[go: up one dir, main page]

RU2533817C1 - Improving genetic constructs for providing high efficacy of anti-hiv therapy - Google Patents

Improving genetic constructs for providing high efficacy of anti-hiv therapy Download PDF

Info

Publication number
RU2533817C1
RU2533817C1 RU2013115637/10A RU2013115637A RU2533817C1 RU 2533817 C1 RU2533817 C1 RU 2533817C1 RU 2013115637/10 A RU2013115637/10 A RU 2013115637/10A RU 2013115637 A RU2013115637 A RU 2013115637A RU 2533817 C1 RU2533817 C1 RU 2533817C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sequence
gene
promoter
vector
seq
Prior art date
Application number
RU2013115637/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013115637A (en
Inventor
Дина Викторовна Глазкова
Елена Владимировна Богословская
Михаил Леонидович Маркелов
Герман Александрович Шипулин
Валентин Иванович Покровский
Вадим Валентинович Покровский
Original Assignee
Федеральное бюджетное учреждение науки "Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное бюджетное учреждение науки "Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора) filed Critical Федеральное бюджетное учреждение науки "Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора)
Priority to RU2013115637/10A priority Critical patent/RU2533817C1/en
Publication of RU2013115637A publication Critical patent/RU2013115637A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2533817C1 publication Critical patent/RU2533817C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medical and molecular genetics. There are described genetic constructs expressing RNA sequences and genes coding proteins possessing the antiviral activity on human immunodeficiency virus. The genetic constructs contain a sequence coding the human TRIM5a modified protein. The invention can be used in scientific investigations.
EFFECT: presented constructs enable providing the higher expression of the modified gene of the human TRIM5a.
40 cl, 4 dwg, 3 tbl, 13 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к медицинской и молекулярной генетике, а именно к генетическим конструкциям, экспрессирующим РНК-последовательности и/или гены, кодирующие белки, обладающие антивирусной активностью в отношении вируса иммунодефицита человека, и могут быть использованы в научных исследованиях.The invention relates to medical and molecular genetics, in particular to genetic constructs expressing RNA sequences and / or genes encoding proteins having antiviral activity against human immunodeficiency virus, and can be used in scientific research.

Уровень техникиState of the art

ВИЧ инфекция остается огромной проблемой для здравоохранения и общества в целом. Число ВИЧ инфицированных продолжает неуклонно расти. Современная высокоактивная антиретровирусная терапия (ВААРТ) позволяет эффективно сдерживать прогрессирование заболевания и значительно повышает уровень жизни ВИЧ-инфицированного пациента. Однако ВААРТ является дорогостоящим пожизненным лечением и приводит к накоплению побочных эффектов, связанных с токсичностью используемых химических препаратов. Кроме того, проблемой ВААРТ является возникновение лекарственно устойчивых мутантных штаммов, что приводит к необходимости в постоянной разработке и использовании все большего количества новых химических препаратов.HIV infection remains a huge problem for health and society as a whole. The number of HIV-infected continues to grow steadily. Modern highly active antiretroviral therapy (HAART) can effectively inhibit the progression of the disease and significantly increase the standard of living of an HIV-infected patient. However, HAART is an expensive lifelong treatment and leads to an accumulation of side effects associated with the toxicity of the chemicals used. In addition, the problem of HAART is the emergence of drug-resistant mutant strains, which leads to the need for constant development and use of an increasing number of new chemicals.

Генная терапия ВИЧ подразумевает введение в клетки генов, подавляющих развитие инфекции. На данный момент на клеточных культурах опробовано множество генетических конструкций, в той или иной мере усиливающих устойчивость клеток к ВИЧ. Усовершенствование клинических методов изоляции и трансплантации клеток позволяет рассматривать генотерапию как перспективное направление антиВИЧ терапии.Gene therapy for HIV involves the introduction into the cells of genes that suppress the development of infection. At the moment, many genetic constructs have been tested on cell cultures that, to one degree or another, enhance the resistance of cells to HIV. Improving the clinical methods of cell isolation and transplantation allows us to consider gene therapy as a promising area of anti-HIV therapy.

Патент RU 2426788 («Генетические конструкции для антиВИЧ терапии», 20.08.2011; МПК C12N 15/86) раскрывает генетические конструкции на основе модифицированного лентивирусного вектора, содержащие последовательность, кодирующую модифицированный белок TRIM5α (tripartite motif 5 а) человека, где модификация включает изменение аминокислотной последовательности TRIM5α в области SPRY домена, которое обеспечивает распознавание белком TRIM5α вирусного капсида ВИЧ. TRIM5α - белковый фактор врожденного иммунитета, обуславливающий устойчивость к ретровирусам. Различие между приматами в аминокислотном составе домена SPRY белка TRIM5 определяет различие в наборе ретровирусов, к которым устойчив данный вид. Гомолог TRIM5α у резус-макак обеспечивает устойчивость клеток этих животных к заражению ВИЧ. TRIM5α человека не способен распознавать ВИЧ, однако небольшое изменение аминокислотной последовательности позволяет модифицировать белок таким образом, что он приобретает противовирусную антиВИЧ активность.Patent RU 2426788 ("Genetic constructs for anti-HIV therapy", 08/20/2011; IPC C12N 15/86) discloses genetic constructs based on a modified lentiviral vector containing a sequence encoding a modified human TRIM5α protein (tripartite motif 5 a), where the modification includes a change the amino acid sequence of TRIM5α in the SPRY domain, which allows the TRIM5α protein to recognize the HIV viral capsid. TRIM5α is a protein factor of innate immunity that causes resistance to retroviruses. The difference between primates in the amino acid composition of the SPRY domain of the TRIM5 protein determines the difference in the set of retroviruses to which this species is resistant. The TRIM5α homologue in rhesus monkeys ensures the resistance of the cells of these animals to HIV infection. Human TRIM5α is not able to recognize HIV, however, a small change in the amino acid sequence allows the protein to be modified so that it acquires antiviral anti-HIV activity.

