or proteins. If the nucleic acid is derived from genomic DNA. belonging to the corresponding eukaryotic host cell or eukaryotic organism. expression may involve splicing of mRNA. In the case of expression of a heterologous nucleic acid in a host cell, this substance must first be delivered to the cell. and then. when it will be inside the cage. ultimately stay inside the core.
The term gene therapy as used herein includes the transfer of heterologous DNA into mammalian cells. in particular man. suffering from a disorder or disease. against which are directed treatment or diagnosis. DNA is introduced into selected target cells in this way. so that heterologous DNA is expressed and the drug coded in it is produced. Alternatively, heterologous DNA may in some way cause the expression of DNA. which encodes a therapeutic drug; she can encode the product. such as peptide or RNA. which in some way causes. directly or indirectly. expression of the drug. Gene therapy can also be used to deliver nucleic acid. gene encoding product. in order to replace a defective gene or add a gene product. produced by the body of a mammal or a cell. into which the nucleic acid was introduced. The nucleic acid introduced may encode a therapeutically active compound. such as growth factor or its inhibitor. tumor necrosis factor or its inhibitor. as well as the receptor. which is not normally produced in the host mammal, or which is not produced in therapeutically effective amounts or over time. sufficient to provide a therapeutic effect. This heterologous DNA. coding drug. may be modified prior to introduction into the cells of the affected host organism in order to enhance or otherwise alter the product or to express it.
The term heterologous nucleic acid sequence as used herein.
- 8,031,308 slots usually refer to DNA encoding RNA and proteins that are not normally produced in vivo in the cell in which they are to be expressed, as well as causing or encoding mediators that alter the expression of endogenous DNA by affecting transcription, translation or other regulated biochemical processes. This heterologous nucleic acid sequence may also be referred to as foreign DNA. Any DNA that can be considered or determined by a person skilled in the art as heterologous or foreign to the cell in which it is to be expressed, in this document, refers to heterologous DNA. Examples of heterologous DNA include unlimited DNA that encodes detectable protein markers, such as proteins for drug resistance, DNA that encodes therapeutically effective substances, such as anti-cancer drugs, enzymes and hormones, and DNA that encodes other types of proteins, such as antibodies. Antibodies encoded in heterologous DNA can be secreted or expressed on the surface of the cell into which the heterologous DNA has been introduced.
As used herein, the term cardiomyopathy refers to the disruption of the functioning of the myocardium (i.e., cardiac muscle) caused by any cause. Patients with cardiomyopathy are often at risk for arrhythmias, sudden cardiac death, and hospitalization or death due to heart failure.
The term ischemic cardiomyopathy, as used herein, means weakness of the heart muscle caused by insufficient oxygen supply to the myocardium, the most common cause of which is coronary insufficiency.
The term coronary heart disease, as used herein, refers to any condition in which the heart muscle is affected or ineffective due to complete or relative insufficiency of the blood supply; Atherosclerosis is the most common cause. Coronary artery disease, acute myocardial infarction, chronic ischemic heart disease and sudden cardiac death are referred to coronary heart disease.
As used in this document, the term myocardial infarction refers to the damage or death of a portion of the heart muscle (myocardium) due to the inability of the blood supply to this portion.
The term six-minute walk test, or 6MWT, as used in this document means a test that measures the distance a patient can quickly travel on a flat solid surface for 6 minutes (6MWD). It assesses the general and joint reactions of all systems involved in the exercise, including the respiratory and cardiovascular systems, systemic circulation, peripheral circulation, blood, neuromuscular units, and muscle metabolism. It does not provide specific information about the functioning of each individual organ and system involved in the exercise, or the mechanism for limiting exercise performance, which is possible during cardiopulmonary tests with maximum exercise. When conducting a 6MWT performed at an arbitrary pace, the submaximal level of functionality is assessed (see examples in AM J Respir Crit Care Med, vol. 166, p. 111-117 (2002)).
The term Functional Classification of the New York Heart Association (NYHA), as used herein, refers to the classification of degrees of heart failure. With it, patients fall into one of four categories based on how limited they are in their physical activity; limitations / symptoms relate to normal breathing, varying degrees of dyspnea, and heart pain.
This application relates to compositions and methods for treating cardiomyopathy in a patient who
- 9 031308 Paradise led to a decrease and / or impaired functional abilities of the myocardium. Cardiomyopathy to be treated with the compositions and methods provided herein may include cardiomyopathies associated with pulmonary embolism, venous thrombosis, myocardial infarction, transient ischemic attack, peripheral vascular disease, atherosclerosis, ischemic heart disease, and / or other myocardial disease. . A method for treating cardiomyopathy may include local administration (or local delivery) to a weakened myocardial tissue, ischemic myocardial tissue and / or apoptotic myocardial tissue, such as a peri-infarction region of the heart, resulting from a myocardial infarction, a certain amount of stromal growth factor-1 (SDF-1) which is effective for obtaining a functional improvement of at least one of the following parameters: the volume of the left ventricle, the area of the left ventricle, the size of the left ventricle, the function of the heart, the result of the test Ia with the six-minute walking (6MWT) or evaluation for functional classification of New York Heart Association (NYHA).
Using a model of heart failure in pigs that mimics human heart failure, it was found that the functional improvement of ischemic myocardial tissue depends on the amount, dose, and / or delivery of SDF-1 introduced into the ischemic myocardial tissue, and that the amount, dose, and / or the delivery of SDF-1, introduced into the ischemic myocardial tissue, can be optimized so that the parameters of the functional ability of the myocardium, such as the volume of the left ventricle, the area of the left ventricle, size left ventricular or heart function, essentially improved. As discussed below, in some aspects, the amount, concentration, and volume of SDF-1 injected into ischemic myocardial tissue can be adjusted and / or optimized to significantly improve functional parameters (for example, left ventricular volume, left ventricular area, left ventricular size, heart function , a six-minute walk test result (6MWT) or an assessment by the New York Heart Association's (NYHA) functional classification while reducing unwanted side effects.
In one example, SDF-1 can be injected directly or locally into a weakened area, ischemic area and / or peri-infarction area of myocardial tissue of a large mammal (for example, a pig or a human) in which a deterioration or distortion of the functional function of the heart, such as the volume of the left ventricle, is observed , the area of the left ventricle, the size of the left ventricle or the function of the heart, which is a consequence of ischemic cardiomyopathy, such as myocardial infarction. Deterioration or distortion of the functional parameter may include, for example, an increase in the left ventricular end-systolic volume, a decrease in the left ventricular ejection fraction, a decrease in the index of local myocardial contractility, an increase in the end-diastolic length of the left ventricle, an increase in the end-systolic length of the left ventricle, an increase in the end-diastolic area left ventricle (for example, at the level of the mitral valve and the level of attachment of the papillary muscle), an increase in the end-systolic area left ventricle (for example, at the level of the mitral valve and the level of attachment of the papillary muscle) or an increase in the end-systolic volume of the left ventricle, measured, for example, using echocardiography.
In an aspect of this application, the amount of SDF-1 introduced into a weakened, ischemic and / or peri-infarction portion of the myocardial tissue of a large mammal may be an amount effective to improve at least one of the functional parameters of the myocardium, such as reducing the left ventricular end-systolic volume , an increase in the left ventricular ejection fraction, a decrease in the index of impaired local myocardial contractility, a decrease in the end-diastolic length of the left ventricle, a decrease in the end-systolic left ventricular length, decreased left ventricular end-diastolic area (for example, at the level of the mitral valve and papillary muscle attachment level), reduced left-ventricular end-systolic area (for example, at the level of the mitral valve and the level of papillary muscle attachment) or reduced systolic volume of the left ventricle, measured, for example, with the help of echocardiography, as well as patient's improvement of the test result with a six-minute walk (6MWT) or evaluation by functional classification H w York Heart Association (NYHA).
In another aspect of the present application, the amount of SDF-1 introduced into a weakened, ischemic and / or peri-infarction portion of the myocardial tissue of a large mammal with cardiomyopathy is effective for improving the left-ventricular left-ventricular volume in a mammal at least about 10%, more specifically less at least about 15%, 30 days after administration, as determined using echocardiography. The percentage improvement is relative for each patient who has undergone treatment, and is based on the corresponding parameter, the value of which was measured before or during the treatment intervention or treatment.
In an additional aspect of the present application, the amount of SDF-1 introduced into a weakened, ischemic and / or peri-infarction portion of the myocardial tissue of a large mammal with cardiomyopathy is effective in improving the left ventricular end-systolic volume by at least about 10%, improving the left ventricular ejection fraction in at least at
- 10,031,308 at about 10% and an improvement in the index of impaired local myocardial contractility by about 5% 30 days after administration, as determined using echocardiography.
In yet another additional aspect of the present application, the amount of SDF-1 administered in a weakened, ischemic and / or peri-infarctional portion of the myocardial tissue of a large mammal with cardiomyopathy is effective for improving vasculogenesis in a weakened, ischemic, and / or peri-infarcting region of at least 20% determined according to vascular density or an increase in cardiac perfusion, established using single-photon emission computed tomography. A 20% improvement in vasculogenesis has been shown to be clinically significant (Losordo Circulation 2002; 105: 2012).
In yet another additional aspect of the present application, the amount of SDF-1 introduced into a weakened, ischemic and / or peri-infarctional portion of the myocardial tissue of a large mammal with cardiomyopathy is effective for improving the distance when tested with six minutes walking at least 30 m or improving the NYHA class at least measure 1 class.
SDF-1 described in this document can be inserted into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region of myocardial tissue, starting from the moment of tissue damage (for example, due to myocardial infarction), and continue for hours, days, weeks, or months after the start of a decrease in SDF-expression one. The period of introduction of SDF-1 into cells can begin almost immediately after the onset of cardiomyopathy (for example, myocardial infarction) and continue for days, weeks, or months after the onset of ischemic disorder or tissue damage.
In accordance with the present application, SDF-1, introduced into a weakened ischemic and / or peri-infarction region of myocardial tissue, may have an amino acid sequence that is substantially similar to mammalian SDF-1 own amino acid sequence. The amino acid sequence of the SDF-1 protein found in many different mammals, including humans, mice and rats, is known. Amino acid sequences of human SDF-1 and rat are at least approximately 92% identical (for example, approximately 97% identical). SDF-1 may have two isoforms, SDF-1a and SDF-1P, which are referred to herein as SDF-1, unless otherwise indicated.
SDF-1 may have an amino acid sequence substantially identical to SEQ ID NO: 1. SDF-1, overexpressed, also has an amino acid sequence substantially identical to one of the mammalian SDF-1 proteins mentioned above. For example, SDF-1, over-expressed, may have an amino acid sequence substantially identical to SEQ ID NO: 2. SEQ ID NO: 2, which essentially contains SEQ ID NO: 1, is the amino acid sequence of human SDF-1 and has an access number in the GenBank database NP954637. SDF-1, subject to overexpression, may have an amino acid sequence that is substantially identical to SEQ ID NO: 3. SEQ ID NO: 3 contains the rat SDF amino acid sequences and has an access number in the GenBank database AAF01066.
In accordance with the present application, the SDF-1 may also be a variant of the mammal SDF-1, such as a fragment, analogue and derivative of the mammal SDF-1. Such variants include, for example, a polypeptide encoded in a naturally occurring allelic variant of the native gene SDF-1 (i.e., in a naturally occurring nucleic acid that encodes the naturally occurring mammalian SDF-1 polypeptide), encoded in the form of a native the SDF-1 gene subjected to alternative splicing, a polypeptide encoded in the homologue or ortholog of the native gene SDF-1, and a polypeptide encoded in the version of the native gene SDF-1, which is not found in nature.
SDF-1 variants have a peptide sequence that differs from the native SDF-1 polypeptide by one or more amino acids. The peptide sequence of such variants may be subject to deletion, addition or replacement of one or more amino acids in comparison with the SDF-1 variant. Amino acid inserts are preferably composed of approximately 1-4 consecutive amino acids, and the deletion preferably affects approximately 1 to 10 consecutive amino acids. SDF-1 variant polypeptides essentially retain the functional activity of native SDF-1. Examples of polypeptide variants of SDF-1 can be obtained by expressing nucleic acid molecules that allow for changes in conservative and silent regions. One example of an SDF-1 variant is listed in US Pat. No. 7,405,195, which is incorporated herein by reference in its entirety.
Fragments of an SDF-1 polypeptide corresponding to one or more specific motifs and / or domains, or of arbitrary size, are included in the scope of the invention as the subject of this application. Isolated peptidyl parts of SDF-1 can be obtained by screening peptides made recombinantly from the corresponding nucleic acid fragment encoding such peptides. For example, an SDF-1 polypeptide can be arbitrarily divided into fragments of the required length without overlapping the fragments or preferably divided into overlapping fragments of the required length. Fragments can be obtained recombinantly and investigated to determine the identity of these peptidyl fragments, which can
- 11 031308 to enhance the function of agonists of native CXCR-4 polypeptides.
Versions of the SDF-1 polypeptides may also include recombinant forms of the SDF1 polypeptides. In some embodiments, the implementation of the recombinant polypeptides in addition to the SDF-1 polypeptides are encoded in a nucleic acid, the sequence of which is at least 70% identical to the nucleic acid sequence of the gene encoding a mammal SDF-1.
SDF-1 variants may include agonistic forms of a protein that constantly possesses the functional activity of native SDF-1. Other variants of SDF-1 may include substances that are resistant to proteolytic cleavage, for example, in connection with mutations that alter target sequences for proteases. Since a change in the amino acid sequence of a peptide results in a variant that has one or more forms of the functional activity of native SDF-1, such a change can be easily detected by examining the variant for the presence of functional activity characteristic of native SDF-1.
The SDF-1 nucleic acid, which encodes the SDF-1 protein, can be a native or non-native nucleic acid, and also be in the form of RNA or DNA (for example, eDNA, genomic DNA and synthetic DNA). DNA can be double-stranded or single-stranded, and single-stranded DNA can be represented by a coding (sense) or non-coding (antisense) chain. A given nucleic acid coding sequence in which SDF-1 is encoded may be essentially the same as the nucleotide sequence of the SDF-1 gene, such as the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 5. SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 5 contain, respectively, the nucleic acid sequences of human SDF-1 and SDF-1 rats, which are essentially the same as the nucleotide sequences with the access number in the GenBank NM199168 database and the access number in the GenBank AF189724 database .
The SDF-1 nucleotide acid coding sequence may also be another coding sequence that, due to the redundancy or degeneracy of the genetic code, encodes the same polypeptide as SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, and SEQ ID NO: 3.
Other nucleic acid molecules that encode SDF-1 are variants of native SDF-1, which encode fragments, analogs, and derivatives of native SDF-1. Such variants can be, for example, a naturally occurring allelic variant of the native SDF-1 gene, a homologue or ortholog of the native SDF-1 gene, and also a non-naturally occurring allelic variant of the native SDF-1 gene. Such variants of SDF-1 have a nucleotide sequence that differs from the native SDF-1 gene by one or more bases. For example, the nucleotide sequence of such variants may be subject to deletion, addition or replacement of one or more nucleotides in comparison with the native SDF-1 gene. Nucleic acid inserts are preferably composed of about 1-10 consecutive nucleotides, and the deletion preferably affects about 1 to 10 consecutive nucleotides.
In other applications in the SDF-1 variant, significant changes in the structure are observed, which can be obtained by nucleotide substitutions, causing less conservative changes in the encoded polypeptide. Examples of such nucleotide substitutions can serve as substitutions that cause changes (a) to the structure of the polypeptide backbone; (b) the charge or hydrophobicity of the polypeptide; or (c) the size of the amino acid side chain. Nucleotide substitutions, in which large changes in protein properties are usually expected, are associated with non-conservative changes in codons.
Examples of changes in codons that are likely to cause large changes in the structure of a protein are changes causing (a) a hydrophilic residue (for example, serine or threonine) to be replaced by a hydrophobic residue (for example, leucine, isoleucine, phenylalanine, valine or alanine ); (b) cysteine or proline to another residue; (c) a residue having a positive side charge chain (eg, lysine, arginine or histidine), a negative charge residue (eg glutamine or asparagine), or (d) a residue having a bulk side chain (eg phenylalanine), for a residue that does not have a side chain (for example, glycine).
Naturally occurring allelic variants of the native SDF-1 gene are nucleic acids isolated from mammalian tissue and have a sequence that is at least 70% identical to the native SDF-1 gene, and encode polypeptides that have structural similarity to the native SDF-1 polypeptide. Homologues of the native SDF-1 gene are nucleic acids isolated from other species and have a sequence that is at least 70% identical to the native gene, and encode polypeptides that have structural similarity to the native SDF-1 polypeptide. In public and / or private databases of nucleic acids, a search can be conducted to determine other nucleic acid molecules whose sequence has a large percentage of similarity (for example, 70% or more identical) with the native SDF-1 gene.
Non-naturally occurring variants of the SDF-1 gene are nucleic acids that are not found in nature (for example, can be made by humans), have a sequence that is identical to the SDF-1 gene by at least 70%, and encode polypeptides with structural similarity with native SDF-1 polypeptide. Examples of non-naturally occurring variants.
- 12 031308 of the SDF-1 gene serve as variants encoding a fragment of the native SDF-1 protein, which hybridizes with the native SDF-1 gene or the complementary chain to the SDF-1 gene under harsh conditions, and the sequence is identical to at least 65% of the native gene SDF-1 or complementary chain to the native gene SDF-1.
Nucleic acids encoding fragments of the native SDF-1 gene, in some embodiments, encode the amino acid residues of the native SDF-1. Shorter oligonucleotides that encode fragments of native SDF-1 or hybridize with nucleic acids that encode fragments of native SDF-1 can be used as probes, primers, or antisense molecules. Longer polynucleotides that encode fragments of native SDF-1 or hybridize with nucleic acids that encode fragments of native SDF-1 can also be used in various aspects of this application. Nucleic acids encoding fragments of native SDF-1 can be obtained by enzymatic cleavage (for example, using a restriction enzyme) or by chemical decomposition of the full-size native SDF-1 gene or its variants.
Nucleic acids that hybridize under stringent conditions with one of the nucleic acids mentioned above can also be used in this document. For example, such nucleic acids can hybridize with one of the above-mentioned nucleic acids under conditions of low, medium and high stringency.
Nucleic acid molecules encoding a hybrid protein SDF-1 can also be used in some embodiments. Such nucleic acids can be obtained by preparing a construct (for example, an expression vector) that expresses the SDF-1 fusion protein when introduced into a suitable target cell. For example, a similar construct can be made by binding a first polynucleotide encoding an SDF-1 protein hybridized relative to a reading frame with a second polynucleotide encoding another protein, so that the expression of the construct in a suitable expression system allows for the production of a hybrid protein.
Nucleic acids encoding SDF-1 can be modified at the level of a nitrogenous base, carbohydrate residue or phosphate backbone, for example, to improve the stability of the molecule, its hybridization, etc. The nucleic acids described herein may additionally contain other additional groups, such as peptides (for example, for receptors specific for target cells in vivo) or agents that facilitate movement across the cell membrane and hybridization-activated cleavage of molecules. For this purpose, nucleic acids can be conjugated to another molecule (for example, a peptide), activated by hybridization with a cross-linking agent, carrier, activated by hybridization with a cleaving agent, etc.
SDF-1 can be delivered to a weakened, ischemic and / or peri-infarction region of myocardial tissue by injecting SDF-1 protein into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region, or introducing a weakened, ischemic and / or peri-infarction portion of myocardial tissue of the factor that causes , increases and / or activates the expression of SDF-1 (i.e. SDF-1 factor).
Cell-expressed SDF-1 protein can be the product of expression of a genetically modified cell.
The factor that causes, enhances and / or activates the expression of SDF-1 may contain the natural or synthetic nucleic acids described in this document, which can be incorporated into recombinant nucleic acid constructs, usually DNA constructs, intended for introduction and replication in cells myocardial tissue. Such a construct may contain a replication system and sequences intended for transcription and translation of the sequence encoding the polypeptide in the specified cell.
One way of introducing a factor into a target cell involves the use of gene therapy. In some embodiments of this application, gene therapy can be used to express SDF-1 protein in a weakened, ischemic, and / or peri-infarction portion of myocardial tissue in vivo.
In an aspect of this application, a vector comprising a nucleotide encoding an SDF-1 protein can be used as part of gene therapy. A vector (sometimes referred to as a gene delivery vehicle or gene transfer vehicle) refers to a macromolecule or complex of molecules containing a polynucleotide that must be delivered to a target cell in vitro or in vivo. A polynucleotide to be delivered may contain the coding sequence necessary for gene therapy. Vectors include, for example, viral vectors (such as adenoviruses (Ad), adeno-associated viruses (AAV) and retroviruses), non-viral vectors, liposomes and other lipid-containing complexes, as well as other macromolecular complexes designed to ensure the delivery of the polynucleotide into the target cell.
Vectors may also contain other components or functional groups that additionally modulate gene delivery and / or gene expression or otherwise impart useful
- 13 031308 properties to target cells. Other such components include, for example, components that affect binding or specificity to the cell (including components that modulate specific binding to a cell of a particular type or tissue); components that affect cell uptake of a nucleic acid from a vector; components that influence the location of the polynucleotide in the cell after absorption (such as factors that modulate penetration into the nucleus), and components that influence the expression of the polynucleotide. Such components may also include markers, such as detectable and / or selectable markers, which can be used to detect or select cells that must absorb and express the nucleic acid delivered by the vector. Such components may be a natural feature of the vector (such as using some viral vectors that contain components or functional groups that modulate binding and uptake), or vectors must be modified to provide such functionality.
Selectable markers can be positive, negative or bifunctional. Positive selectable markers allow for the selection of cells carrying markers, while negative selectable markers provide for selective removal of cells carrying markers. Many such marker genes have been described, including bifunctional (i.e., positive / negative) markers (see, for example, Lupton, S., international patent application WO 92/08796, published May 29, 1992; and Lupton S., international patent application WO 94/28143, published December 8, 1994). Such marker genes may be an additional method of control, which may be preferred as part of gene therapy. A large number of similar vectors are known and widely available in this area.
Vectors for use for the purposes described in this document include viral vectors, lipid-based vectors, and other non-viral vectors designed to deliver the nucleotide into cells of a weakened, ischemic, and / or peri-infarction region of myocardial tissue. The vector may be a specific vector, in particular a specific vector, which preferably binds to the cells of the weakened, ischemic and / or peri-infarction portion of the myocardial tissue. Viral vectors for use in the methods provided for in this document may include vectors with low toxicity for cells of the weakened, ischemic, and / or peri-infarction portion of myocardial tissue and causing the production of SDF-1 protein, which has therapeutic value, the tissue to which they are specific.
Examples of viral vectors include vectors derived from adenovirus (Ad) or adeno-associated virus (AAV). Human and non-human viral vectors can be used, the recombinant viral vector may not be able to replicate in humans. If the vector is represented by an adenovirus, the vector may contain a polynucleotide that has a promoter functionally linked to the gene encoding the SDF-1 protein, and may not have the ability to replicate in humans.
Other viral vectors that can be used in accordance with the method presented in this application include herpes simplex virus (HSV) vectors. HSV-based vectors from which one or more of the early gene (IE) genes have been removed are preferred because they are generally not cytotoxic, persist in a state similar to the latent one in the target cell, and provide efficient transduction in the target cell. Recombinant HSV-based vectors can contain approximately 30 thousand nucleotides of a heterologous nucleic acid.
Retroviruses, such as C-type retroviruses and lentiviruses, can also be used in some embodiments of this application. For example, retroviral vectors can be based on the mouse leukemia virus (MLV) (see, for example, Hu and Pathak, Pharmacal. Rev. 52: 493-511, 2000 and Pong et al., Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst 17: 1-60, 2000). MLV-based vectors can contain up to 8,000 heterologous (therapeutic) DNA nucleotides instead of viral genes. This heterologous DNA may contain a tissue-specific promoter and SDF-1 nucleic acid. In methods of delivery to cells located in the immediate vicinity of the affected area, it can also encode a ligand for a tissue-specific receptor.
Additional retroviral vectors that can be used are lentivirus-based vectors that are not replicable, including vectors based on the human immunodeficiency virus (HIV) (see, for example, Vigna and Naldini, J. Gene Med. 5: 308- 316, 2000 and Miyoshi et al., J. Viral. 72: 8150-8157, 1998). Lentivirus-based vectors are preferred because they are capable of infecting cells that are actively dividing and not dividing. They are also highly effective for transduction in human epithelial cells.
Lentiviral vectors used in the methods presented in this document can be derived from human and other organ lentiviruses (including monkey immunodeficiency virus). Examples of lentivirus-based vectors contain nucleic acid sequences necessary for virus propagation and a tissue-specific promoter that is functionally linked to the SDF-1 gene. The former may include viral long terminal repeats, prime binding site
- 14,031,308 pa, polypurine site, site of attachment and site of capsidation.
A lentivirus-based vector can be packaged in any suitable lentivirus capsid. This replacement of one capsomer with a protein from another virus is called pseudotyping. The vector capsid may contain proteins from the membranes of other viruses, including the mouse leukemia virus (MLV) or vesicular stomatitis virus (VSV). Using the VSV G-protein allows you to get a high titer of the vector and achieve greater stability of the virus particles of the vector.
Alphavirus-based vectors derived from the Semliki forest virus (SFV) and Sindbis virus (SIN) can also be used in this document. The use of alphaviruses is described in Lundstrom K., Intervirology 43: 247-257, 2000 and Perri et al., Journal of Virology 74: 9802-9807, 2000.
He replicable recombinant alphavirus-based vectors are preferred because they provide increased expression of the heterologous (therapeutic) gene and infect a wide range of target cells. The alphavirus replicons can be specific to certain cell types by presenting on the surface of the virion a functional heterologous ligand or binding domain that can provide selective binding to target cells expressing a recognized binding partner. The alphavirus replicons can be in a latent state, which results in long-term expression of the heterologous nucleic acid in the target cell. Replicons can also induce short-term expression of a heterologous nucleic acid in a target cell.
In many viral vectors compatible with the methods of this application, more than one promoter may be included in the vector to allow the expression of more than one heterologous gene using a vector. In addition, the vector may contain a sequence that encodes a signal peptide or other compound that facilitates the expression of the SDF-1 gene product in a target cell.
In order to combine the beneficial properties of the two systems of viral vectors, hybrid viral vectors can be used to deliver SDF-1 nucleic acid to target tissue. Standard techniques for constructing hybrid vectors are well known to those skilled in the art. Similar techniques can be found, for example, in Sambrook, et al., In Molecular Cloning: A laboratory manual. Cold Spring Harbor, NY, or in a variety of laboratory instructions that discuss techniques for recombinant DNA production. The double-stranded AAV genomes in adenovirus capsids containing a combination of inverted terminal AAV repeats and adenoviruses can also be used for cell transduction. In another embodiment, an AAV-based vector may be placed in a gutted, helper-dependent or high-capacity adenovirus-based vector. Adenovirus / AAV hybrid vectors are discussed in Lieber et al., J. Viral. 73: 9314-9324, 1999. Retrovirus / adenovirus hybrid vectors are discussed in Zheng et al., Nature Biotechnol. 18: 176-186, 2000. Retroviral genomes contained within adenovirus can be inserted into the genome of the target cell and stably affect the expression of the SDF-1 gene.
Additionally, other nucleotide sequence elements that facilitate the expression of the SDF-1 gene and cloning a vector are considered. For example, the presence of enhancers against the course of transcription relative to the promoter or terminators along the transcription relative to the coding region, for example, may facilitate expression.
In accordance with another aspect of the present application, the tissue-specific promoter can be hybridized with the SDF-1 gene. Due to the hybridization of a tissue-specific promoter with an adenovirus-based construct, transgene expression is limited to a specific tissue. The efficiency of gene expression and the degree of specificity provided by the tissue-specific promoters can be determined using the recombinant adenovirus system described in this document.
In addition to viral-based methods, non-viral methods can also be used to introduce an SDF-1 nucleic acid into a target cell. An overview of non-viral gene delivery methods is provided in Nishikawa and Huang, Human Gene Ther. 12: 861-870, 2001. In accordance with the present invention, in the example of a non-viral gene delivery method, plasmid DNA is used to introduce the SDF-1 nucleic acid into the cell. Plasmid-based gene delivery methods are well known in the art. In one example, the plasmid vector may have a structure that is shown schematically in FIG. 7. The plasmid vector shown in FIG. 7, contains a cytomegalovirus (CMV) enhancer and the CMV promoter against transcription relative to the SDF-1a cDNA sequence (RNA). Optionally, synthetic molecules can be developed for gene transfer to form multimolecular aggregates with SDF-1 plasmid DNA. These aggregates can be designed to bind to cells of the weakened, ischemic, and / or peri-infarction portion of myocardial tissue. Cationic amphiphiles, including lipopolyamines and cationic lipids, can be used to provide receptor-independent transfer of SDF-1 nucleic acid to target cells (for example, cardiomyocytes). In addition, pre-prepared cationic liposomes or cationic lipids can be mixed with plasmid DNA to create complexes for transfecting cells. Methods involving cationic lipid formulations are discussed in Feigner et al., Ann. NY Acad. Sci. 772: 126-139, 1995 and basic and Templeton, Adv. Drug de
- 15 031308 livery Rev. 20: 221-266, 1996. For gene delivery, DNA can also be attached to an amphipathic cationic peptide (Fominaya et al., J. Gene Med. 2: 455-464, 2000).
Techniques involving the simultaneous use of viral and non-viral components can also be used in this document. For example, a plasmid based on Epstein-Barr virus (EBV) for delivery of a therapeutic gene is described in Cui et al., Gene Therapy 8: 1508-1513, 2001. In addition, the method includes the use of adenovirus-linked DNA / ligand / polycation auxiliary, described in Curiel Dl ·., Nat. Immun. 13: 141-164, 1994.
In addition, the SDF-1 nucleic acid can be introduced into a target cell by transfecting target cells using electro-impulse cell-opening techniques. Electropulse cell pore opening techniques are well known and can be used to facilitate the transfection of cells using plasmid DNA.
If necessary, the vectors encoding the expression of SDF-1 can be delivered to the target cell as an injectable preparation containing a pharmaceutically acceptable carrier, such as saline. Other pharmaceutical carriers, formulations and dosages may also be used in accordance with the present invention.
In one aspect of the present invention, a vector may contain a plasmid SDF-1, as shown, for example, in FIG. 7. In preferred embodiments, the implementation of the plasmid SDF-1 contains the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6. Plasmid SDF-1 can be delivered to the cells of the weakened, ischemic and / or peri-infarction region of the myocardial tissue by directly injecting the plasmid vector with SDF-1 into the weakened, ischemic and / or peri-infarct portion of the myocardial tissue in an amount effective to improve at least one myocardial function, such as the volume of the left ventricle, the area of the left ventricle, the size of the left ventricle or the work of the heart, as well as the patient’s improvement in the test Minute walking (6MWT) or assessments by the functional classification of the New York Heart Association (NYHA). By directly injecting the vector into the weakened, ischemic and / or peri-infarction portion of myocardial tissue or along its periphery, it is possible to carry out an even more specific transfection using a vector with minimal loss of recombinant vectors. This type of injection administration provides local transfection of the required number of cells, especially if they are close to the weakened, ischemic and / or peri-infarction region of myocardial tissue, thereby maximizing the therapeutic efficacy of gene transfer and minimizing the possibility of an inflammatory response to viral proteins.
In an aspect of this application, a plasmid SDF-1 can be introduced into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region by repeated injections of an SDF-1 solution expressing plasmid DNA, each injection containing from about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml plasmid SDF-1. In one example, the plasmid SDF-1 may be injected into a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region during at least about 10 injections, at least about 15 injections, or at least about 20 injections. Repeated injections of the plasmid SDF-1 into the weakened, ischemic and / or peri-infarction region allow therapeutic effects on a large area and / or number of cells of the weakened, ischemic and / or peri-infarct region.
Each injection injected into a weakened, ischemic and / or peri-infarct area may have a volume of at least about 0.2 ml. The total volume of the solution, which includes the amount of plasmid SDF-1 introduced into the weakened, ischemic and / or peri-infarct region, which can improve at least one functional parameter of the heart, is at least about 10 ml.
In one example, the plasmid SDF-1 may be injected into a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region during at least about 10 injections. Each injection carried out in a weakened, ischemic and / or peri-infarct area may have a volume of at least about 0.2 ml. SDF-1 can be expressed in a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region for more than three days.