Задачей изобретения согласно патенту RU 2426788 является расширение арсенала средств нового поколения, предназначенных для лечения ВИЧ-инфекции. Оно направлено на создание более эффективных антиВИЧ препаратов на основе РНК и белков, продуцируемых в клетках, с помощью введенных генетических конструкций, предложенных по изобретению. В RU 2426788 также продемонстрировано, что комбинирование двух и более антивирусных агентов, перечисленных ниже, в одной генетической конструкции обеспечивает синергетический эффект: каждый агент по отдельности в различной степени подавляет репродукцию ВИЧ (от 50% до 90%); одновременное использование нескольких противовирусных агентов замедляет образование мутантных штаммов, а комбинация противовирусных агентов с агентами, придающими резистентность клеткам к ВИЧ, позволяет получить близкую к 100% антивирусную активность препарата и предотвратить появление устойчивых мутантов. В качестве одного из агентов, придающих клетке устойчивость к ВИЧ, авторами были выбраны короткие интерферирующие РНК, направленные против гена хемокинового рецептора CCR5, задействованного в процессе проникновения ВИЧ в клетку. Техническим результатом является создание предложенных конструкций и реализация ими указанного назначения. Частные варианты выполнения изобретения включают генетические конструкции для антиВИЧ терапии на основе лентивирусного вектора, в том числе и самоинактивирующегося лентивирусного вектора, где лентивирусный вектор создан на основе одного или нескольких из лентивирусов: ВИЧ-1, ВИЧ-2, ВИО (вирус иммунодефицита обезьян, SIV), вирус иммунодефицита крупного рогатого скота (BIV), лентивирус артрита-энцефалита коз (CAEV), вирус инфекционной анемии лошадей (EIAV), вирус иммунодефицита кошек (FIV) и проч.The objective of the invention according to the patent RU 2426788 is the expansion of the arsenal of new generation drugs intended for the treatment of HIV infection. It is aimed at creating more effective anti-HIV drugs based on RNA and proteins produced in cells using the introduced genetic constructs of the invention. RU 2426788 also demonstrated that the combination of two or more antiviral agents listed below in one genetic construct provides a synergistic effect: each agent individually suppresses the reproduction of HIV to varying degrees (from 50% to 90%); the simultaneous use of several antiviral agents slows down the formation of mutant strains, and a combination of antiviral agents with agents that confer resistance to cells on HIV makes it possible to obtain antiviral activity close to 100% and prevent the emergence of resistant mutants. As one of the agents that confer HIV resistance to the cell, the authors selected short interfering RNAs directed against the CCR5 chemokine receptor gene, which is involved in the process of HIV penetration into the cell. The technical result is the creation of the proposed structures and their implementation of the specified purpose. Particular embodiments of the invention include genetic constructs for anti-HIV therapy based on a lentiviral vector, including a self-inactivating lentiviral vector, where the lentiviral vector is based on one or more of lentiviruses: HIV-1, HIV-2, VIO (monkey immunodeficiency virus, SIV ), cattle immunodeficiency virus (BIV), goat arthritis encephalitis lentivirus (CAEV), equine infectious anemia virus (EIAV), cat immunodeficiency virus (FIV), etc.

Заявка на патент США US2012076763 ("Combination anti-HIV vectors, targeting vectors, and methods of use"; 29.03.2012; МПК A61K 48/00, C12N 5/071, C12N 15/49, A61P 31/18, C12N 5/10, C12Q 1/70, C12N 15/63, C12N 7/01) раскрывает рекомбинантные лентивирусные векторы, включающие следующие элементы: лентивирусную основу, содержащую последовательности для интеграции в геном клетки-мишени; нуклеиновые кислоты, кодирующие интерферирующую РНК, направленную против гена рецептора человека CCR5; а также элемент контроля экспрессии нуклеиновой кислоты, кодирующей RNAi CCR5. Векторы также могут содержать полинуклеотиды, кодирующие последовательности TRIM5α и TAR-ловушки ВИЧ вместе с элементами регуляции экспрессии генов, и сочетаться с упаковочными плазмидами и сопряженными специфическими антителами против клеток-мишеней. В описании указанной заявки приводится полинуклеотид, кодирующий последовательность химерный TRIM5α, где последовательность 13 аминокислот резус-макаки вставлена в последовательность белка TRIM5α человека (SEQ ID NO 17, 994-1032). Полученный химерный TRIM5α эффективно ингибирует вирус ВИЧ-1 на стадии после проникновения вируса в клетку и перед его интеграцией. В заявке также приведены диагностические и терапевтические методы использования указанных конструкций.US patent application US2012076763 ("Combination anti-HIV vectors, targeting vectors, and methods of use"; 03/29/2012; IPC A61K 48/00, C12N 5/071, C12N 15/49, A61P 31/18, C12N 5 / 10, C12Q 1/70, C12N 15/63, C12N 7/01) discloses recombinant lentiviral vectors comprising the following elements: a lentiviral base containing sequences for integration into the genome of the target cell; nucleic acids encoding an interfering RNA directed against the human CCR5 receptor gene; and also a control element for the expression of nucleic acid encoding RNAi CCR5. The vectors can also contain polynucleotides encoding the sequences of TRIM5α and TAR traps of HIV together with elements of regulation of gene expression, and can be combined with packaging plasmids and conjugated specific antibodies against target cells. The description of this application describes a polynucleotide encoding the sequence of the chimeric TRIM5α, where the 13 amino acid sequence of Rhesus monkeys is inserted into the sequence of the human TRIM5α protein (SEQ ID NO 17, 994-1032). The resulting chimeric TRIM5α effectively inhibits the HIV-1 virus at the stage after the virus enters the cell and before its integration. The application also provides diagnostic and therapeutic methods for using these structures.

В заявке на патент США US2012270773 ("TRIM5alpha mutants and uses thereof; 25.10.2012; МПК С07Н 21/04, A61K 31/7088, C12N 5/02, C12Q 1/70, C07K 16/18, C07K 14/435, A61K 38/00, C12N 15/63, C12N 5/10) описывается мутантный полипептид TRIM5α, придающий более высокую устойчивость лентивирусам по сравнению с диким типом TRIM5α человека. Указанный мутантный полипептид TRIM5α содержит мутацию в аминокислоте (замена или делеция), соответствующую аминокислоте 324, 328, 330, 333, 335, 336 или 337 дикого типа TRIM5α человека. В указанной заявке также описано выделение нуклеиновой кислоты, содержащей последовательности, кодирующие вышеупомянутые полипептиды TRIM5α, или их гомологи. Заявка раскрывает композиции, содержащие мутантные полипептиды TRIM5α, кодирующие их нуклеиновые кислоты, векторы для переноса генов, а также способы определения (in vivo или in vitro) устойчивости клеток к лентивирусной инфекции, включающие определение в биологическом образце наличия или отсутствия мутантного TRIM5α и/или кодирующих их нуклеиновые кислоты. Показано, что клетки, содержащие мутантные полипептиды TRIM5α, имеют повышенную устойчивость к лентивирусной инфекции.In US patent application US2012270773 ("TRIM5alpha mutants and uses thereof; 10.25.2012; IPC C07H 21/04, A61K 31/7088, C12N 5/02, C12Q 1/70, C07K 16/18, C07K 14/435, A61K 38/00, C12N 15/63, C12N 5/10) describes a mutant TRIM5α polypeptide that confers greater resistance to lentiviruses compared to the wild type TRIM5α human. This mutant TRIM5α polypeptide contains a mutation in an amino acid (substitution or deletion) corresponding to amino acid 324, 328, 330, 333, 335, 336, 336 or 337 wild-type human TRIM5α. This application also describes the selection of nucleic acids containing sequences encoding the above TRIM5α polypeptides, or homologues thereof. The application discloses compositions containing mutant TRIM5α polypeptides encoding their nucleic acids, gene transfer vectors, as well as methods for determining (in vivo or in vitro) resistance of cells to lentiviral infection, including determining the presence or the absence of mutant TRIM5α and / or nucleic acids encoding them. Cells containing mutant TRIM5α polypeptides have been shown to have increased resistance to lentiviral infection.

В работе Андерсона (J.S. Anderson, J. Javien, J.A. Nolta, and G. Bauer "Preintegration HIV-1 Inhibition by a Combination Lentiviral Vector Containing a Chimeric TRIM5α Protein, а CCR5 shRNA, and a TAR Decoy", Molecular Therapy, 2009, vol. 17(12), pp.2103-2114) описан комбинированный лентивирусный вектор, кодирующий три высокоэффективных антиВИЧ гена и функционирующий на отдельных этапах жизненного цикла вируса:Anderson (JS Anderson, J. Javien, JA Nolta, and G. Bauer "Preintegration HIV-1 Inhibition by a Combination Lentiviral Vector Containing a Chimeric TRIM5α Protein, and CCR5 shRNA, and a TAR Decoy", Molecular Therapy, 2009, vol. 17 (12), pp. 2103-2114) describes a combined lentiviral vector encoding three highly effective anti-HIV genes and functioning at individual stages of the virus life cycle:

- CCR5 короткие шпилечные РНК (shRNA) (перед проникновением вируса),- CCR5 short hairpin RNA (shRNA) (before virus penetration),

- химерный TRIM5α человека/ резус-макаки (на стадии после проникновения вируса ВИЧ в клетку и перед его интеграцией),- chimeric TRIM5α human / Rhesus monkeys (at the stage after the penetration of the HIV virus into the cell and before its integration),

- TAR-ловушки (после интеграции).- TAR traps (after integration).

Основные усилия ученых при дизайне указанного антиВИЧ вектора были сосредоточены на блокировке продуктивного заражения ВИЧ-1 и ингибировании любого образования провируса, который будет поддерживать вирусный резервуар.The main efforts of scientists in the design of this anti-HIV vector were focused on blocking the productive infection of HIV-1 and inhibiting any formation of provirus that will support the viral reservoir.

Э. Бативелли и коллеги (Е. Battivelli, J. Migraine, D. Lecossier et al. "Modulation of TRIM5α Activity in Human Cells by Alternatively Spliced TRIM5 Isoforms", J. Virol., 2011, vol. 85(15), pp.7828-7835) установили, что активность TRIM5α в конкретном типе клеток может зависеть от соотношения экспрессированных изоформ TRIM5. Кроме TRIM5α могут присутствовать транскрипты TRIM5ι, TRIM5γ, TRIM5δ и TRIM5κ. Они не ингибируют репликацию ВИЧ-1, но обладают доминантно-негативной активностью в отношении TRIM5α. Авторами показано, что экспрессия TRIM5i уменьшает противовирусную активность TRIM5α в человеческих клетках U373-X4, что указывает на то, что физиологические уровни экспрессии усеченных изоформ TRIM5 в клетках человека могут снижать активность TRIM5α.E. Bativelli and colleagues (E. Battivelli, J. Migraine, D. Lecossier et al. "Modulation of TRIM5α Activity in Human Cells by Alternatively Spliced TRIM5 Isoforms", J. Virol., 2011, vol. 85 (15), pp. .7828-7835) found that the activity of TRIM5α in a particular cell type may depend on the ratio of expressed TRIM5 isoforms. In addition to TRIM5α, TRIM5ι, TRIM5γ, TRIM5δ and TRIM5κ transcripts may be present. They do not inhibit HIV-1 replication, but have dominant negative activity against TRIM5α. The authors showed that the expression of TRIM5i reduces the antiviral activity of TRIM5α in U373-X4 human cells, which indicates that physiological levels of expression of truncated TRIM5 isoforms in human cells can reduce TRIM5α activity.

Задачей настоящего изобретения является усовершенствование генетических конструкций, содержащих последовательность, кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека, с целью повышения уровня экспрессии гена, и, следовательно, количества белка, что приведет к повышению противовирусной эффективности данных конструкций в отношении вируса иммунодефицита человека. Технический результат - создание усовершенствованных генетических конструкций и реализация ими указанного назначения. Предлагаемые в объекте исследования генетические конструкции, кодирующие модифицированный белок TRIM5α, отличаются от известных генетических конструкций тем, что в последовательности модифицированного гена TRIM5α размером 1488 п.н. (496 кодонов) были произведены синонимичные замены нуклеотидов по всей длине таким образом, что процентный состав суммы всех гуанинов (G) и цитозинов (С) по отношению к общему числу нуклеотидов (GC-состав) последовательности увеличился.An object of the present invention is to improve genetic constructs containing a sequence encoding a modified human TRIM5α protein in order to increase the level of gene expression and, consequently, the amount of protein, which will increase the antiviral efficacy of these constructs with respect to human immunodeficiency virus. The technical result is the creation of improved genetic constructs and their implementation of the specified purpose. The genetic constructs encoding the modified TRIM5α protein proposed in the research object differ from the known genetic constructs in that the sequence of the modified TRIM5α gene is 1488 bp in size. (496 codons), synonymous nucleotide substitutions were made along the entire length so that the percentage of the sum of all guanines (G) and cytosines (C) in relation to the total number of nucleotides (GC-composition) of the sequence increased.