For example, each injection of a solution containing plasmids expressing SDF-1 can be carried out in a volume of at least about 0.2 ml and at a concentration of plasmid SDF-1 from about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml per injection. In another aspect of the present application, at least one functional parameter of the heart can be improved by injecting plasmid SDF-1 into a weakened, ischemic and / or peri-infarction region of the heart with an injection volume of at least one injection site of at least about 0.2 ml , at least about 10 injection sites with a plasmid SDF-1 concentration of about 0.33 mg / ml to about 5 mg / ml per injection.
Using a model of congestive heart failure in pigs, it was found that injections of a solution of plasmid SDF-1, having a concentration of less than about 0.33 mg / ml or more than about 5 mg / ml, with an injection volume per injection site of at least approximately
- 16 031308
0.2 ml, within the model of congestive heart failure in pigs, resulted in a small, if any, functional improvement in the volume of the left ventricle, the area of the left ventricle, the size of the left ventricle, or the function of the heart undergoing treatment.
In another aspect of this application, the amount of plasmid SDF-1 introduced into a weakened, ischemic and / or peri-infarct region that can improve at least one of the functional parameters of the heart should be more than about 4 mg and less than about 100 mg per therapeutic intervention . The amount of plasmid SDF-1 introduced during therapeutic intervention in this document corresponds to the total amount of plasmid SDF-1 administered to the patient during the therapeutic procedure and calculated to provide or obtain a therapeutic effect. It may include the total amount of plasmid SDF-1 administered per injection for a specific therapeutic intervention, or the total amount of plasmid SDF-1 administered for multiple injections as part of a therapeutic intervention. Using a model of congestive heart failure in pigs, it was found that the introduction of approximately 4 mg of plasmid SDF-1 DNA through direct injection of plasmid SDF-1 into the heart resulted in no functional improvement in left ventricular volume, left ventricular area, left ventricular size or heart function, subjected to treatment. Moreover, the introduction of approximately 100 mg of SDF-1 plasmid DNA through direct injection of plasmid SDF-1 into the heart resulted in no functional improvement in left ventricular volume, left ventricular area, left ventricular size, or treated heart function.
In some aspects of the present application, SDF-1 may be expressed in a therapeutically effective amount or dose in a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region after transfection with a plasmid vector with SDF-1 for more than three days. Expression of SDF-1 in a therapeutically effective dose or amount for more than three days may provide a therapeutic effect in a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region. Preferably, SDF-1 can be expressed in a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region after transfection with a plasmid vector with SDF-1 in a therapeutically effective amount for less than 90 days to reduce possible chronic and / or cytotoxic effects, which can reduce therapeutic efficacy. SDF-1 administration to the patient.
It should be borne in mind that the amount, volume, concentration and / or dosage of plasmid SDF-1 administered to any animal or person depends on various factors, including patient size, body surface area, age, specific composition to be entered, gender , time and mode of administration, general health and other drugs, administered simultaneously. Specific variants of the above quantities, volumes, concentrations and / or dosages of the plasmid SDF-1 can be easily determined by a person skilled in the art using experimental methods, which are described below.
In another aspect of the present application, plasmid SDF-1 may be administered via direct injection using catheterization, such as intraventricular catheterization or intramyocardial catheterization. In one example, a device with a deflectable guide catheter may be advanced into the left ventricle in the opposite direction along the aortic valve. After installing the device in the left ventricle, the plasmid SDF-1 can be injected into the peri-infarction region (from the septal and lateral side) of the left ventricle. Typically, 1.0 ml of the plasmid SDF-1 solution can be injected for approximately 60 seconds. A patient undergoing treatment may be given at least about 10 injections (for example, a total of about 15 to about 20 injections).
Patient's myocardial tissue can be visualized prior to the introduction of the plasmid SDF-1 to determine the area of the weakened, ischemic and / or peri-infarct region prior to the introduction of the plasmid SDF-1. The definition of a weakened, ischemic and / or peri-infarction region by visualization provides greater accuracy of intervention and the specificity of the effect of the plasmid SDF-1 on the weakened, ischemic and / or peri-infarction region. The imaging technique used to determine the weakened, ischemic, and / or peri-infarct portion of the myocardial tissue may include any known heart imaging technique. Such imaging techniques may include, for example, at least one of echocardiography, magnetic resonance imaging, coronary artery angiography, electroanatomical mapping, or fluoroscopy. It should be borne in mind that other imaging techniques can also be used with which the weakened, ischemic and / or peri-infarction myocardial region can be determined.
Optionally, other substances other than SDF-1 nucleic acids (for example, the SDF-1 plasmid) can be introduced into a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region of myocardial tissue to allow the expression of SDF-1 by weakened, ischemic, and / or peri-infarction cells plot. For example, substances that enhance transcription of a gene encoding SDF-1, enhance translation of mRNA encoding SDF-1, and / or reduce the cleavage of mRNA encoding SDF-1 can be used to increase the content of SDF-1 protein. Speed increase
- 17 031308 transcription of a gene in a cell can be achieved by introducing an exogenous promoter against transcription relative to the gene encoding SDF-1. Enhancer elements that contribute to the expression of a heterologous gene can also be used.
Other factors may include other proteins, chemokines and cytokines, which, when injected into target cells, activate the expression of SDF-1 in a weakened, ischemic, and / or peri-infarct region of myocardial tissue. Such factors may include, for example, insulin-like growth factor (IGF) -1, for which the ability to activate the expression of SDF-1 when introduced into mesenchymal stem cells (MSC) was shown (Circ. Res. 2008, Nov 21; 103 (11) : 1300-98); protein sonic hedgehog (Shh), for which the ability to activate the expression of SDF-1 when introduced into mature fibroblasts was shown (Nature Medicine, volume 11, number 11 of November 23); transforming growth factor β (TGF-β), for which the ability to activate the expression of SDF-1 when introduced into human mesothelial cells of the human peritoneum (HPMC) was shown to be activated; interleukin-shch (IL-1 β), platelet growth factor (PDGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), tumor necrosis factor-alpha (TNF-a) and parathyroid hormone (PTH), for which the ability to express has been shown SDF-1 when injected into human primary osteoblasts (NOV) mixed with bone marrow stromal cells (BMSC) and human osteoblast-like cell lines (Bone, 2006, Apr; 38 (4): 497-508); Thymosin - ['> 4. for which it has been shown to activate expression when introduced into bone marrow cells (IUDs) (Curr. Pharm. Des. 2007; 13 (31): 3245-51); and a hypoxia-inducible factor, 1a (HIF-1), for which the ability to activate SDF-1 expression was shown when introduced into progenitor cells isolated from bone marrow (Cardiovasc. Res. 2008, E. Pub.). Such factors can be used to treat specific cardiomyopathies, since such cells are methods for activating the expression of SDF-1 in response to the presence or introduction of a specific cytokine.
The SDF-1 protein or factor that causes the enhancement and / or activation of the expression of SDF-1 can be introduced into the attenuated, ischemic and / or peri-infarction region of myocardial tissue in pure form or as part of a pharmaceutical composition. The pharmaceutical composition may provide for the local release of SDF-1 or factor into the cells of the weakened, ischemic and / or peri-infarct region that is being treated. In accordance with the present application, pharmaceutical compositions typically contain some amount of SDF-1 or factor mixed with a pharmaceutically acceptable diluent or adjuvant, such as a sterile aqueous solution, to obtain a wide range of final concentrations depending on the intended use. Methods of obtaining well-known in this field, their examples can be found in Pharmaceutical Sciences, 16th edition, Mack Publishing Company, 1980, which is incorporated into this document by reference. Moreover, for human administration, the drugs must comply with the standards of sterility, pyrogenicity, general safety and purity set by the Department of Biological Standards of the Food and Drug Administration (FDA).
The pharmaceutical composition may be in the form of a single dose injectable dosage form (eg, solution, suspension, and / or emulsion). Examples of pharmaceutical formulations that can be used for injection include sterile aqueous solutions or dispersions and sterile powders for reconstitution in sterile injectable solutions or dispersions. The carrier can be a solvent or dispersion medium containing, for example, water, ethanol, a polyhydric alcohol (for example, glycerin, propylene glycol, liquid polyethylene glycol, etc.), dextrose, saline or phosphate-buffered saline, their suitable mixtures and vegetable oils.
Proper fluidity can be maintained, for example, by the use of a coating such as lecithin, by the maintenance of the required particle size in the case of dispersion and by the use of surfactants. Anhydrous carriers such as cottonseed oil, sesame oil, soybean oil, corn oil, sunflower oil, peanut oil, and esters such as isopropyl maleate can also be used as a solvent system for compounds of the composition.
In addition, various additives may be added that maintain the stability, sterility, and isotonicity of the compositions, including antimicrobial preservatives, antioxidants, chelating agents, and buffers. Prevention of the influence of microorganisms can be achieved by using various antibacterial and antifungal agents, for example, parabens, chlorobutanol, phenol, sorbic acid, etc. In many cases it may be necessary to include isotonic agents, for example, sugars, sodium chloride, etc. Prolonged absorption of the pharmaceutical injectable form can be achieved by the use of agents that delay absorption, for example, aluminum monostearate and gelatin. In accordance with the methods described in this document, any carriers, diluents or additives used must be compatible with the compounds.
If necessary, sterile solutions for injection can be obtained by adding the required number of compounds used in the methods described in this document, in the appropriate solvent, containing various amounts of other ingredients.
- 18 031308
Slow-release pharmaceutical capsules or formulations and sustained-release preparations can also be used in connection with general availability. Slow release formulations are generally designed to provide a constant concentration of the drug over a long period of time and can be used to deliver SDF-1 or factor. Slow release formulations are usually implanted in the vicinity of a weakened, ischemic, and / or peri-infarction region of myocardial tissue.
Examples of drugs for long-term absorption include semipermeable matrices of solid hydrophobic polymers containing SDF-1 or factor, and these matrices are in the form of shaped articles, such as films or microcapsules. Examples of matrices of continuous absorption include polyesters, hydrogels, for example poly-2-hydroxyethyl methacrylate or polyvinyl alcohol, polylactides, for example, from US Pat. No. 3,773,919; copolymers of L-glutamic acid and y-ethyl-b-glutamate; non-biodegradable ethylene vinyl acetate; degradable copolymers of lactic acid and glycolic acid, such as LUPRON DEPOT (injection microspheres consisting of a copolymer of lactic acid and glycolic acid, as well as leuprolide acetate); and poly-e - (-) - 3-hydroxybutyric acid.
While polymers such as ethylene vinyl acetate and copolymers of lactic acid and glycolic acid, provide the release of molecules for more than 100 days, some hydrogels provide the release of proteins for shorter periods of time. In encapsulated form, SDF-1 or a factor can remain in the body for a long time, their denaturation or aggregation occurs when exposed to moisture and a temperature of 37 ° C, thereby reducing the biological activity and / or changes in immunogenicity. There are appropriate stabilization strategies that depend on the mechanism used. For example, if the aggregation mechanism involves the formation of intramolecular SS bonds during the thiodisulfide exchange reaction, stabilization is achieved by modifying the sulfhydryl residues, freeze-drying acidic solutions, regulating the water content, using appropriate additives, developing special polymer matrix compositions, etc.
In some embodiments, the implementation of liposomes and / or nanoparticles can also be used with SDF-1 or factor. The formation and use of liposomes is generally known to those skilled in the art and is summarized below.
Liposomes are formed from phospholipids that are dispersed in an aqueous medium and spontaneously form multi-layer concentric bilayer vesicles (also called multi-layer vesicles. CEMs. CEMs usually have a diameter of 25 nm to 4 microns. The destruction of SLE by ultrasound leads to the formation of small single-layer vesicles (MOB). with a diameter in the range from 200 to 500 A, in the middle of which there is an aqueous solution.
Phospholipids can form many structures that differ from liposomes when dispersed in water, depending on the molar ratio of lipids to water. At low ratios, liposome is the preferred structure. The physical characteristics of liposomes depend on pH, ionic strength, and the presence of divalent cations. Liposomes may have low permeability to ionic and polar substances, but at elevated temperatures a phase transition occurs, which significantly changes their permeability. The phase transition involves the transformation of a tightly packed ordered structure, known as a gel state, into a loosely packed, less ordered structure known as a liquid state. This occurs at a certain phase transition temperature and leads to an increase in permeability to ions, sugars, and drugs.
Liposomes interact with cells through four different mechanisms: endocytosis by phagocytic cells of the reticuloendothelial system, such as macrophages and neutrophils; adsorption on the surface of cells, provided by weak non-specific hydrophobic or electrostatic forces, as well as specific interactions with components of the cell surface; cell membrane fusion by inserting a liposome lipid bilayer into the plasma membrane with simultaneous release of the liposome contents into the cytoplasm and transfer of the liposomal lipids into the cell and subcellular membranes, or vice versa, without any interaction with the liposome contents. Changes in the composition of liposomes can influence which mechanism is present, although more than one mechanism can act simultaneously.
Nanocapsules can generally hold up compounds in a stable and reproducible manner. In order to avoid the side effects associated with intracellular overloading with polymers, such ultra-fine particles (with a size of about 0.1 μm) can be developed using polymers capable of degradation in vivo. Biodegradable polyalkyl cyanoacrylate particles that meet similar requirements are proposed for use in these methods, such particles can be easily obtained.
In order to obtain pharmaceutical compositions of the compounds described in this application, pharmaceutically acceptable carriers can have any form (for example, solids, liquids, gels, etc.). A solid carrier may contain one or more substances, which may also serve as diluents, flavoring agents, binders, preservatives, and / or materials.
- 19 031308 to encapsulate.
Critical limb ischemia.
This application further relates to a method for treating critical limb ischemia in a patient. The method comprises administering JVS-100 by direct intramuscular injection into the upper leg (quadriceps femoris) and / or the lower leg (preferably gastrocnemius muscle), using multiple injection sites. JVS-100 is a sterile biological product consisting of free plasmid DNA encoding human SDF-1 cDNA (the plasmid contains the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6) and a 5% dextrose solution.
Critical limb ischemia (CIC) is the latest stage of peripheral vascular disease (BPS) of the lower limbs of atherosclerotic nature and is associated with high morbidity and mortality from both cardiovascular diseases and large amputation. The estimated frequency of CICs in the United States ranges from 125,000 to 250,000 patients per year, and it is assumed that it increases as patients age. The prevalence of BPS increases dramatically with age, the disease affects about 20% of Americans aged 65 years and older. The current standard of care for people with CIC includes revascularization of the lower extremities either through open and endovascular surgical interventions on peripheral vessels, or by amputation of the extremity (if revascularization was unsuccessful or impossible). One-year mortality of patients with CIC is 25% and can reach 45% among those who underwent amputation. Despite the advanced techniques of vascular and surgical interventions, a significant proportion of patients with CIC are not subject to revascularization. Among these patients, 30% would require a large amputation, and 23% would die within 3 months. The strategies for opening closed vessels or stimulating angiogenesis are being actively studied.
Therapeutic angiogenesis, first evaluated by Dr. Jeffrey Eisner in a 71-year-old patient with severe BPS and gangrene of the toe in 1994, is a CIC treatment strategy that uses angiogenic and vasculogenic growth factors. The genes encoding these growth factors are injected into ischemic tissue to ensure neovascularization in order to increase the blood supply to the ischemic tissues through various mechanisms of action. In this study, plasmid human phVEGF165 was used with balloon angioplasty in the distal popliteal artery. Functional and angiographic parameters improved within 12 weeks, and the stellate hemangioma and edema were unilateral in the affected limb, suggesting that the treatment had a local angiogenic effect. This preliminary study confirmed that experimental CIC treatment methods suggesting an increase in the expression of angiogenic growth factors in ischemic tissue may be useful in increasing the ability to angiogenesis of patients with unfavorable surgical outcomes in order to restore function and preserve limb. Recent studies have shown that chemokines that stimulate angiogenesis can be critical components of treatment methods aimed at preserving and restoring the function of limbs in patients suffering from critical limb ischemia.