Согласно результатам исследования, антиВИЧ активность конструкции, включающей последовательность (SEQ ID N1), кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека, почти в 40 раз выше по сравнению с активностью аналогичной конструкции, включающей последовательность (SEQ ID N2), кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека, описанной в патенте RU 2426788. Кроме того, увеличилась жизнеспособность клеток в присутствии ВИЧ.According to the results of the study, anti-HIV activity of a construct comprising a sequence (SEQ ID N1) encoding a modified human TRIM5α protein is almost 40 times higher than the activity of a similar construct comprising a sequence (SEQ ID N1) encoding a modified human TRIM5α protein described in patent RU 2426788. In addition, increased cell viability in the presence of HIV.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В настоящем изобретении "молекула нуклеиновой кислоты" и "полинуклеотид" означают полимерную форму нуклеотидов любой длины, либо дезоксирибонуклеотиды, либо рибонуклеотиды, либо их аналоги. Полинуклеотиды могут иметь трехмерную структуру и могут осуществлять любую функцию. Неограничивающими примерами полинуклеотидов являются ген, генный фрагмент, экзоны, интроны, открытая рамка считывания, матричная РНК (мРНК), транспортная РНК, рибосомная РНК, рибозимы, кДНК, рекомбинантные полинуклеотиды, разветвленные полинуклеотиды, плазмиды, космиды, векторы, выделенная ДНК с любой последовательностью, выделенная РНК с любой последовательностью, нуклеиновокислотные зонды и праймеры.In the present invention, “nucleic acid molecule” and “polynucleotide” mean the polymeric form of nucleotides of any length, or deoxyribonucleotides, or ribonucleotides, or their analogues. Polynucleotides can have a three-dimensional structure and can perform any function. Non-limiting examples of polynucleotides are a gene, gene fragment, exons, introns, open reading frame, messenger RNA (mRNA), transport RNA, ribosomal RNA, ribozymes, cDNA, recombinant polynucleotides, branched polynucleotides, plasmids, cosmids, vectors, isolated DNA with isolated RNA with any sequence, nucleic acid probes and primers.

Полинуклеотид обычно состоит из специфической последовательности из четырех нуклеотидных оснований: аденина (А), цитозина (С), гуанина (G) и тимина (Т) (а в случае, если указанным полинуклеотидом является РНК, то вместо тимина присутствует урацил (U)). Таким образом, термин "полинуклеотидная последовательность" означает буквенное представление полинуклеотидной молекулы. Это буквенное представление может быть введено в базу данных компьютера, имеющего центральный процессор, и используется в биоинформатике, например в функциональной геномике и в поиске гомологии.A polynucleotide usually consists of a specific sequence of four nucleotide bases: adenine (A), cytosine (C), guanine (G) and thymine (T) (and if the indicated polynucleotide is RNA, then uracil (U) is present instead of thymine) . Thus, the term "polynucleotide sequence" means a literal representation of a polynucleotide molecule. This alphabetic representation can be entered into the database of a computer having a central processor and is used in bioinformatics, for example, in functional genomics and in the search for homology.

Термин "конструкция" означает любую молекулу, способную переносить последовательности нуклеиновой кислоты (например, невирусные векторы, частицы-носители, липосомы и вирусные векторы) в клетки-мишени. Термин "плазмидная конструкция" означает внехромосомный генетический элемент, способный к саморепликации в клетке-хозяине. Обычно термины "вектор", "конструкция", "экспрессирующий вектор" и "вектор для переноса генов" означают любую конструкцию нуклеиновой кислоты, способную регулировать экспрессию нужного гена и переносить генные последовательности в клетки-мишени. Таким образом, этот термин включает в себя клонирующие и экспрессирующие носители, а также вирусные векторы.The term “construct” means any molecule capable of transferring nucleic acid sequences (for example, non-viral vectors, carrier particles, liposomes and viral vectors) to target cells. The term "plasmid construct" means an extrachromosomal genetic element capable of self-replication in a host cell. Typically, the terms “vector”, “construct”, “expression vector” and “vector for gene transfer” mean any nucleic acid construct capable of regulating the expression of a desired gene and transferring gene sequences to target cells. Thus, this term includes cloning and expression vehicles, as well as viral vectors.

Вектор может содержать либо ДНК, либо РНК. Например, для получения вектора может быть использован либо ДНК-, либо РНК-вирус. На основе геномной РНК-вируса может быть получена копия кДНК. И наоборот, фрагмент кДНК (или вирусной геномной ДНК) может быть транскрибирован in vitro с образованием РНК. Эти методики хорошо известны специалистам.A vector may contain either DNA or RNA. For example, either a DNA or an RNA virus can be used to produce a vector. Based on the genomic RNA virus, a copy of cDNA can be obtained. Conversely, a cDNA fragment (or viral genomic DNA) can be transcribed in vitro to form RNA. These techniques are well known in the art.