Non-viral gene delivery or the use of free plasmid DNA for the expression of a therapeutic protein in a specific area is a simple delivery method that has been clinically tested for more than 15 years in patients suffering from ischemia. The safety profile of non-viral gene delivery is also attractive compared to the delivery of genes based on viral vectors, since it does not develop a significant inflammatory response to the delivery of the viral vector. A considerable amount of literature, both preclinical and clinical, has shown that non-viral delivery of therapeutic genes is safe and effective in models of diseases such as critical limb ischemia, cardiomyopathy, and wound healing. In particular, plasmid DNA encodes fibroblast growth factor (FGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), hepatocyte growth factor (HGF) and is used to treat patients with CIC with the aim of increasing collateral circulation in areas weakened due to poor or damaged vascular network . It is important that it was shown that the clinical use of non-viral gene therapy of FGF and VEGF was safe, at the moment there is no information about significant safety issues. In some studies of phase I and II, patients suffering from severe non-reconstructive intervention BPS severe, accompanied by pain at rest or necrosis of the tissue, were prescribed treatment with intramuscular injections of non-viral FGF (NV1FGF). Elevated single-dose (up to 16 mg) and repeated (from 2 to 8 mg) doses of NV1FGF were injected into the ischemic hip and shin using free plasmid DNA. NV1FGF was well tolerated, with subsequent follow-up after 6 months in 38 patients there was a significant decrease in the assessment of pain and the size of the ischemic ulcer, and an increase in the transdermal oxygen partial pressure in comparison with the initial values. Phase III large-scale clinical trials are being conducted on the use of free plasmid DNA to treat CICs, such as a multicenter, double-blind, placebo-controlled TAMARIS clinical trial to evaluate the efficacy and safety of NV1FGF in patients with CIC and skin lesions, including 490 patients who have been prescribed
- 20 031308 placebo or intramuscular injection of NV1FGF.
It was shown that today it is not known about any problems with the safety of the use of such non-viral methods of gene therapy; Based on data from a Phase II clinical trial, it can be assumed that the administration of NVIFGF has a beneficial effect on patients with CIC. Thus, in combination with previous clinical work devoted to treating ischemic heart failure with the help of ACRX-100 and showing an improvement in vasculogenesis and heart function without safety problems, it can be assumed that the use of ACRX-100 will be safe, will improve vasculogenesis and, ultimately , will have a beneficial clinical impact on patients with critical limb ischemia.
It was determined that the production of SDF-1 is activated in many tissues after injury, this gene is expressed for 4-5 days. A study in several groups showed that the use of SDF1 is promising for the treatment of a wide range of diseases, including ischemic myopathy, peripheral vascular disease, wound healing, critical limb ischemia and diabetes. SDF-1 is a strong chemoattractant for stem cells and progenitor cells that preserve tissue and develop blood vessels. Taken together, such messages indicate a stored reaction cascade and mechanism of action by which SDF-1 can restore and restore tissue function after it has been damaged. This has led applicants to develop ACRX-100 (non-viral free plasmid DNA encoding SDF-1, in dextrose solution) for the treatment of ischemic diseases of the cardiovascular system. In a study of safety and toxicity, conducted according to the rules of good laboratory practice, within the framework of a model of heart failure in pigs, it was shown that the drug ACRX-100 has a favorable functional effect in a dose of up to 30 mg and is safe in a dose of up to 100 mg. Currently, applicants are recruiting test subjects in a multicenter, open phase I clinical trial with dose escalation in which ACRX-100 is used to treat patients with ischemic heart failure.
Applicants' studies showed that ACRX-100 significantly increased heart vasculogenesis, which was consistent with studies in several groups. Similar studies confirm that stem cells that tend to return to chronically damaged tissue during critical limb ischemia can initiate tissue repair and probably improve blood flow. The company showed that direct intramuscular injection of ACRX-100 into the rabbit ischemic hind limb provided tissue revascularization compared to control animals, which confirms that ACRX-100 is a promising drug candidate for treating patients with critical limb ischemia (CIC). The estimated frequency of CICs in the United States ranges from 125,000 to 250,000 patients per year, and it is assumed that it increases as patients age. The current standard of care for patients with CIC includes revascularization of the lower extremities either through open and endovascular surgical procedures on peripheral vessels, or by amputation of the limb (if revascularization was not successful or impossible). One-year mortality of patients with CIC is 25% and can reach 45% among those who underwent amputation. Despite the advanced techniques of vascular and surgical interventions, a significant proportion of patients with CIC are not subject to revascularization.
The plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 contains free plasmid DNA encoding human SDF-1 cDNA. ACRX-100 is a sterile biological product consisting of a plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 and a 5% dextrose solution.
A plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 is a free plasmid DNA developed for the expression of human SDF-1 in mammalian tissue. The plasmid backbone is derived from the plasmid ColE1 and contains a kanamycin resistance marker. The expression of the SDF1 transgene is activated by the enhancer / promoter from CMV, intron A from CMV and the translational enhancer RU5. Effective polyadenylation is achieved by incorporating a bovine growth hormone signaling polyadenylic sequence. The same plasmid and composition is used to treat patients with heart failure. Applicants have developed ACRX-100 for the treatment of patients with critical limb ischemia. ACRX-100 has a composition suitable for direct intramuscular injection. The planned application contains one or more doses in the upper leg (the quadriceps muscle of the thigh) and the lower leg (preferably the gastrocnemius muscle), using multiple injection sites.
SDF-1 (also known as CXCL12) is a naturally occurring chemokine that is easily activated in response to tissue damage. Induction of SDF-1 stimulates a variety of protective anti-inflammatory reactions causing a decrease in the production of inflammatory mediators (such as MMP-9 (matrix metalloproteinase-9) and IL-8), and protects cells from apoptosis by suppressing caspase-modulated activation of protein kinase B. Moreover, SDF-1 is a strong chemoattractant for stem cells and progenitor cells specific for internal organs and bone marrow, promoting their movement into the damaged tissue site, which ensures the preservation of
- 21 031308 tissue and development of blood vessels. Previous studies have shown that SDF1 expression is elevated at the site of the lesion, however, expression lasts less than a week, so the induced response of stem cells quickly stops. The short duration of the expression of SDF-1 reduces the possibility of tissue repair, but confirms that therapeutic interventions, prolonging or re-inducing SDF-1 to stimulate the process of stem cell movement, may be useful for patients with damaged tissues. Based on this assumption, in the laboratory of Dr. Penn, it was shown that repeated administration of SDF-1 by injection of cardiac fibroblasts with increased expression of SDF-1 a month after myocardial infarction (MI) resulted in the resumption of stem cell-specific aspiration stem cells brain, moving to the heart, the growth of new blood vessels in the affected tissue and the improvement of heart function by more than 80%. Injection of skeletal myoblasts with increased expression of SDF-1 eight weeks after myocardial infarction also significantly improved heart function. Moreover, SDF-1 improved the function of the heart by increasing the attraction of circulating stem cells to the damaged tissue and the formation of new blood vessels to enhance the blood supply to the affected area. These effects, along with significant preservation of the myocardium, were shown when MSC was delivered to rats with increased SDF-1 expression after acute MI, which resulted in a 240% improvement in heart function. The biological response to ischemic damage was stable in a variety of organ systems.
The benefits of SDF-1 treatment observed by the applicants have been confirmed by the latest work carried out by independent laboratories. SDF-1 improved cardiac function in ischemic cardiomyopathy when it was delivered as a protein embedded in nanofibers, to rats who had acute MI, recombinant protein in a fibrin film for mice that had MI, or to direct intramyocardial protein injection to mice that had MI. It was shown that when the plasmid encoding SDF-1 was injected, circulating stem cells were attracted into the marginal zone of MI. Similarly, in the case of regenerative cell therapy, in which myoblasts are used, or muscle stem cells that were grown from human muscle and genetically modified for increased expression of SDF-1, the preclinical efficacy of heart failure treatment was shown and clinical studies were conducted with the participation of patients to assess the recovery of ischemic tissue and improve functioning in a REGEN clinical study. In aggregate, similar published data obtained from many laboratories showed that, regardless of the delivery method, increased expression of SDF-1 provides a positive functional effect on diseases of the ischemic nature.
Repeated stimulation of the expression of SDF-1 in ischemic muscle has a great therapeutic potential for treating CICs by regenerating the vasculature damaged by insufficient blood flow. This makes it possible to restore and preserve the function of the affected limbs. In a variety of clinical studies that used stem cells or VEGF, it has been shown that the re-growth of the blood vessel network increases the frequency of cases of limb preservation. Yamaguchi et al. reported that local delivery of SDF-1 protein resulted in increased neovascularization in the ischemic hind limb after the introduction of embryonic stem cells (EPC), which confirms that SDF-1 enhances EPC-induced vasculogenesis. Similarly, Hiasa et al. showed that SDF-1 gene transfer enhanced ischemic-induced vasculogenesis and in vivo angiogenesis through a cascade of reactions associated with VEGF / eNOS (endothelial NO-synthase).
Similar observations were recently confirmed during the analysis of skeletal muscle obtained from patients who underwent amputation in the area of the knee due to chronic CIC. The expression of SDF-1 and its receptor, CXCR4, was increased in skeletal muscle fibers and capillaries, respectively. This confirms that the cascade of reductive reactions associated with SDF-1 / CXCR4 was chronically activated in the ischemic muscles of the legs to naturally stimulate the growth of the microvasculature, but it was not sufficient with such a low content of these substances. With the help of gene therapy ACRX-100 to enhance the signal can synergistically stimulate the healing process, which has already begun in the damaged tissue. Thus, ACRX-100 is a fundamentally new chemokine treatment for therapeutic next-generation neovascularization.
Brief information about the main cell bank and the production of bulk plasmid solution.
The production of the active ingredient used to treat heart failure in a Phase I clinical trial was carried out in a volume of 300 liters with the help of dedicated reagents and materials. In our proposed clinical trials for the treatment of CICs of phase I / II, it was possible to apply the experience gained by applicants using the prepared main cell bank and improving the drug production process using pre-established quality tests. All media were prepared from the usual ingredients that do not contain components of animal origin, and sterile water according to the requirements of F. USA or even higher quality. All bacteria lysis buffers have been released for production at
- 22 031308 on the basis of relevant certificates of analysis. Lysis on a large scale was carried out using an ultrasound device without the use of ribonuclease. All chromatographic buffers were manufactured by Aldevron using reagents. meet the requirements of F. USA. or their equivalents. and released after checking for compliance with internal specifications. All aseptic processing was carried out in clean rooms with a controlled environment. A clean room structure consists of an auxiliary room (cleanliness class 10,000. ISO 7) for changing clothes with two doors and a transmission window. overlooking the main clean room (cleanliness class 10,000); inside there is a room with a cleanliness class of 1000 (ISO 6) with a microbiological safety cap for the final filling / treatment with a cleanliness class of 100 (ISO 5). Established procedures. used for maintenance. cleaning (after each series) and environmental control. All unpackaged plasmid solution is sterilized using a filter. if necessary, its concentration is adjusted. after which the solution is stored at a temperature of 75 + 5 ° C for final distribution in vials for the drug.
The final stage of production is aseptic dilution of sterile solutions in sterile containers for bulk materials. In this way. for use in the early stages of development, the active ingredient must be sterile.
Brief information about the production of medicines.
The unpackaged plasmid solution is transferred to a clean room of ISO 6 class. In which is located the box of biological safety (BSC) of ISO 5. Purity class. All materials. with whom contact is possible. are disposable items. which are pre-sterilized. do not contain pyrogens and are issued for use on the basis of the manufacturer's certificate of analysis. Processing takes place in the BBB. The unpackaged plasmid solution is first diluted to the final target concentration with a 5% dextrose solution (F. USA) for injection. After mixing, the sterile plasmid solution is manually pipetted and transferred to the final penicillin vials. which were sterilized beforehand. The product is stored frozen at -75 + 5 ° C. Full list of media components and auxiliary reagents. as well as quality information. given in the application for conducting clinical trials of a new drug.
Stability.
Stability studies have shown. that the preclinical batches of the ACRX-100 are stable at -20 ° C for a year after production. ACRX-100 for clinical use (batches 24370D-F) is currently included in stability studies under accelerated degradation (5 ± 3 ° C) and standard conditions (-20 ± 4 ° C) (Table 1). expected. that the results will exceed the data. obtained during preclinical stability studies. The results are shown in the application for conducting clinical trials of a new drug. As part of the stability study program, the following tests should be carried out: appearance. authenticity (agarose gel electrophoresis). concentration (A260 / A280). homogeneity (measurement of optical density). activity and pH. Sterility testing should be carried out at release. six months later and thereafter annually.
Chemokine-based drugs have recently attracted considerable attention due to their ability to stimulate and attract stem cells to damaged tissue. ACRX-100 is a gene therapy agent. which delivers the human chemokine SDF-1 by expressing the gene by human cells. It is shown. that the active protein is SDF-1. produced using the ACRX-100. improves heart function in the myocardium. ischemic for some time. and increases the frequency of preservation of the affected epithelium by attracting CXCR4-positive stem cells. It is shown. that SDF-1 has pro-angiogenic activity in patients with acute CIC. moreover, its production is suppressed in patients with chronic CIC. which is evidence of that. what are the treatments. aimed at the resumption of the expression of SDF-1 in chronic CIC. may enhance vasculogenesis due to the transformation of cells. from bone marrow. into a mature vascular network.
Plasmid. having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 and part of the drug ACRX-100. was investigated on models of cardiovascular disease and ischemia
- 23,031,308 hind limbs on animals. Within the framework of the model of heart failure in pigs, the ACRX-100 was investigated after intracardiac administration in terms of efficacy, safety and biodistribution, and a maximum non-toxic dose (MND) of 100 mg was established. The identical composition ACRX-100, administered in smaller doses than the doses used in preclinical and clinical studies of heart failure, is currently being evaluated to determine the possible therapeutic effect in CIC. A study was conducted of the effectiveness, toxicity and biodistribution of a single dose of ACRX-100 administered to rabbits with ischemic hind limb. This study showed that ACRX-100 may have a therapeutic effect in critical limb ischemia, and that intramuscular injection of ACRX-100 into the ischemic rabbit hind limbs did not lead to any signs of toxicity or histopathological changes. In addition, a plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 is a plasmid that was substantially removed from all organs, except the ischemic limb, 60 days after the therapeutic administration of a single dose. A study was planned on the efficacy and safety (toxicology and biodistribution) of repeated doses in the model of rabbit hind limb ischemia to confirm that up to 3 doses of ACRX-100 can be used in patients with CIC.
The following examples are provided for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the attached claims.
Example 1
Stromal growth factor-1, or SDF-1, is a naturally occurring chemokine whose expression is rapidly activated in response to tissue damage. Induction of SDF-1 stimulates a variety of protective anti-inflammatory reactions that cause a decrease in the production of inflammatory mediators (such as MMP-9 and IL-8), and protects cells from apoptosis. Moreover, SDF-1 is a strong chemoattractant for stem cells and progenitor cells that are specific for organs and bone marrow, facilitating their transfer to the damaged tissue site, which ensures the preservation of tissue and the development of blood vessels. Based on the observation that increased expression of SDF-1 leads to improved heart function in animal models of ischemia, the applicants focused on the development of a non-viral free plasmid with DNA encoding SDF-1 for the treatment of ischemic diseases of the cardiovascular system. During development, the plasmid was optimized based on the results of cell culture studies and small animal studies below. The plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 was selected on the basis of its ability to express transgene in heart tissue and, as a result, improve heart function in preclinical models of ischemic cardiomyopathy in animals. The expression of the SDF-1 transgene in a plasmid with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 is activated by an enhancer / promoter from CMV, an intron A from CMV and a translational enhancer RU5. Drug JVS-100 (previously known as ACRX-100) consists of a plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6, and a 5% dextrose solution.
Preliminary studies in a rat model of heart failure showed that ACL-01110S (a precursor of a plasmid having the nucleotide sequence SEQ ID NO: 6 expressing SDF-1) improved heart function after injection of the plasmid directly into the marginal infarction zone in the hearts of rats after four weeks after MI. The therapeutic effect persisted for at least 8-10 weeks after injection and corresponded to increased vasculogenesis in animals treated with ACL-01110S. ACL-01110S has been modified to optimize the expression profile.
Dose-dependent plasmid expression in the IM model in rats.