Термин "кодирующая последовательность" или последовательность, которая "кодирует" выбранный полипептид, означает молекулу нуклеиновой кислоты, которая транскрибируется (в случае ДНК) и транслируется (в случае мРНК) в полипептид in vivo при ее нахождении под контролем соответствующих регуляторных последовательностей (или "регуляторных элементов"). Границы кодирующей последовательности определены старт-кодоном у 5'(амино)-конца и кодоном терминации трансляции у 3'(карбокси)-конца. Кодирующей последовательностью может быть, не ограничиваясь ими, кДНК, происходящая от вирусной, прокариотической или эукариотической мРНК, геномные ДНК-последовательности, происходящие от вирусной или прокариотической ДНК, и даже синтезированные ДНК-последовательности. Последовательность терминации транскрипции может быть локализована со стороны 3'-конца по отношению к кодирующей последовательности. Транскрипция и трансляция кодирующих последовательностей обычно регулируются "регуляторными элементами", включая, но не ограничиваясь ими, промоторы транскрипции, энхансерные элементы транскрипции, последовательности Шайна-Дальгарно, сигналы терминации транскрипции, последовательности полиаденилирования (локализованные со стороны 3'-конца по отношению к кодону терминации трансляции), последовательности для оптимизации инициации трансляции (локализованные со стороны 5'-конца по отношению к кодирующей последовательности) и последовательности терминации трансляции. Термин "элемент регуляции экспрессии генов" означает нуклеотидную последовательность, содержащую, как минимум, промотор. Такой элемент может, кроме того, содержать другие последовательности, необходимые для экспрессии кодирующих последовательностей, функционально присоединенных к промотору, или влияющие на такую экспрессию. Компоненты этих элементов необязательно должны быть смежными, то есть они могут быть разделены промежуточными последовательностями. Компоненты этих элементов могут влиять на экспрессию кодирующих последовательностей на уровне транскрипции, стабильности РНК, процессинга и/или трансляции РНК. Обычно такой элемент не содержит кодирующих последовательностей, с которыми они функционально связаны. В некоторых случаях, элемент регуляции экспрессии гена может содержать природный ген либо, в основном, состоять из такого гена, кроме кодирующей последовательности данного гена.The term "coding sequence" or a sequence that "encodes" a selected polypeptide means a nucleic acid molecule that is transcribed (in the case of DNA) and translated (in the case of mRNA) into the in vivo polypeptide when it is controlled by the corresponding regulatory sequences (or "regulatory elements "). The boundaries of the coding sequence are determined by the start codon at the 5 '(amino) end and the translation termination codon at the 3' (carboxy) end. The coding sequence may include, but is not limited to, cDNA derived from viral, prokaryotic or eukaryotic mRNA, genomic DNA sequences derived from viral or prokaryotic DNA, and even synthesized DNA sequences. The transcription termination sequence can be localized at the 3'-end with respect to the coding sequence. Transcription and translation of coding sequences are usually regulated by "regulatory elements", including, but not limited to, transcription promoters, transcription enhancer elements, Shine-Dalgarno sequences, transcription termination signals, polyadenylation sequences (localized from the 3'-end to the termination codon translation), sequences for optimizing translation initiation (localized from the 5'-end with respect to the coding sequence) and the sequence translation termination. The term "gene expression regulation element" means a nucleotide sequence containing at least a promoter. Such an element may also contain other sequences necessary for the expression of coding sequences that are functionally attached to the promoter, or affecting such expression. The components of these elements do not have to be contiguous, that is, they can be separated by intermediate sequences. The components of these elements can affect the expression of coding sequences at the level of transcription, RNA stability, processing and / or translation of RNA. Typically, such an element does not contain coding sequences with which they are functionally associated. In some cases, the element of regulation of gene expression may contain a natural gene or, mainly, consist of such a gene, in addition to the coding sequence of this gene.

Векторы для генной терапии ВИЧHIV Gene Therapy Vectors

Главным требованием генной терапии является устойчивая экспрессия терапевтических генов, не вызывающая негативных клинических эффектов. Крайне желательно иметь вектор (последовательность, обеспечивающую встраивание ДНК последовательностей в геном клетки человека) с высоким титром, который способен стабильно интегрировать в клетки-мишени (включая делящиеся и неделящиеся клетки) и который не является патогенным и не вызывает иммунной реакции.The main requirement of gene therapy is the stable expression of therapeutic genes, which does not cause negative clinical effects. It is highly desirable to have a high titer vector (a sequence enabling the insertion of DNA sequences into the genome of a human cell) that can stably integrate into target cells (including dividing and non-dividing cells) and which is not pathogenic and does not cause an immune response.

Ретровирусные векторные системыRetroviral Vector Systems

Одной из первых систем для генотерапии был ретровирусный вектор, сконструированный на основе вируса мышиного лейкоза Moloney (MoMLV). Этот вектор обладает способностью инфицировать делящиеся клетки. ДНК-провирус MoMLV способен интегрироваться в геном делящихся клеток и передаваться по наследству вместе с клеточным геномом. В целом, клинические испытания с помощью векторных систем на основе вируса MoMLV составляют более 23% от клинических испытаний всех систем генотерапии различных заболеваний человека.One of the first systems for gene therapy was a retroviral vector constructed from the Moloney mouse leukemia virus (MoMLV). This vector has the ability to infect dividing cells. MoMLV DNA provirus is able to integrate into the genome of dividing cells and be inherited along with the cellular genome. In general, clinical trials using vector systems based on the MoMLV virus account for more than 23% of the clinical trials of all gene therapy systems for various human diseases.

Векторы на основе спумовируса (foamy virus)Spumovirus-based vectors (foamy virus)

В настоящее время для генной терапии разработаны векторы на основе спумавируса. Спумавирусы - не патогенные, интегрирующие ретровирусы обладающие свойствами отличающими их от лентивирусов и гамма-ретровирусов. Такие векторы позволяют упаковывать и переносить большие фрагменты ДНК и эффективно трансдуцируют гемопоэтические клетки. Кроме того преимуществом данного вектора для генной терапии ВИЧ инфекции является низкая гомология нуклеотидной последовательности с вирусом иммунодефицита человека и, благодаря которой, резко понижается риск мобилизации вектора, обеспечивая безопасность терапии. Способность эффективно переносить антиВИЧ трансгены, которые не могут быть перенесены с помощью векторов на основе ВИЧ-1, является ключевым преимуществом этого вектора. Показано, что на титр вектора на основе спумавируса не влияют кассеты трансгенов, которые значительно уменьшают титр лентивирусного вектора. Сайты интеграции данного вектора значительно отличаются от сайтов интеграции лентивирусов и гамма-ретровирусов, что может уменьшить риск возникновения лейкемии при использовании в генной терапии.Currently, vectors based on spumavirus have been developed for gene therapy. Spumaviruses are not pathogenic, integrating retroviruses with properties that distinguish them from lentiviruses and gamma retroviruses. Such vectors allow the packaging and transfer of large DNA fragments and effectively transduce hematopoietic cells. In addition, the advantage of this vector for gene therapy of HIV infection is the low homology of the nucleotide sequence with the human immunodeficiency virus and, due to which, the risk of vector mobilization is sharply reduced, ensuring the safety of therapy. The ability to efficiently transfer anti-HIV transgenes that cannot be transferred using HIV-1 vectors is a key advantage of this vector. It has been shown that the titer of a vector based on spumavirus is not affected by transgenic cassettes, which significantly reduce the titer of the lentiviral vector. The integration sites of this vector are significantly different from the integration sites of lentiviruses and gamma retroviruses, which can reduce the risk of leukemia when used in gene therapy.