To determine the plasmid dose per injection, which can maximize expression in rat cardiac tissue, increasing doses (10, 50, 100, 500 μg) of the plasmid with ACL-00011L and luciferase were introduced into the hearts of rats after a heart attack. Lewis rats were subjected to median sternotomy, a permanent ligature was applied to the anterior descending branch of the left coronary artery (PNVLKA), after which 100 μl of the plasmid with ACL-00011L in phosphate buffer (FBI) was injected in one area near the source of MI. Luciferase expression throughout the body was measured in each of the dosing groups (n = 3) by non-invasive bioluminescent imaging (Xenogen, Hopkinton, Mass.) At the initial time and 1, 2, 3, 4 and 5 days after injection. Peak expression increased to a dose of 100 mg and reached a limit at high doses. Based on the dose-dependency curve, it was determined that a dose of 100 mg is sufficient to obtain maximum plasmid expression in rat hearts. In ACL-00011L, the luciferase gene was expressed from the backbone of the vector equivalent to the ACL-00011S construct, which expresses SDF-1.
Comparison of vector expression in the heart within the model of ischemic heart failure in rats.
Several candidate plasmids with SDF-1, equivalent to a plasmid expressing luciferase, were evaluated from the point of view of expression in the heart tissue within the framework of the myocardial infarction (MI) model in rats. Candidate plasmids differed in expression promoters and in the presence of an enhancer.
- 24 031308 sulfur elements. Lewis rats were subjected to median sternotomy, a permanent ligature was applied to the anterior descending branch of the left coronary artery (FNLA), after which the thorax was sutured. Four weeks later, the thorax was re-opened, after which a plasmid expressing luciferase was injected directly into four sites in the vicinity of the myocardial infarction center (100 μg in 100 μl per injection). At 1, 2, 4, 6, 8, and 10 days after injection (and then every 3-4 days), rats were anesthetized, luciferin was injected into them, and the whole body was visualized using the Xenogen Luciferase system.
In a study of two plasmids based on CMV, ACL-00011L and ACL-01110L, it was found that detectable luciferase expression was reached within 24 hours after injection with an initial expression peak 2 days after injection.
The peak expression of ACL-01110L was 7 times greater than that of ACL-00011L, and the expression lasted about 10 days longer (lasted up to 16 days after injection). In contrast, for ACL00021L (plasmid with the AMHS promoter), there was no initial peak, however, expression continued at a low level for 25 days after injection. These results confirm data from previous studies that showed that CMV-based plasmids can be used for local transient expression of the protein in the heart and that the duration of expression of the therapeutic protein can vary with the introduction of enhancer elements.
The effectiveness of plasmids with SDF-1 in the model of MI in rats.
Plasmids encoding SDF-1 were studied in the framework of the MI model in rats to determine whether a therapeutic effect on the heart could be obtained. Lewis rats were subjected to a median sternotomy, a permanent ligature distal to the first bifurcation was superimposed on the CNTLA rat. Four weeks later, the chest was re-opened, and one of three plasmids expressing SDF-1 (ACL-01110S, ACL-00011S or ACL-00021S) or saline (100 μg per 100 μl per injection) was injected into four tissue sections near focus of IM. At baseline (pre-injection) and 2, 4, and 8 weeks after injection, rats were anesthetized and imaged with M-mode echocardiography. The left ventricular ejection fraction (LVEF), the shortening fraction and the size of the left ventricle were determined by an experienced ultrasound ultrasound specialist, who was not aware of the randomization results.
A steady trend towards an improvement in heart function was observed in the case of two plasmids based on CMV, ACL-01110S and ACL-00011S, in comparison with the control administration of saline. The introduction of ACL-01110S caused a statistically significant increase in the shortening fraction four weeks later, which persisted for 8 weeks after injection. On the contrary, no difference was found in the functioning of the heart with the introduction of the plasmid ACL-00021S with the aMHC promoter and saline. Moreover, compared to control, animals treated with ACL01110S and ACL-00011S experienced a significant increase in the density of large vessels (ACL-01110S: 21 ± 1.8 vessels / mm 2 ; ACL-00011S: 17 ± 1.5 vessels / mm 2 ; saline: 6 ± 0.7 vessels / mm 2 , p <0.001 for both cases compared with saline) and a reduction in the size of the infarction focus (ACL-01110S: 16.9 ± 2.8%; ACL-00011S : 17.8 ± 2.6%; saline: 23.8 ± 4.5%). It is important that the treatment of ACL-01110S showed the greatest improvement in heart function and vasculogenesis, it also caused the greatest decrease in the size of the hearth lesion.
As a result, within the rat model of ischemic heart failure, the use of both plasmids encoding SDF-1 and having a CMV promoter provided an improvement in heart function, increased vasculogenesis, and a reduced infarct size in comparison with the introduction of saline. For all parameters studied, the introduction of ACL-01110S provided the most reliable therapeutic effect.
The transfection efficiency of a plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 and ACL-01010Sk in H9C2 cells.
Transfection in H9C2 myocardial cells in vitro without transfection reagents (i.e., adding free plasmid DNA to cell culture) was used to determine the transfection efficiency in vivo versions of the basic invented plasmid vectors with green fluorescent protein (RFP); SEQ ID NO: 6 and ACL-01010Sk. H9C2 cells were cultured in vitro, various amounts of pDNA (0.5, 2.0, 4.0, and 5.0 μg) were added to a 5% dextrose solution. Vectors with GFP were constructed from the cores of a plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 (ACL-01110G) or ACL-01010Sk (ACL-01010G). On the third day after transfection, the fluorescence of GFP was evaluated by sorting cells with activated fluorescence to determine the efficiency of the transfection. The transfection efficiency for the vectors ACL-01110G and ACL-01010G in a 5% dextrose solution was in the range of 1.08–3.01%. In the case of each amount of pDNA tested, both vectors had similar in vitro transfection efficiency values. The applicants concluded that the transfection efficacy observed in this study, which was 1-3%, corresponded to data from previous studies, in which a similar level of transfection efficiency was obtained in vivo. More specific,
- 25 031308
JVS-100 transfects a limited, but sufficient number of heart cells to produce therapeutically effective amounts of SDF-1.
Example 2. Plasmid expression in pig myocardium.
The MI model in pigs with occlusion / reperfusion of the anterior descending branch of the left coronary artery (ANVL) was selected as a suitable large animal model for evaluating the effectiveness and safety of the ACRX-100. In this model, between the MI and treatment provided 4 weeks of recovery, during which additional restructuring of the cardiac activity and imitation of chronic ischemic heart failure should occur.
Surgical intervention.
Yorkshire breed pigs were given anesthesia and heparin until an activated clotting time (ABC)> 300 s was obtained, after which they were placed in a position on the back with their legs bent at the knees. To determine the LV contour, left ventriculography was performed in the anteroposterior and lateral projections.
Delivery of the plasmid with luciferase in the myocardium of the pig.
A device with a deflectable guide catheter was advanced into the left ventricle (LV) in the opposite direction along the aortic valve, then the guide wire of the catheter was removed, and a needle catheter for endocardial injection was inserted through the guide catheter into the LV cavity. A plasmid with luciferase was injected in a given volume and concentration in 4 sites on the septal or side wall of the heart. Five combinations of plasmid concentrations (0.5, 2 or 4 mg / ml) and volumes for injection (0.2, 0.5, 1.0 ml) were investigated. The plasmid at a concentration of 0.5 mg / ml was buffered in a dextrose solution (F. USA), all other concentrations were buffered in phosphate-buffered saline (PBS, F. USA). For each injection, the needle was inserted into the endocardium, where the gene solution was introduced at a rate of 0.8-1.5 ml / min. After injection, the needle was left in place for 15 seconds and then removed. After the completion of the injections, all the tools were removed, the incision was sutured, and the animals were allowed to recover.
Myocardial tissue intake.
On the third day after the injection, the animals were autopsied. After euthanasia, the heart was extracted, weighed and washed with Ringer's lactate solution until it was free of blood. The LV was opened, after which the injection sites were established. A cube tissue sample with a side of 1 cm 2 was separated from each injection site. As a negative control, four (4) cubic samples were taken from the back wall away from any injection site. Tissue samples were frozen in liquid nitrogen and stored at -20 to -70 ° C.
Evaluation of luciferase expression.
Tissue samples were thawed and placed in a 5 ml glass tube. A lysis buffer (0.5-1.0 ml) was added, the tissue was destroyed with a Polytron homogenizer (model PT1200) on ice. The tissue homogenate was centrifuged, the protein concentration in the supernatant was determined for each tissue sample by quantitative analysis of protein compatible with surfactant, Bio-rad and a standard curve based on known quantities of bovine serum albumin (BSA). A tissue sample homogenate (1-10 μl) was quantified using a luciferase assay kit (Promega).
The results of the study are presented in FIG. 1. Data indicates that vector expression increases with increasing injection volume and increasing DNA concentration.
Example 3. Improvement of heart function in the treatment of plasmid SDF-1 in the framework of a model of ischemic cardiomyopathy in pigs.
Induction of myocardial infarction.
Yorkshire breed pigs were given anesthesia and heparin until an activated clotting time (ABC)> 250 s was obtained, after which they were placed in a supine position with their legs bent at the knees. A balloon catheter was inserted by advancing along the guide catheter into the FNVLKA below the first main bifurcation of FNVLKA. Then the balloon was inflated to obtain pressure sufficient to ensure complete arterial occlusion, and left in the artery in a swollen state for 90-120 minutes. The completeness of inflating and deflating the balloon was checked by fluoroscopy. Then the balloon was removed, the incision was sutured, and the animal was allowed to recover.
Inclusion criteria
One month after MI, the functioning of the heart was checked by echocardiography. If LVEF was less than 40%, and CSOLV was more than 56.7 ml, the pig was included in the study.
Surgical intervention.
Each included pig was given anesthesia and heparin until an activated clotting time (ABC)> 300 s was obtained, after which it was placed in a position on the back with the legs bent at the knees. To determine the LV contour, left ventriculography was performed in anterior-posterior and lateral projections.
- 26 031308
Delivery to the myocardium of a plasmid with SDF-1 having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6
With the help of randomization for each pig, one of three dates of killing was determined: 3 days, 30 days or 90 days after treatment, they were also identified in one of four treatment groups: control (20 injections, only buffer), with low concentration ( 15 injections, 0.5 mg / ml), with an average concentration (15 injections, 2.0 mg / ml) or with a high concentration (20 injections, 5.0 mg / ml). All plasmids were buffered in a dextrose solution (F. USA). The injection procedure is described below.
A device with a deflectable guide catheter was advanced into the left ventricle (LV) in the opposite direction along the aortic valve, then the guide wire of the catheter was removed, and a needle catheter for endocardial injection was inserted through the guide catheter into the LV cavity. Plasmid solution with SDF-1 or buffer were recruited in an amount determined by randomization into 1 ml syringes that were connected to a catheter. The volume of each injection was 1.0 ml. For each injection, the needle was inserted into the endocardium, where the solution was injected for 60 seconds. After injection, the needle was left in place for 15 seconds and then removed. After the completion of the injections, all the tools were removed, the incision was sutured, and the animal was allowed to recover.
At killing, tissue samples from the heart and other major organs were excised and immediately frozen for polymerase chain reaction (PCR) and histopathological analysis.
Evaluation of heart function.
The functioning of the heart of each animal was assessed using a standard two-dimensional echocardiograph at 0, 30, 60 and 90 after injection (or before killing). Measurements of the volume, area and index of violation of local contractility of the left ventricle were carried out by an independent central laboratory. The measured efficiency parameters are presented below in table. one.
Table 1
Echocardiographic parameters
The effect of plasmid SDF-1 on functional improvement is shown in FIG. 2-5. FIG. 2-4 show how low and medium doses of plasmid SDF-1 improve CSOLV, LVEF and the index of impaired local myocardial contractility 30 days after injection compared to control, while the administration of a high dose did not lead to a therapeutic effect. FIG. 5 shows that the therapeutic effect on the heart of low and medium doses lasted up to 90 days, in both cases a noticeable slowdown of the pathological restructuring was observed, consisting in a smaller increase in CSOLV, in comparison with the control.
Evaluation of vasculogenesis.
Animals that were sacrificed after 30 days were used to estimate vascular density in the left ventricle using 7–9 tissue samples taken from each heart, fixed with formalin. Genomic DNA was extracted and efficiently purified from a formalin-fixed tissue sample using a minicolumn cleaning procedure (Qiagen). Samples obtained from animals treated with SDF-1 and in the control group were examined for the presence of plasmid DNA using quantitative PCR. Three to five tissue samples of each animal containing copies of plasmid DNA in an amount greater than the background one at least 4 times (except for animals from the control group) were used to prepare sections that were immunostained with isolectin. The cross sections were determined, after which the vessels were counted in 20-40 random fields per one tissue sample. This number of vessels in one field was converted to vessels / mm 2 , and then averaged for each animal. For each dose, data were provided on the average number of vessels / mm 2 for each animal that received such a dose.
FIG. 6 shows that both doses, which showed an improvement in function, also significantly increased the density of the vessels within 30 days compared to the control. In contrast, high
- 27 031308 dose, which showed no improvement in function, showed no increase in vascular density. This data is provided by the putative biological mechanism by which the plasmid SDF-1 improves heart function in ischemic cardiomyopathy.
Biodistribution of data.
The distribution of JVS-100 in cardiac and non-cardiac tissues was measured at 3, 30 and 90 days after injection in a study of key efficacy and toxicology in the porcine MI model. In cardiac tissue, at each time point, the average plasmid concentration of JVS-100 increases with dose. In each dose, excretion of JVS-100 was observed at 3, 30 and 90 days after administration, with approximately 99.999999% removal from cardiac tissue on day 90. JVS-100 spread to non-cardiac organs with relatively high blood flow (for example, heart, kidney, liver and lungs) with the highest marked concentrations on day 3 after injection. JVS-100 was present primarily in the kidney according to the renal clearance of the plasmid. Low levels of persistence were observed on day 30, and JVS-100 was essentially undetectable in non-cardiac tissue after 90 days.
Conclusions
Treatment with JVS-100 resulted in a significant increase in blood vessel formation and improved heart function in pigs with ischemic heart failure after a single endomyocardial injection of 7.5 and 30 mg. The highest dose tested JVS-100 (100 mg) showed a tendency to increase the formation of blood vessels, but showed no improvement in cardiac function. None of the doses of JVS-100 was not associated with manifestations of toxicity, adverse effects on the parameters of clinical pathology or histopathology. JVS-100 primarily spread to the heart, with approximately 99.999999% elimination from cardiac tissue 90 days after treatment. JVS-100 has spread to non-cardiac organs with relatively high blood flow (for example, heart, kidney, liver and lungs), with the highest concentration in the kidney on day 3 after injection. JVS-100 was essentially undetectable in non-cardiac tissue 90 days after administration, with a minor amount of dose administered in non-cardiac tissues.
Based on these data, it was concluded that the highest non-toxic dose (NOAEL) for JVS-100 on the porcine myocardial infarction model is 100 mg when administered endomyocardially.
Example 4. A preliminary study on the pig model.
LUC injections by transarterial administration to pigs with chronic myocardial infarction.
Ways.
One pig with previous myocardial infarction with concomitant occlusion / reperfusion of the HMWH and FV> 40% received an injection of a plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 using a transarterial catheter. Two injections in the HMWH and 2 in the OV were performed with an injection volume of 2.5 ml and a total injection time of 125-130 s. One additional introduction of the contrast mixed with the plasmid into the RH 3.0 ml with a total administration time of 150 s was also carried out.
Sleep and collect tissue.
Three days after the injection, the animal is euthanized. After euthanasia, the heart was removed, drained of blood, placed on an ice cutting board and then opened by an autopsy specialist or a pathologist. The myocardium that did not receive the injection was obtained from the septum through the opening in the right ventricle. The right ventricle was separated from the heart and placed in cold cardioplegia. New scalpel blades were used for each of the cuts.
Next, the left ventricle was opened, and the entire left ventricle was extracted by cutting into 6 sections, cuts were made from the top to the bottom. LV was evenly divided into 3 slices. After excision, each section could be placed flat on the surface. Each slice (3 LV slices, 1 slice of the pancreas, and 1 slice of the pectoral muscle) was placed in separate labeled containers with cold cardioplegia on wet ice and transported for analysis using luciferase.
Luciferase images.
All harvested tissues were immersed in luciferin, and their images were obtained using the Xenogen imaging system to determine plasmid expression.
Results.