Невирусные системы доставки генов - вектор на основе транспозоповNon-viral gene delivery systems - transposop based vector

Невирусные системы доставки генов (с помощью ДНК плазмид) являются наиболее простыми и безопасными, однако эффективность таких способов долгое время оставалась очень низкой. На данный момент существуют несколько экспрессионных векторов на основе транспозонов, некоторые из которых обладают эффективностью переноса ДНК, сравнимой с ретровирусными системами. Примером такого вектора может служить транспозонная система Спящей красавицы (Sleeping Beauty). Эта система состоит из искусственного транспозона и соответствующей транспозазы, фермента, который обладает функцией разрезания и встраивания фрагментов ДНК. Процесс переноса гена состоит из двух ступеней: на первой транспозаза распознает короткие инвертированные или прямые повторы в составе транспозона, а на второй вырезает и встраивает транспозон в геномную ДНК, в области ТА-повторов. В системе транспозонов Спящей красавицы могут быть использованы две независимые плазмиды, кодирующие транспозон и транспозазу или оба компонента могут быть объединены на одной плазмиде. Усовершенствование фермента транспозазы привело к увеличению эффективности доставки генов с помощью этой системы. Показана возможность переноса генов в различные клетки млекопитающих, включая эмбриональные клетки мышей. Использование векторов транспозон/транспозаза представляет собой альтернативный способ доставки трансгена для генной терапии ВИЧ.Non-viral gene delivery systems (using DNA plasmids) are the simplest and safest, but the effectiveness of such methods has long remained very low. There are currently several transposon-based expression vectors, some of which have DNA transfer efficiencies comparable to retroviral systems. An example of such a vector is the transposon system of Sleeping Beauty. This system consists of an artificial transposon and the corresponding transposase, an enzyme that has the function of cutting and embedding DNA fragments. The gene transfer process consists of two steps: on the first transposase, it recognizes short inverted or direct repeats in the transposon, and on the second, it cuts and embeds the transposon into the genomic DNA, in the region of TA repeats. Two independent plasmids encoding transposon and transposase can be used in the Sleeping Beauty transposon system, or both components can be combined on one plasmid. Improvement of the transposase enzyme has led to an increase in the efficiency of gene delivery using this system. The possibility of gene transfer to various mammalian cells, including mouse embryonic cells, has been shown. The use of transposon / transposase vectors is an alternative transgene delivery method for HIV gene therapy.

Лентивирусные векторыLentiviral vectors

На сегодняшний день лентивирусные векторы на основе ВИЧ-1 наиболее часто используются в генной терапии и молекулярно-биологических исследованиях, так как строение генома этого вируса детально изучено, что значительно облегчает проведение генноинженерных манипуляций. Однако также сконструированы векторы на основе других лентивирусов: ВИЧ-2, ВИО, BIV, CAEV, EIAV, FIV, вирус болезни Джембрана (JDV). Такие векторы потенциально могут обладать определенными преимуществами, такими как повышенная безопасность, так как они не могут инфицировать человека, а значит понижается вероятность возникновения репликационно-компетентных вирусных частиц. Кроме того многие антиВИЧ агенты действующие против вируса на этапе упаковки значительно снижают титр вирусных частиц при использовании векторов на основе ВИЧ-1, но не влияют на титр вирусных частиц на основе других лентивирусов.To date, HIV-1-based lentiviral vectors are most often used in gene therapy and molecular biological research, since the genome structure of this virus has been studied in detail, which greatly facilitates genetic engineering manipulations. However, vectors based on other lentiviruses have also been constructed: HIV-2, VIO, BIV, CAEV, EIAV, FIV, Jambran disease virus (JDV). Such vectors can potentially have certain advantages, such as increased safety, since they cannot infect humans, which means that the likelihood of replication-competent viral particles is reduced. In addition, many anti-HIV agents acting against the virus at the packaging stage significantly reduce the titer of viral particles when using vectors based on HIV-1, but do not affect the titer of viral particles based on other lentiviruses.

Вирусы подсемейства лентивирусов обладают уникальной способностью стабильно переносить генетический материал в неделящиеся клетки. В отличие от MuLV и других γ-ретровирусов лентивирусные векторы обычно встраиваются после точки начала транскрипции, и, таким образом, не могут активировать онкогены. Широкомасштабный скрининг сайтов интеграции лентивирусов показал отсутствие злокачественных перерождений клеток. Разработка новых векторов на основе лентивирусов (в частности, ВИЧ) открывает широкие возможности в генной терапии ВИЧ. К РНК-вирусам подсемейства Lentivirus относят вирусы иммунодефицита человека типов 1 и 2 (т.е. ВИЧ-1 или ВИЧ-2, при этом ВИЧ-1 раньше называли с лимфаденопатией вирусом 3 (HTLV-III) и вирусы, ассоциированные с синдромом приобретенного иммунодефицита (СПИД) (ARV)), или другие вирусы, близкие ВИЧ-1 или ВИЧ-2, которые были идентифицированы и ассоциированы со СПИДом или СПИД-подобным заболеванием. Кроме того, к РНК-вирусам подсемейства Lentivirus относят вирус Висны/Маэди (например, инфицирующий овец), вирус иммунодефицита кошек (FIV), бычий лентивирус, вирус иммунодефицита обезьян (SIV), вирус инфекционной анемии лошадей (EIAV) и вирус артрита-энцефалита коз (CAEV).The viruses of the lentivirus subfamily have the unique ability to stably transfer genetic material to non-dividing cells. Unlike MuLV and other γ-retroviruses, lentiviral vectors are usually inserted after the transcription start point, and thus cannot activate oncogenes. Large-scale screening of lentivirus integration sites has shown the absence of malignant cell degeneration. The development of new vectors based on lentiviruses (in particular HIV) opens up wide possibilities in the gene therapy of HIV. Lentivirus subfamily RNA viruses include human immunodeficiency viruses types 1 and 2 (i.e., HIV-1 or HIV-2, while HIV-1 was previously called lymphadenopathy virus 3 (HTLV-III) and viruses associated with acquired Immunodeficiency (AIDS) (ARV)), or other viruses close to HIV-1 or HIV-2 that have been identified and associated with AIDS or an AIDS-like disease. In addition, Lentivirus subfamily RNA viruses include the Visna / Maedi virus (e.g., an infected sheep), feline immunodeficiency virus (FIV), bovine lentivirus, monkey immunodeficiency virus (SIV), equine infectious anemia virus (EIAV), and arthritis-encephalitis virus goats (CAEV).

Требования к вирусному вектору включают наличие промоторных элементов, размер генома, позволяющий упаковывать инородный генетический материал, и отсутствие вирулентных детерминант. Для уменьшения патогенности при производстве рекомбинантных вирусных векторов поступление структурных генов (кодирующих белки, образующие оболочку вируса, нуклеокапсид, и т.д.) обеспечивается in trans путем интеграции в геном упаковочных клеток, либо на плазмиде, вводимой в клетки совместно с вектором.Requirements for the viral vector include the presence of promoter elements, the size of the genome that allows packaging of foreign genetic material, and the absence of virulent determinants. To reduce pathogenicity in the production of recombinant viral vectors, the supply of structural genes (encoding proteins that form the envelope of the virus, nucleocapsids, etc.) is provided in trans by integration into the genome of packaging cells, or on a plasmid introduced into cells together with the vector.

Репликация, интеграция и упаковка вирусных частиц требует наличия РНК (ДНК) областей, которые не кодируют белков. Большинство из таких цис-элементов необходимо включать в лентивирусный вектор (табл.1).Replication, integration, and packaging of viral particles requires the presence of RNA (DNA) regions that do not encode proteins. Most of these cis-elements must be included in the lentiviral vector (Table 1).

Таблица 1.Table 1. Цис-элементы вектораCis Elements Vector Название элементаItem name Функция в вектореFunction in vector LTR (long terminal repeat)LTR (long terminal repeat) Содержит последовательности, необходимые для обратной транскрипции и интеграцииContains sequences required for reverse transcription and integration PBS (primer binding site)PBS (primer binding site) Необходим для инициации синтеза минус цепи ДНКNeeded to initiate synthesis minus DNA strands ΨΨ Необходим для упаковки векторной РНКRequired for packaging vector RNA RRE (rev responsive element)RRE (rev responsive element) Взаимодействует с Rev белком, необходим для процессинга и транспорта РНК-вектораInteracts with Rev protein, is required for processing and transport of the RNA vector

PPT (polypurine tract)PPT (polypurine tract) Необходим для затравки синтеза плюс цепиNeeded for seed synthesis plus chains cPPT (central polypurine tract - flap)cPPT (central polypurine tract - flap) Обеспечивает эффективную обратную транскрипцию и ядерный транспорт векторной ДНКProvides effective reverse transcription and nuclear transport of vector DNA

Структурные гены, которые поставляются in trans, включают три группы белков gag, pol и env (табл.2). Эти гены входят в состав нескольких отдельных упаковочных плазмид. Удаление таких генов из состава вектора не дает ему возможность самостоятельно реплицироваться и производить вирусные частицы, тем самым увеличивая безопасность применения таких векторов.Structural genes that are supplied in trans include three groups of proteins gag, pol, and env (Table 2). These genes are part of several individual packaging plasmids. Removing such genes from the composition of a vector does not allow it to replicate and produce viral particles on its own, thereby increasing the safety of using such vectors.

Таблица 2.Table 2. Транс-элементы вектораTrans Elements Vector Название элементаItem name ФункцияFunction gag/polgag / pol Кодирует структурные белки капсида и нуклеокапсида и ферменты, необходимые для обратной транскрипции и интеграции.Encodes the structural proteins of the capsid and nucleocapsid and the enzymes necessary for reverse transcription and integration. envenv Определяет связывание и вход в клетку вирусной частицы.Determines the binding and entry of a viral particle into the cell. revrev Необходим для экспрессии несплайсированных и частично сплайсированных мРНК ВИЧ в клетке. Увеличивает титр вирусных частиц, содержащих вектор при упаковке в клеточной линии in vitro. Дает преимущество при наличии RRE элемента в векторе.Essential for the expression of unspliced and partially spliced HIV mRNA in the cell. Increases the titer of viral particles containing the vector when packaged in an in vitro cell line. It is advantageous when there is an RRE element in a vector.

Векторы по настоящему изобретению также могут представлять собой самоинактивирующиеся лентивирусные векторы, которые придают конструкциям свойство самоинактивироваться и обеспечивают дополнительную безопасность при проведении терапии. При конструировании самоинактивирующихся векторов в 3'-LTR векторной ДНК (провирус) вносят делецию, затрагивающую энхансерно-промоторную область (она находится в U3-районе LTR), т.е. конструируют 3'LTR с делецией в области U3. После заражения клетки мишени из-за особенностей обратной транскрипции образуется провирус, у которого оба LTR лишены промоторно-энхансерной области. Таким образом, после интеграции в геном клетки-мишени самоинактивирующийся вектор не способен к репликации, поэтому вероятность возникновения репликационно-компетентного вируса (RCV) в культуре трансдуцированных клеток ничтожно мала. Кроме того исключается возможность инсерционного мутагенеза, так как отсутствие сильных энхансерно-промоторных участков на 3' конце вектора (которые находятся в делегированном участке LTR) предотвращает активацию собственных генов клетки, в том числе онкогенов.The vectors of the present invention can also be self-inactivating lentiviral vectors, which give the constructs the property of self-inactivation and provide additional safety during therapy. When constructing self-inactivating vectors in a 3'-LTR vector DNA (provirus), a deletion is introduced that affects the enhancer-promoter region (it is located in the U3 region of the LTR), i.e. construct a 3'LTR with a deletion in the U3 region. After infection of the target cell, a provirus is formed due to the peculiarities of reverse transcription, in which both LTRs lack the promoter-enhancer region. Thus, after integration into the genome of the target cell, the self-inactivating vector is not capable of replication, therefore, the likelihood of a replication-competent virus (RCV) in the culture of transduced cells is negligible. In addition, the possibility of insertional mutagenesis is excluded, since the absence of strong enhancer-promoter regions at the 3 'end of the vector (which are located in the delegated LTR region) prevents the activation of the cell’s own genes, including oncogenes.