A representative image of the heart is shown in FIG. 8. Colored spots indicate areas of luciferase expression. The value of the relative light units (RLUS) of these spots is more than 10 6 units, which is more than 2 orders of magnitude higher than the background. These data indicate that plasmid delivery through the catheter is sufficient to generate significant plasmid expression for a significant portion of the heart.
Example 5. An example of a clinical study.
Increasing doses of JVS-100 are administered to treat heart failure in patients with ischemic cardiomyopathy. Safety is monitored for each dose by documenting all adverse events (AEs) with a series of large heart AEs occurring for 30 days as the primary endpoint of safety. In each group, patients received a single dose of JVS-100. In all groups, the effectiveness of treatment is assessed by measuring the effects on cardiac function using standard echocardiography, cardiac perfusion using single-photon emission
- 28 031308 computed tomography (SPECT) images, classification of the New York Heart Association (NYHA), walking for six minutes and quality of life.
All patients have a history of known systolic dysfunction, preliminary MI and the absence of cancer, confirmed prior to the examination for the detection of cancer, age-appropriate. All patients were examined with a visit to the doctor and cardiac echocardiography. Conducted further basic research, such as SPECT perfusion. Each patient was made 15 injections of 1 ml of JVS-100, delivered through the endocardial stylet catheter to the zone lying within the border of the infarction. The study will undergo three groups: (A, B, C). As shown in the table. 2, doses will be increased by increasing the amount of DNA per injection, while maintaining the same number of injection sites - 15 and the volume of injections - 1 ml. Patients were monitored for approximately 18 hours after administration and visits were scheduled for 3 and 7 days after administration to confirm that there were no safety hazards. The patient remains in the clinic for 18 hours after the injection to collect all necessary blood samples (for example, for cardioferment analysis, plasma SDF-1 protein level). All patients were scheduled for repeated examinations after 30 days (1 month), 120 days (4 months) and 360 days (12 months) for the study of AE and cardiac function. The primary endpoint of safety is the manifestation of serious adverse cardiovascular events (MACE) within 1 month after treatment. For each patient during the entire study will be monitored AE. The following efficacy and safety endpoints will be measured:
Security.
The number of serious adverse cardiovascular events (MACE) within 30 days after administration.
Adverse events in the next 12 months.
Laboratory blood tests (cardiofermental, general, antinuclear factor).
SDF-1 plasma levels.
Evaluation of the physical condition of the patient.
Echocardiography.
Monitoring the work of AICD.
ECG.
Efficiency.
Changes in LVESV, LVEDV, LVEF and index of violation of local myocardial contractility relative to baseline values.
Changes regarding baseline NYHA classification values and changes in quality of life.
Change of perfusion relative to baseline values according to SPECT images.
Changes relative to baseline results of a six-minute walk test.
table 2
Based on preclinical studies, JVS-100 delivery is expected to cause an improvement in cardiac function and symptoms for 4 months, and the effect will last for 12 months. Four months after the introduction of the JVS-100, there were improvements regarding the baseline values of the six-minute walk test results over 30 m and improvements in the quality of life estimate by about 10% and / or a possible improvement by about grade 1 in the NYHA classification. Also, applicants expect a relative improvement in LVESV, LVEF and / or WMSI by approximately 10% relative to baseline values.
Example 6. Evaluation of heart function according to echocardiography in pigs with chronic heart failure after treatment with a plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 or ACL-01010Sk.
Purpose.
The purpose of this study is to compare the functional cardiovascular response to SDF-1 plasmids having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 with ACL-01010Sk after delivery through an endomyocardial catheter in a porcine model of ischemic heart failure.
This study compares the effectiveness of a plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 and ACL-01010Sk to improve function in a swine ischemic model of heart failure. In this study, the plasmids were delivered via an endoventricular 29 031308 stylet catheter.
Efficacy was assessed by measuring the effect of therapy on cardiac remodeling (i.e., left ventricular volume) and function (i.e., left ventricular ejection fraction (LVEF)) measured by echocardiography.
Ways.
Briefly, in male Yorkshire pigs, myocardial infarction was caused by provoking the occlusion of the LAD in balloon balloon angioplasty for 90 minutes. Pigs that showed an ejection fraction of <40%, determined by M-mode echocardiography within 30 days after a heart attack, were allowed to participate in the study. Pigs were randomly assigned to one of 3 groups for the introduction of phosphate buffer solution (FBI, control), a plasmid having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 or ACL-01010Sk in the FBI, through the delivery system of an endoventricular stylet catheter (Table 3 ).
Table 3
The initial design of the clinical study. SDF-1 chronic therapy. heart failure in pigs
Echocardiograms were removed before administration and 30 and 60 days after administration. In tab. 4 below are the variables referenced in this report.
Table 4
Variable definition
Results.
The main echocardiographic indicators of time from the initial injection (day 30 after MI) of all animals included in the study (n = 9) are presented in Table 1 of the leading echocardiographic laboratory. 5 below.
Table 5
Main characteristics
In tab. 5 shows the LVESV, LVEF and LVEDV values at 0 and 30 days after the initial injection of SDF-1. The control group of animals treated with the FBI showed an increase in LVESV and LVEDV and the absence of improvements in LVEF corresponding to this model of heart failure. The treated group did not show a decrease in cardiac volume or an improvement in LVEF compared with the control. Similar results were obtained on day 60 after the initial injection.
Example 7
The strategy of increasing the homing of stem cells in the near-infarction region with the help of transendocardial delivery of SDF-1 through a catheter in a porcine myocardial infarction model was examined to determine the possibility of increasing perfusion and left ventricular function. Introduction through a catheter has been used successfully for cell transplantation and the delivery of blood vessel growth factors in humans.
Were used female pigs breed German landrace (30 kg). After fasting overnight, the animals were anesthetized and intubated.
French guides were placed in the femoral artery of the animals in a supine position. The cylinders delivered by conductor were placed at the distal end of the LAD. Cylinders were
- 30 031308 were inflated to 2 atmospheres, and the agarose granules were slowly introduced over 1 minute using a balloon catheter at the distal end of the LAD. After 1 min, the balloon was deflated, and the occlusion at the distal end of the LAD was determined using angiography. After the induced heart attack, the animals were monitored for 3–4 hours until the heart rate and blood pressure stabilized. Arterial vehicles were removed, carprofen (4 mg / kg) was administered intramuscularly to the animals, and animals were disconnected from the respirator. Two weeks after the infarction, the animals were anesthetized. An electromechanical mapping of the left ventricle was carried out through section 8F of the femoral sheath in lying animals. After completion of the left ventricular mapping, human SDF-1 (Peprotec, Rocky-Hill, NJ) was injected via 18 injections (5 μg in 100 ml of saline) into the infarction region and near infarction region using a catheter for administration. 5 μg per injection were used to adjust previously determined efficacy when administered after SDF-1 injection. The insertion was carried out slowly over 20 seconds, and only when the tip of the catheter was installed perpendicular to the left ventricular wall and when the loop stability was less than 2 mm and when the outgoing part of the needle in the myocardium provoked ectopic additional ventricular contractions. The control group of animals underwent the same procedure with the introduction of the dummy. Echocardiography ruled out postoperative pericarditis.
animals completed the study protocol: 8 control animals and 12 animals treated with SDF-1. Only 6 animals could be assessed by visualizing myocardial perfusion due to technical problems. All animals had anterior septal infarction.
The infarct size in percent relative to the left ventricle, determined by tetrazol staining, was 8.9 ± 2.6% in the control group and 8.9 ± 1.2% in the group receiving SDF-1. The muscle volume of the left ventricle was similar in both groups (83 ± 14 ml relative to 95 ± 10 ml, p = ns). Immunofluorescent staining showed a significantly greater number of vessels positive for von Willebrand factor in the near-infarction region in animals treated with SDF-1 than in the control group of animals (349 ± 17 / mm 2 relative to 276 ± 21 / mm 2 , p <0.05) . A significant loss of collagen in the near-infarction region was observed in animals treated with SDF-1 compared with the control group of animals (32 ± 5% versus 61 ± 6%, p <0.005). The data of inflammatory cells (neutrophils and macrophages) in the near-infarction region were similar in both groups (332 ± 51 / mm 2 relative to 303 ± 55 / mm 2 , p = ns). Global myocardial perfusion did not change from baseline values to subsequent SPECT, and there was no difference between the groups. The final infarct size was the same in both groups and was comparable to the results of tetrazole staining. Segment analysis of myocardial perfusion showed a decrease in label uptake in the apical and antero-posterior regions with significant differences between the myocardial sections. However, the label uptake in the initial and subsequent measurements was almost identical in animals treated with SDF-1 and in the control group. There were no differences in the final diastolic and final systolic volumes between the groups. However, the systolic volume of the heart increased in the control group of animals and slightly decreased in animals treated with SDF-1. The difference between the two groups was significant.
Similarly, the ejection fraction increased in the control group and decreased in the group treated with SDF-1. The difference between the groups showed a significant trend (p = 0.05). Local shortening, another parameter of the mechanical functions of the ventricle, has not changed in the control group of animals. However, local shortening decreased significantly in the group of animals treated with SDF-1, which resulted in a significant difference between the groups. There was no significant difference in unipolar voltage within groups and between groups. Significant correlations between the baseline ejection fraction, the contraction volume, and the base local shortening (PV and MU: r = 0.71, OS and MU: r = 0.59) were also observed. Similar results were obtained for the following values (PV and MU: r = 0.49, OS and MU: r = 0.46). Changes in local shortening significantly correlated with changes in the ejection fraction (r = 0.52) and volume of reduction (r = 0.46). There was no correlation between local shortening and the final diastolic volume (base r = -0.03, subsequent r = 0.12), or between the ejection fraction and the final diastolic volume (base r = -0.04, subsequent r = 0, 05). A segmental analysis of the data obtained by the electronegativity equalization method showed a decrease in unipolar voltage and local shortening in the anteroluminal divisions with a significant difference between the segments of the myocardium initially. The distribution of unipolar voltage values in myocardial segments was similar in both groups initially and with subsequent observation. Local shortening of the segments did not change in the control group. However, it decreased in the SDF-1 group, mainly due to a decrease in the lateral and posterior segments of the left ventricle. There was a significant relationship between the assignment of SDF-1 and the subsequent relationship of the baseline and subsequent levels.
The study described above shows that a single application of the SDF-1 protein is not enough for the manifestation of significant improvements in cardiac function.
Example 8. Expression of the vector ACRX-100 depending on time on the model of the posterior ischemia
- 31 031308 impairment of the rat.
Purpose.
The purpose of this study is to establish the duration of expression of the ACRX-100 vector after direct intramuscular injection into the rat hind limb ischemia model.
Ways.
ACRX-100, batch No. 25637, was manufactured by Aldevron, LLC (Fargo, ND). Male Lewis rats were anesthetized and a longitudinal incision was made in the mid-thigh from the inguinal ligament to the knee joint, the open femoral artery was ligated and removed. Animals were left for recovery for 10 days, then anesthetized and directly injected 1.0, 2.0 or 4 mg / ml ACL-01110L (vector skeleton with luciferase cDNA) in an amount of 0.2 ml in 4 areas along the hind limb. The expression vector was measured by standard methods for determining luciferase expression on days 1, 2, 3, 8, 10, 14 using a cooled CCD camera, Xenogen Imaging Systems. The animals were anesthetized with 2% isofluran, and luciferin was administered intraperitoneally at a concentration of 125 mg / kg animal weight. After 10 minutes, real-time images were obtained during the 1-minute exposure to determine the total chemiluminescence of luciferase expression. Data was measured as a total stream (pixels / second).
Results.
Similar to previous studies, a plasmid based on the CMV ACL-01110L showed an expression peak at day 3 (Fig. 11). Minimal expression was measured on day 14.
Conclusions
ACRX-100 expression in rats with ischemia on the hind limbs showed a peak value on day 3 and expressed up to day 14 according to the expression patterns measured in rat cardiac tissue and previously published vector expression studies driven by the CMV promoter. These data suggest that for future studies evaluating the effectiveness of repeated doses of ACRX-100, it is wise to choose the interval between dosing 2 weeks. This dosing interval also correlates with dosing regimens presented in several clinical trials using CMV-based vectors that induce therapeutic gene expression (FGF, HGF, VEGF, HIF1) using pure plasmid DNA to treat ischemic diseases.
Example 9. In vivo characterization of the dosage of ACRX-100 in rabbit hind limbs.
Purpose.
The purpose of this study was to determine the effect of the injected volume, the concentration of pDNA and the technology for producing the dosage form on the expression of ACRX-100 pDNA 3 days after direct injection into the muscles of the rabbit's hind limb.
Ways.
Male New Zealand white rabbits weighing 3.0-4.0 kg were anesthetized and received an injection of plasmid ACL-01110L with luciferase. An incision was made in the medial part of the thigh from the inguinal ligament of the knee to open the femoral artery. Four to eight injections of 0.5-1.0 ml of plasmid ACL-01110L in 5% dextrose were introduced at a rate of 0.1 ml per second into adductor (2 injections), thin (1 injection) and semi-corrosive (1 injection) muscles on each rabbit hind paw. Injections were divided into 6 groups according to FIG. 13. Each injection site was marked with a nylon thread for further identification, and the wound was closed with a suture. Each limb was wrapped in a compression bandage for approximately 15 minutes. Three days after the injection, the animals were euthanized, and the muscles of the hind limb, including the injection sites, were removed, soaked in luciferin (15 mg / ml) for 7 minutes and bioluminescently visualized using an IVIS Xenogen instrument (Fig. 12). The total flow (pixels per second) was estimated after exposure for 1 min.
Results.
Macroscopic assessment of the injection sites showed no inflammatory processes, and plasmid DNA was well tolerated by all animals and in all doses. As shown in FIG. 13, expression was observed at all doses administered with an increase in expression as a function of pDNA concentration. Plateau expression was observed at a concentration of 2 mg / ml and a total dose of 4 mg of DNA (groups 4-6). More volume or number of injection sites does not increase expression, suggesting that pDNA concentration is an important factor in proper transfection of muscle cells.
Conclusions
This study demonstrated that the addition of luciferase to the ACRX-100 vector is capable of expressing the gene product in the muscles of the hind limbs of the rabbit in quantities sufficient for detection on day 3 after administration. Further studies have shown that the expression of pure plasmid DNA in the rabbit hind limbs is increased in direct proportion to the concentration of pDNA up to 2 mg / ml. This study suggests that 4–8 injection sites using volumes of 0.5–1.0 ml per injection with a pDNA concentration of 0.5–2.0 mg / ml should lead to the production of SDF-1 in the rabbit's hind limbs.
Example 10. The study of final efficacy, safety and biodistribution of ACRX- 32 031308
100.
The efficacy, safety and biodistribution of ACRX-100 were previously determined in a study of efficacy, toxicity and biodistribution in swine models in accordance with the principles of NLP after a direct catheter-mediated cardiac injection in swine heart failure models (briefly described in Example 3). The ACRX-100 demonstrated an acceptable safety profile in doses up to 100 mg after direct administration to ischemic pig hearts. This study is generally considered to support the planned clinical studies in the CLI, but does not coincide with the specific clinical criteria being studied.
The final preclinical evaluation of the effectiveness, safety and biodistribution of ACRX100, supporting phase 1 clinical trials in patients with CLI, is an estimate based on a rabbit model of hind limb ischemia. This model provides experimental conditions that model the proposed clinical trials of phase 1 in patients with CLI. Safety and efficacy studies evaluating the toxicology and biodistribution of increasing single doses of ACRX-100 were performed on a rabbit model of hind limb ischemia, and its results are shown below. Based on these results, applicants propose to evaluate the efficacy, toxicology and biodistribution of ACRX-100 on the rabbit models described in section 6.3 of the presented preliminary study on the use of a new drug.
Safety and efficacy of a single dose of ACRX-100 in rabbits with hind limb ischemia.
Purpose.
The purpose of this study is to evaluate the efficacy, safety and biodistribution after a single dose of the test product, ACRX-100, in a rabbit model of hind limb ischemia.
Ways.
New Zealand white rabbits (n = 5 / group; 2-3 males / females per group) underwent unilateral ligation of the femoral artery and 10 days after ligation received 4, 8 or 16 mg of the plasmid ACRX-100 or 4 mg of the control plasmid (luciferase) 8 direct intramuscular injections of 0.5 ml and a limb with ischemia (Table 6).