Для получения векторных транскриптов в упаковочных клетках вместо вирусного промотора-энхансера в U5-pauone LTR используется RSV/5'-LTR гибридный промотор. Это позволяет не вводить дополнительно плазмиду, кодирующую вирусный белок tat, и делает систему еще более безопасной.Instead of the viral promoter-enhancer in the U5-pauone LTR, the RSV / 5'-LTR hybrid promoter is used to obtain vector transcripts in packaging cells. This eliminates the need to introduce an additional plasmid encoding the tat viral protein, and makes the system even safer.

Согласно настоящему изобретению в предложенных генетических конструкциях могут быть использованы любые известные векторы с последовательностью, обеспечивающей встраивание ДНК последовательностей в геном клетки человека, с высоким титром, которые способны стабильно интегрировать в клетки-мишени (включая делящиеся и неделящиеся клетки) и которые не является патогенным и не вызывают иммунной реакции.According to the present invention, the proposed genetic constructs can use any known vectors with a sequence that allows the integration of DNA sequences into the human cell genome, with a high titer, which can stably integrate into target cells (including dividing and non-dividing cells) and which are not pathogenic and Do not cause an immune reaction.

Доставка генов в заданные локусы генома с помощью эндонуклеазGene delivery at predetermined genome loci using endonucleases

В настоящее время созданы искусственные эндонуклеазы, способные специфически распознавать и связываться с протяженными участками ДНК. Такие эндонуклеазы могут вносить разрыв в уникальный участок генома, что приводит к активации процессов репарации хромосомы, которые могут идти либо по пути негомологичного соединения концов ДНК, либо по пути гомологичной рекомбинации. Негомологичное соединение концов в большинстве случаев сопровождается делецией нуклеотидов или встраиванием дополнительных нуклеотидов, что приводит к сдвигу рамки считывания и нарушению функции соответствующего гена. Гомологичная рекомбинация может иметь место, если в ядре присутствует донорская двухцепочечная ДНК, имеющая гомологию с последовательностями, находящимися в непосредственной близости от места разрыва. В результате происходит встраивание донорской последовательности в область разрыва. Таким образом, эндонуклеазы, вносящие разрыв в уникальный участок генома, могут быть использованы для внесения мутаций в определенные гены, исправлению мутаций в генах за счет гомологичной рекомбинации или доставки целевых генов в заданные области генома. Преимуществом такой доставки целевых генов является известная локализация встраиваемой последовательности, что очень важно для понимания дальнейшей регуляции целевого гена и позволяет избежать генотоксичности, вероятность которой существует при случайном встраивании ДНК последовательности в геном.Currently, artificial endonucleases have been created that are able to specifically recognize and bind to extended sections of DNA. Such endonucleases can introduce a gap in a unique part of the genome, which leads to activation of chromosome repair processes, which can either follow the path of the non-homologous connection of DNA ends or the path of homologous recombination. A non-homologous connection of the ends is in most cases accompanied by a deletion of nucleotides or the insertion of additional nucleotides, which leads to a shift in the reading frame and impaired function of the corresponding gene. Homologous recombination can take place if donor double-stranded DNA is present in the nucleus, which has homology with sequences located in the immediate vicinity of the gap site. As a result, the donor sequence is inserted into the gap region. Thus, endonucleases that introduce a break in a unique part of the genome can be used to introduce mutations in certain genes, correct mutations in genes by homologous recombination, or delivery of target genes to specific regions of the genome. The advantage of this delivery of target genes is the known localization of the inserted sequence, which is very important for understanding the further regulation of the target gene and avoids the genotoxicity, the probability of which exists when the DNA sequence is accidentally inserted into the genome.

До недавнего времени использовали два класса нуклеаз - мегануклеазы и нуклеазы с цинковыми пальцами. Существенным ограничением для использования данного метода доставки являлась трудоемкость создания этих нуклеаз, вносящих разрыв в выбранный участок генома. Открытие белков, подобных транскрипционным активаторам (TALE), которые были выделены из бактерии Xanthomonas, легло в основу создания нового класса нуклеаз TALE-нуклеаз или TALEN. Такие нуклеазы имеют модульную структуру. Они состоят из повторяющихся доменов в 33-35 аминокислот, причем две аминокислоты в середине повтора являются вариабельными и определяют нуклеотид, с которым связывается домен. Последовательное соединение доменов, однозначно определяет ДНК последовательность, с которой связывается нуклеаза. Таким образом, использование описанных нуклеаз позволяет осуществлять доставку генетических конструкций в заданный участок генома.Until recently, two classes of nucleases were used - meganucleases and nucleases with zinc fingers. A significant limitation for the use of this method of delivery was the complexity of creating these nucleases, introducing a gap in the selected region of the genome. The discovery of transcriptional activator-like (TALE) proteins that were isolated from the Xanthomonas bacteria formed the basis for the creation of a new class of TALE nucleases or TALEN nucleases. Such nucleases have a modular structure. They consist of repeating domains of 33-35 amino acids, and the two amino acids in the middle of the repeat are variable and determine the nucleotide with which the domain binds. A serial connection of domains uniquely determines the DNA sequence with which nuclease binds. Thus, the use of the described nucleases allows the delivery of genetic constructs to a