Table 6
Clinical study design of the safety and efficacy of a single dose of ACRX-100 in a rabbit model of hind limb ischemia
Safety endpoints were evaluated at 60 days after injection and included histopathology and biodistribution from the hind limbs (injection sites) to the opposite hind limb, heart, lungs, liver, brain, spleen, lymph nodes, kidneys and ovaries. A macro- and microscopic examination of paraffin-fixed and hematoxylin and eosin stained sections of the corresponding tissues was carried out. Clinical pathology was assessed in all groups on day 60 after injection. Efficiency was measured by the percentage change in the angiographic assessment compared to control at 30 and 60 days after treatment. The calf muscles were excised and evaluated for weight differences 60 days after injection. Biodistribution was assessed in the lungs, liver, spleen, lymph nodes, kidneys, brain, testes and ovaries of animals of groups 1 and 4.
Results.
Angiographic analysis.
Angiograms were taken on day 0 (before administration), 30 (± 2) and 60 (± 2) days after administration and recorded in digital format (Fig. 14). A quantitative angiographic analysis of the development of collateral vessels in the ischemic limb was performed with an overlay of a grid consisting of squares with a diameter of 5 mm arranged in a row. The total number of intersections of the mesh in the middle region of the thighs, as well as the total number of intersections intersected by the contrast opaque artery, were calculated by one-sided blind method.
Angiographic assessment was calculated for each film as the ratio of the intersections of the grid,
- 33 031308 intersected by an opaque artery divided by the total number of grid intersections in the middle part of the thigh.
Efficiency.
The results obtained by the method of angiography showed that on the day of dosing all animals were similar. In the control group of animals, there was a tendency to a decrease in vascular density after a 60-day period after the dose. Animals treated with ACRX-100 showed improved blood flow at both time points, in groups receiving doses of 1 mg / ml (group 2) and 2 mg / ml (group 3), compared with the control group of animals receiving a vector in which worsened blood flow. It is important to note that improvement in the groups of low and medium doses was observed on day 30 with a significant (p <0.05) advantage of the group of average dose on day 60 (Fig. 15). Improvement was also observed in animals in group 4 (4 mg / ml) 60 days after injection. A similar tendency to an increase in vasculogenesis was observed in the porcine model of heart failure at a dose of 5 mg / ml.
Pathology.
Mortality.
All animals survived to the planned hibernation, with the exception of one animal from group 1 (505). The animal 505 died within 30 days after the angiogram. The animal was opened. The cause of death was considered to be related to anesthesia, and not the consequence of the administration of the investigational drug.
Observation of animals.
Clinical observations were limited to observing scab, and sparse coat in most animals. Such observations are standard for animals that have undergone a similar procedure. In addition, loss of appetite, decreased activity and a small amount or absence of feces was observed in one animal of group 2 (510), and self-damage to the hind limb was observed in two animals of group 4 (519 and 520). Observed self-harm in animals 519 and 520 most likely resulted from the loss of sensation of damage to the hind limbs of these animals.
During the study, the animals initially lost weight during the first 3-4 weeks after the injury. By the end of the study, the animals returned to their original body weight. Weight loss is considered the result of numerous surgical procedures.
Macroscopy.
A macroscopic examination did not reveal any research-related phenomena in animals of both sexes. Few macroscopic observations are considered random and not related to the study.
Microscopy.
Were examined several sections of skeletal muscles from the places of injections on the hind limb, from the intact areas of the hind limb, from the ischemic area of the hind limb and intact areas of the opposite limb. Tissue sections were examined using hematoxylin, eosin staining and Masson's trichrome staining. The tissue sections of the ischemic region contained areas of ischemia, which are alternately and inconsistently located. Ischemia sites were initially characterized by minimal to moderate fibrosis, and minimal to medium capillary formation, and to a lesser extent subacute / chronic inflammation, hemorrhage and muscle fiber degradation / necrosis and / or muscle fiber regeneration. Often, areas of fibrosis and neovascularization are followed by fascial muscle surfaces. Sometimes extraneous material (suture material) was observed, often surrounded by minimal granulomatous inflammatory response. Mineralization of muscle fibers has also been observed occasionally.
There were no microscopic test-related findings in the remaining tissues examined with a microscope (brain, heart, kidney, liver, lung, ovaries, and spleen). The few remaining microscopic observations were either common background findings in rabbits or random and thus were considered irrelevant to treatment.
Hematology and coagulation.
No biologically relevant differences were found in the hematological and coagulation parameters between any treated groups of either sex after 60 days after the injection.
Clinical chemistry.
Phosphorus was gradually reduced in the ACRX-100 2, 3, and 4 groups relative to the LUC control group of plasmid 1 in both male (from 6 to 36%) and female (from 7 to 30%) individuals. There were also average increases in calcium in the ACRX-100 3 and 4 groups relative to the LUC control group of plasmid 1 in both male (4–7%) and female (7–9%) individuals. All averages and individual values for calcium and phosphorus always remained within the expected historical control ranges. None of these changes were deemed unfavorable. For a better assessment of the reliability of these observations, applicants evaluate these values in a re-examination of the safety and efficacy of the dosage described in section 6.3. No other changes in chemical parameters were observed in any gender.
- 34 031308
Biodistribution
In this study, biodistribution in rabbits with a CIC was evaluated by quantitative PCR 60 days after injection in the group of animals 1 (1 mg / ml of luciferase plasmid) and 4 (4 mg / ml of ACRX-100). The results are shown in Table. 7 below. As expected, the ACRX-100 vector was not detected in the tissues of any of the control groups. In the high dose group, ACRX-100 was found almost exclusively at the injection site, and only trace amounts of ACRX-100 were found in non-injected organs. The rate of elimination of the plasmid's ACRX-100 DNA, which was observed in the rabbit's hind limb 60 days after injection (Table 7), is consistent with the elimination of ACRX-100 from cardiac injections observed in the study of safety measures in pig heart failure (Table 3, Fig. 16). Additionally, resistance levels were lower in the CIC study in rabbits, since the largest number of copies found in this study 60 days after injection (133360 copies / μg of the host organism DNA) was lower than the maximum number of copies found during a cardiovascular study days (> 1x10 6 copies / µg of host DNA). These data suggest that the ACRX-100 was derived from both injected and non-injected rabbit organs in a manner similar to that shown in a study of heart failure in pigs, in fact, the resistance of the injected area in the current study of rabbits is less than that observed in the model of heart failure in pigs.
Table 7 The biodistribution of ACRX-100 in the IZK tissues of the rabbit 60 days after injection
LLOD - below detection limit.
Conclusions
All groups of animals injected with ACRX-100 showed an increase in blood flow in the ischemic hind limb 60 days after injection. Animals injected with a single intramuscular dose of 1 mg / ml (low dose) or 2 mg / ml (medium dose) of ACRX-100 showed improved blood flow at 30 and 60 days after injection compared to the control animals that received vector injection, which showed reduced blood flow . It is important that the benefits observed after 30 days are largely (p <0.05) preserved even after 60 days. These data are consistent with the results of a study of heart failure in pigs, where injections of ACRX-100 (0.5-5.0 mg / ml) led to an increase in vasculogenesis. The data obtained suggest that, regardless of the total amount of ACRX-100 administered to the target tissue, the concentration of the product administered by injection significantly affects the vasculogenesis response. These results indicate that CIC patients can benefit from a single dose of ACRX-100.
The findings suggest that ACRX-100 is derived from both injected and non-injected rabbit organs in a manner similar to that demonstrated in a study of heart failure in pigs. Since the elimination of ACRX-100 was consistent with cardiovascular
- 35 031308 research, the applicants suggest that other observations regarding biodistribution in the study of heart failure in pigs are also valid for the CIC study. In a literal sense, any expression of ACRX-100 at the end of the study is minimal, subtherapeutic, and the potential for integration is less than the level of spontaneous mutation.
Example 11. The proposed study of the safety of repeated doses and the effectiveness of ACRX-100 in a model for rabbit with hind limb ischemia.
The proposed new study will evaluate the safety and efficacy of repeated doses of ACRX-100 in the same rabbit model with hind limb ischemia, which is described in Example 10. As described below, 3 intramuscular doses of ACRX-100 will be administered to support up to 3 treatments for patients with CIC.
The safety and effectiveness of ACRX-100 re-dosing in rabbits with ICL.
Purpose.
The purpose of this study is to determine the safety and efficacy of repeated doses of the ACRX-100 in a rabbit model with hind limb ischemia.
Justification.
All types of non-viral therapy that are currently being clinically examined for critical limb ischemia, are administered non-viral drugs in repeated doses (HGF, PDGF), including NV1FGF, which has been shown to be effective in a phase II study. Currently, the preclinical safety and efficacy studies conducted by the applicants have shown that ACRX-100 is safe up to 100 mg after a single injection into the heart (20 injection points) or 16 mg when administered to the hind limb (8 injection points). Thus, applicants propose to administer ACRX-100 in repeated doses at 0, 2, and 4 weeks as part of our phase I trial in patients with CIC. Repeated administration of ACRX-100 may provide additional benefits over a single dose. CXCR4, the SDF-1 receptor, is indefinitely regulated to increase after injury; while SDF-1 is regulated with an increase in transient after an acute ischemic event (Fig. 17) or in response to an injection procedure. Delivery of SDF-1 to numerous points at a later time immediately after injury is capitalized on increased localized expression of CXCR4 expression in damaged tissue and increases the homing of stem cells at the site of SDF-1 expression. With CIC, repeated injections have the potential for a synergistic increase in vasculogenesis, collateral vascular growth and healing of a wound in the ischemic limb. The safety profile, which was observed after injection of 100 ml into the pig heart, suggests that adjusting the dosage of lower volumes will give similar safety results.
To assess preclinical safety and the effectiveness of re-dosing the ACRX-100 in the same rabbit hind-limb ischemia model that was used in the study above, the applicants suggest a protocol described in detail below. The re-dosing schedule will be identical to the re-dosing categories that were proposed during the phase I / II trial, in all aspects, except for the injection volume (described in Example 12). On a rabbit, 0.5 ml will be used instead of 1 ml assigned to a person, due to the larger skeletal muscle area in the human thigh / calf compared to the rabbit's hind limb.
Ways.
The New Zealand white rabbits U = 5 / group of males and females) will undergo the procedure of unilateral ligation of the femoral artery (day -10), identical to that performed in example 10 above. Ten days after banding (day 0), each animal will receive 3 doses (15 days apart) of 1 mg / ml of the control luciferase plasmid (groups 1 and 2) or ACRX-100 (groups 3 and 4), introduced by 16 direct intramuscular injections into the ischemic limb, 0.5 ml each (Table 8). Safety endpoints will be evaluated on day 3 (day 33) and day 30 (day 60) of post-final injection, including histopathology (gross and normal) and bio-distribution from the hind limb (injection site) opposing the hind limb, heart, lung, liver, brain, spleen, lymph nodes, kidneys and ovaries. A coarse and microscopic study of fixed hematoxylin and a section of eosin-colored paraffin will be performed on tissue sections. Clinical chemistry and pathology will be assessed for all groups before hind limb ischemia (day -10), before each dose (day 0, 15, 30), 3 days after a dose (day 3, 18, 33), 7 days after a post-final dose (day 37) and 30 days after the post-final dose (day 60) or before killing. Cell monitoring will be carried out twice a day, and detailed clinical examinations will be conducted weekly. Efficacy will be measured by the percentage of changes in the angiographic deviation from the main line compared to control by 30 (all categories) and 60 (categories 2 and 4) days of post-final injection.
Samples for studying biodistribution will be taken from the lung, liver, spleen, lymph node, kidney, brain, testicles and ovaries and evaluated using quantitative PCR at two killing points: 3 days post-final dosage (day 33) and 30 days post-final dosage (day 60 ).
The 60-day duration after the first injection of ACRX-100 in the study was chosen to reconcile the time points of efficacy with the one-time treatment study described in Example 10. Due to the fact that the time point is 30 days post-final dosage, expect
- 36 031308 that the biodistribution results will have copies of ACRX-100 present at the injection sites (on the order of 10 3 -10 5 copies / μg of host DNA) and limited amounts (less than 10 3 copies / μg of host DNA) based on the results of a study of the safety and efficacy of heart failure in pigs described in Example 8. The results of this proposed study will be presented in a new drug study (IND). Based on the fact that the safety results in this study are similar to those obtained in the study of safety and efficacy in heart failure in pigs, the above study should justify repeated dosing of ACRX-100 in patients with CIC.
Table 8
Suggested dosage regimen
Safety assessment in ALL categories.
Before death: clinical observations, pathology, chemistry.
After death: histopathology and biodistribution.
Example 12. The proposed clinical study.
The applicants have performed studies indicating that ARCX-100 is both safe and effective in preclinical models of heart failure and CIC. The results of these completed and proposed studies support the clinical trial phase I / II proposed by the applicants, assessing the safety and efficacy of treating patients with CIC with ARCX100.
The proposed combined study in 66 patients, phase II, will examine the safety and initial efficacy of using ACRX-100 for treating patients with CIC grade 5 according to Rutherford. Safety will be observed in each group by documenting all adverse events (AE) and measuring standard laboratory values for blood (for example, total blood count, plasma SDF-1 levels), with an initial safety end point of most AE set at 30 days (group 1 and 2) or 60 days (groups 3, 4 and 5) after listing.
During Phase I of the study (groups 1-4), patients will receive 8 or 16 injections in the upper and lower legs of either the single dose (groups 1 and 2) or repeated dose sessions for 4 weeks (groups 3 and 4) of the ACRX-100 ( Table 9). Increasing the dose includes doubling the number of injections from 8 injections (group 1) to 16 injections (group 2), moving from a single dose (group 2) to 3 repeated dosage sessions (group 3) and doubling the number of injections per dose from 8 (group 3) up to 16 (group 4). Assuming that repeated doses will be more effective than single doses, groups 3 and 4 will be randomly mixed 2: 1 to receive either medication or placebo (5% dextrose injection) to test preliminary efficacy; Groups 1 and 2 will receive only the active drug. In all groups, the effectiveness will be assessed within 12 months after the first dose by evaluating the following endpoints: 1) significant amputations, 2) the case of complete wound closure, 3) survival, the difference from the main line, 4) the degree of change in the ulcer healing index, 5 ) transcutaneous oxygen (TsRO2) and 6) pain at rest.
In Phase II trials (group 5), 30 patients will be randomly mixed 2: 1 to obtain either ACRX-100 (more effective than groups 3 or 4), or vehicle (5% dextrose solution) (Table 9 ). Safety and efficacy will be measured at the same end points as in phase I, the initial end point of effectiveness is survival without major amputation. All dosage escalations in phase I and the start of phase II research will only occur in accordance with the DSMC review, as described below.
- 37 031308
If the results of phase I / II indicate that ACRX-100 is effective in improving CIC with the recommendation of DSMC patients initially mixed with control groups, treatment with ACRX-100 may be offered for free to the patient in the following condition:
1. The patient follows the schedule after the test.
2. The local head of research determines that the patient can still benefit from treatment.
If treatment is carried out, the patient will have to follow a schedule consisting of (at least) the described safety endpoints.
Table 9
The proposed mode of clinical dosing phase I / II
All enrolled patients receive normal, standardized care for CICs, including pharmacological (painkillers) and wound care (cleaning, infection control with antibiotics, etc.) as needed. However, according to the inclusion / exclusion criteria, the patient will not receive surgical treatment or treatment with an internal intervention technique, as listed patients should be weak candidates for revascularization and should not receive revascularization procedures for 6 weeks before listing. One of the reasons that they are weak candidates for revascularization is that ischemia is the result of blockage in numerous arteries that cannot be unblocked or bypassed. This makes pro-angiogenic therapy, such as ACRX-100, attractive because it has the potential to create new blood vessels originating from the vessels of the ischemic leg, which can restore blood flow in a large area and thus improve symptoms, limb function and overall results. .
In the absence of therapy, these patients have a poor prognosis. For patients with CIC who are weak candidates for revascularization (also called patients with non-recoverable disease), there is a 40% probability of amputation over 6 months. Moreover, they have a mortality rate of 25% over the course of a year, including a 3-5-fold increase in the risk of cardiovascular death compared with those who are not sick with a CFC.
The synopsis of the proposed phase I / II study is presented in table. 11. 66 patients with non-healing ulcers (class 5 according to Rutherford) will be sequentially listed in no more than 15 clinical centers. Each patient will receive direct intramuscular injections of ACRX-100 and will be observed for 12 months after the initial injection. The ACRX-100 will be inserted using a 27 gauge needle with injections located on the thigh above the knee and lower leg. Safety and efficiency endpoints will be collected as shown in Table. 11. In the open part (groups 1 and 2), descriptive statistics will be used to compare variations of the long-lasting effect by groups receiving the drug. Safety parameters will be collected and evaluated qualitatively or summarized quantitatively using descriptive statistics, where appropriate. In the mixed part of the study (groups 3-5), either the ACRX-100 or the filling control will be introduced using the same techniques as in phase I, at 8 or 16 injection sites at 0, 2, and 4 weeks after listing. A statistical comparison of each treatment group with a control group will be performed for all efficacy variables with static importance, defined as p-values less than 0.05.
Logistics research is as follows. Before listing, all patients must provide written confirmation of familiarization and consent for participation in the study. Patients will be monitored for 2 weeks before the first scheduled injection of ACRX-100 with
- 38 031308 testing to determine the acceptability of the study. including the ABI and Rutherford class (Table 11). Further safety checks (CMP. PT / PTT) and the establishment of the baseline values for the end points of effectiveness (TCP2. Quality of life. Ulcer size) will be performed during the observation period. The subject will be considered listed. when he or she comes to the clinic to prepare for the injection procedure. In the open part (groups 1 and 2), patients will be sequentially listed. and everyone will get ACRX-100 treatment. In a randomly mixed part (groups 3-5), each patient will be randomly selected. and the clinical center will be given a random selection before the injection procedure. All patients will follow the schedule 1. 2. 4. 5 weeks. 3. 6 and 12 months after the first injection to assess safety and efficacy (Table 11). For groups 1-4, each of the first 3 patients from the list will be separated from the rest by at least 7 days. After the final dose of the last patient in groups 1-4 all safety data. collected over 7 days. following administration of a dose of ACRX-100 to each subject. will be reviewed by an independent DSMC. DSMC will be responsible for reviewing security data. deciding on adverse events and reviewing any data about the subject. that comply with the rules of termination. The committee will consist of a medical observer (without the right to vote) and at least 3 other members. DSMC should recommend an increase in the next dose in phase I of the study and the start of phase II of the study.
Before submitting to CLI IND, the national research head and the medical observer will develop a list of discontinuation rules. which if any of them is executed. will require a temporary suspension of the list of treatment in accordance with the data viewed by the DSMC.
The validity of the proposed clinical dosing.
The proposed clinical doses are based on the results of a non-clinical study of the safety and efficacy of the dosage (see Example 11). As shown in the table. 10 below. The proposed starting dose of a human is 1 mg / ml of DNA per injection site per 1 ml (8 mg in total). This starting dose was based on the results of a single dose safety and efficacy study for a rabbit with a CFC. The starting dose of a person has the same concentration and number of injections. as an effective dose in the study of a single dose for a rabbit (1 mg / ml in 0.5 ml at 8 injection sites. 4 mg in total). Further. The starting human dose is half the maximum total DNA dose. tested in a single dose rabbit study (4 mg / ml in 0.5 ml at 8 injection sites. 16 mg in total). A higher volume / location in phase I study. 1.0 ml is a doubling of a volume of 0.5 ml from a non-clinical study. since the human lower limb is significantly larger in muscular weight. than the rabbit's hind limb.
Table 10
Doses of ACRX-100 for humans and animals
The proposed dose of CIC phase I is also supported by data from a preclinical safety and efficacy study in heart failure in the pig. described in example 3 above. The proposed starting dose of phase I CIC 8 mg total DNA provides a more than 10-fold level of safety compared with NOAEL 100 mg. found in the study of safety in pig heart failure. The maximum amount of ACRX-100. the proposed CIC phase I study (16 mgx3 doses) is smaller. than half the volume of total DNA (100 mg). defined as NOAEL for a single dose in a study of the efficacy and safety of heart failure in a pig.
Last thing. volume per injection. which should be used in the test phase I CIC (1 ml). consistent with volume. used in the study of heart failure in pigs. and several published CIC clinical studies.
Upon successful completion of the phase I / II study, either a subsequent phase II study or a phase III phase study will be developed to demonstrate the safety and efficacy of ACRX-100 in single or multiple doses for the target population of class 5 according to Rutherford with a CIC.
Table 11
Synopsis of the I / II study phase
- 40 031308
- 41 031308
Studies in the group: 1 for receiving repeated doses of either ACRX for dextrose supplement;
listing.
Methods
Methods
Each patient will research on safety and efficacy.
ACRX-100 or Placebo Equivalent
Product research
ACRX-100 filler using needle 2 / gauge dosage and syringe procedure;
intravenous lower leg
Parameters major safety and adverse days after injection
Secondary endpoints:
full list of familiarization table
Groups 1 and
Descriptive parametric statistics standard deviation nonparametric; the average statistics of the interv values of the artillery range will be used for a long comparison of variables
The parameters will be evaluated summarized in descriptive quantitative using the estimated each temporal raw variable the main difference of each patient.
Groups statistics, standard deviation, nonparametric statistics, the values of the quartile range will be applied to the long-term control of each effectiveness of each time variable, the main difference between each patient will be.
be considered
Parameters evaluated summarized descriptive quantitatively using
Duration of observation throughout the study days) after the initial dose of ACRX-100
Centers of research conducted by more than 15 clinical centers of primary efficacy studies:
survival efficiency will be a statistic parameter where appropriate.
randomly mixed patients will be dosed in groups.
efficacy between dosage groups.
efficiency will be a parameter
Every patient where appropriate. The data of each statistic
- 42 031308
Table 12 Subsequent schedules for phase I / II CIC clinical trial
- 43 031308
From the above description of the application, specialists in this field will perceive information about improvements, changes and modifications. Such improvements, changes and modifications within the knowledge in this area should be covered by the attached claims. All patents, patent applications and publications cited in this document are hereby incorporated by reference in their entirety.
Selected sequences are disclosed:
SEQ ID NO: 1
KPVSLLYRCPCRFFESHVARANVKHLKILNTPNCALQIVARLKNNNRQVCIDPKLKWIQEYLE
KALNK
SEQ ID NO: 2
MNAKWWLVLVLTALCLSGGPVSLSYRCPCRFFESHVARANVKHLKILNTPNCALQIVARL
KNNNRQVCIDPKLKWIQEYLEKALNK
SEQ ID NO: 3
MDAKWAVLALVLAALCISDGKPVSLSYRCPCRFFESHVARANVKHLKILNTPNCALQIVARL
KSNNRQVCIDPKLKWIQEYLDKALNK
SEQ ID NO: 4 gccgcactttcactctccgtcagccgcattgcccgctcggcgtccggcccccgacccgcgctc gtccgcccgcccgcccgcccgcccgcgccatgaacgccaaggtcgtggtcgtgctggtcctcg tgctgaccgcgctctgcctcagcgacgggaagcccgtcagcctgagctacagatgcccatgcc gattcttcgaaagccatgttgccagagccaacgtcaagcatctcaaaattctcaacactccaa actgtgcccttcagattgtagcccggctgaagaacaacaacagacaagtgtgcattgacccga agetaaagtggattcaggagtacctggagaaagctttaaacaagtaagcacaacagccaaaaa ggactttccgctagacccactcgaggaaaactaaaaccttgtgagagatgaaagggcaaagac gtgggggagggggccttaaccatgaggaccaggtgtgtgtgtggggtgggcacattgatctgg gatcgggcctgaggtttgccagcatttagaccctgcatttatagcatacggtatgatattgca gcttatattcatccatgccctgtacctgtgcacgttggaacttttattactggggtttttcta agaaagaaattgtattatcaacagcattttcaagcagttagttccttcatgatcatcacaatc atcatcattctcattctcattttttaaatcaacgagtacttcaagatctgaatttggcttgtt tggagcatctcctctgctcccctggggagtctgggcacagtcaggtggtggcttaacagggag ctggaaaaagtgtcctttcttcagacactgaggctcccgcagcagcgcccctcccaagaggaa ggcctctgtggcactsadataccgactggggctgggcgccgccactgccttcacctcctettt caacctcagtgattggctctgtgg gctccatgtagaagccactattactgggactgtgctcag agacccctctcccagctattcctactctctccccgactccgagagcatgcttaatcttgcttc tgcttctcatttctgtagcctgatcagcgccgcaccagccgggaagagggtgattgctggggc tcgtgccctgcatccctctcctcccagggcctgccccacagctcgggccctctgtgagatccg tctttggcctcctccagaatggagctggccctctcctggggatgtgtaatggtccccctgctt acccgcaaaagacaagtctttacagaatcaaatgcaattttaaatctgagagctcgctttgag tgactgggttttgtgattgcctctgaagcctatgtatgccatggaggcactaacaaactctga ggtttccgaaatcagaagcgaaaaaatcagtgaataaaccatcatcttgccactaccccctcc tgaagccacagcagggtttcaggttccaatcagaactgttggcaaggtgacatttccatgcat aaatgcgatccacagaaggtcctggtggtatttgtaactttttgcaaggcatttttttatata tatttttgtgcacatttttttttacgtttctttagaaaacaaatgtatttcaaaatatattta tagtcgaacaattcatatatttgaagtggagccatatgaatgtcagtagtttatacttctcta ttatctcaaactactggcaatttgtaaagaaatatatatgatatataaatgtgattgcagctt ttcaatgttagccacagtgtattttttcacttgtactaaaattgtatcaaatgtgacattata tgcactagcaataaaatgctaattgtttcatggtataaacgtcctactgtatgtgggaattta tttacctgaaataaaattcattagttgttagtgatggagcttaaaaaaaa
SEQ ID NO: 5 ccatggacgccaaggtcgtcgctgtgctggccctggtgctggccgcgctctgcatcagtgacg gtaagccagtcagcctgagctacagatgcccctgccgattctttgagagccatgtcgccagag ccaacgtcaaacatctgaaaatcctcaacactccaaactgtgcccttsadattgttgcaaggc tgaaaagcaacaacagacaagtgtgcattgacccgaaattaaagtggatccaagagtacctgg acaaagccttaaacaagtaagcacaacagcccaaaggactt
- 44 031308
SEQUENCE LIST <110> THE CLEVELAND CLINIC FOUNDATION
JUVENTAS THERAPEUTICS, INC.
<120> DELIVERY SDF-1 FOR THE TREATMENT OF CARDED TISSUE <130> 101521.000091 <140>
<141>
<150> 61/794742 <151> 2013-03-15 <160> 6 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 68 <212> Protein <213> Artificial sequence <220>
<223> Description of artificial sequence: synthetic polypeptide <400> 1
55 60
Ala Leu Asn Lys <210> 2 <211> 89 <212> Protein <213> Homo sapiens <400> 2
- 45 031308
<210> 3 <211> 89 <212> Protein <213> Rattus norvegicus
Glu Tyr Leu Asp Lys Ala Leu Asn Lys <210> 4 <211> 1940 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 4
- 46 031308
<210> 5 <211> 293 <212> DNA <213> Rattus norvegicus <400> 5 ccatggacgc caaggtcgtc gctgtgctgg ccctggtgct ggccgcgctc tgcatcagtg 60
- 47 031308
<210> 6 <211> 3948 <212> DNA <213> Artificial sequence <220>
<223> Description of artificial sequence: synthetic polynucleotide
- 48 031308
- 49 031308
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361794742P | 2013-03-15 | 2013-03-15 | |
PCT/US2014/029948 WO2014145225A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-03-15 | Sdf-1 delivery for treating ischemic tissue |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201591737A1 EA201591737A1 (en) | 2016-01-29 |
EA031308B1 true EA031308B1 (en) | 2018-12-28 |
Family
ID=51537912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201591737A EA031308B1 (en) | 2013-03-15 | 2014-03-15 | Sdf-1 delivery for treating ischemic tissue |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2970941A4 (en) |
JP (1) | JP6461085B2 (en) |
KR (1) | KR20160005021A (en) |
CN (1) | CN105264071B (en) |
EA (1) | EA031308B1 (en) |
IL (1) | IL240710A0 (en) |
WO (1) | WO2014145225A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4299119A1 (en) * | 2022-06-29 | 2024-01-03 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Therapeutic applications based on the inhibition of g protein-coupled receptor 182 (gpr182) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6943153B1 (en) * | 1999-03-15 | 2005-09-13 | The Regents Of The University Of California | Use of recombinant gene delivery vectors for treating or preventing diseases of the eye |
US20120289586A1 (en) * | 2009-08-28 | 2012-11-15 | Penn Marc S | SDF-1 Delivery For Treating Ischemic Tissue |
-
2014
- 2014-03-15 WO PCT/US2014/029948 patent/WO2014145225A1/en active Application Filing
- 2014-03-15 JP JP2016503290A patent/JP6461085B2/en active Active
- 2014-03-15 KR KR1020157028804A patent/KR20160005021A/en not_active Application Discontinuation
- 2014-03-15 CN CN201480017356.4A patent/CN105264071B/en active Active
- 2014-03-15 EA EA201591737A patent/EA031308B1/en not_active IP Right Cessation
- 2014-03-15 EP EP14762452.2A patent/EP2970941A4/en not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-08-20 IL IL240710A patent/IL240710A0/en unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6943153B1 (en) * | 1999-03-15 | 2005-09-13 | The Regents Of The University Of California | Use of recombinant gene delivery vectors for treating or preventing diseases of the eye |
US20120289586A1 (en) * | 2009-08-28 | 2012-11-15 | Penn Marc S | SDF-1 Delivery For Treating Ischemic Tissue |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JUVENTAS_THERAPEUTICS, Juventas Therapeutics Initiating Phase II Clinical Trial of JVS-100 for Treatment of Critical Limb Ischemia. Press Releases. 2011, [online]. [Retrieved on 2014.07.09]. Retrieved from the Internet: <URL: https://www.juventasinc.com/news/2011/juventas_jan11.html> Entire documentation, especially para 1 * |
PENN et al., An Open-Label Dose Escalation Study to Evaluate the Safety of Administration of Nonviral Stromal Cell-Derived Factor-1 Plasmid to Treat Symptomatic Ischemic Heart Failure. Circ Res. 2013 Mar 1, vol. 112(5), p. 816-25. Epub 2013 Feb 21. Entire documentation, especially Abstract, and pg 819, col 1, top para * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105264071A (en) | 2016-01-20 |
WO2014145225A1 (en) | 2014-09-18 |
EA201591737A1 (en) | 2016-01-29 |
JP6461085B2 (en) | 2019-01-30 |
JP2016515818A (en) | 2016-06-02 |
KR20160005021A (en) | 2016-01-13 |
EP2970941A4 (en) | 2016-11-30 |
EP2970941A1 (en) | 2016-01-20 |
CN105264071B (en) | 2020-05-19 |
IL240710A0 (en) | 2015-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8883756B2 (en) | SDF-1 delivery for treating ischemic tissue | |
NO327487B1 (en) | Cationic liposome and its use | |
EA031883B1 (en) | Method for inhibiting and/or mitigating scar formation | |
US20130252876A1 (en) | Compositions and method for promoting musculoskeletal repair | |
EA009390B1 (en) | Plasmid encoding fibroblast growth factor for the treatment of hypercholesterolemia or diabetes associated angiogenic defects | |
JP2001523106A (en) | Eukaryotic gene expression cassette and uses thereof | |
EA031308B1 (en) | Sdf-1 delivery for treating ischemic tissue | |
KR102101384B1 (en) | Pharmaceutical composition for treating or preventing ischemic cardiovascular disease | |
US20090305977A1 (en) | Method for treating peripheral arterial disease with zinc finger proteins | |
Mueller et al. | Angiogenic gene-modified fibroblasts for induction of localized angiogenesis | |
US20070123486A1 (en) | Composition for coordinated VEGF and PDGF expression, and methods of use | |
US12036265B2 (en) | Compositions and methods relating to bone repair and regeneration | |
US20170049856A1 (en) | Sdf-1 delivery for treating advanced ischemic cardiomyopathy | |
KR102227966B1 (en) | Pharmaceutical formulation of Inactivated Polypeptide TRP | |
US20180296643A1 (en) | Sdf-1 for anal and sphincter wound healing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |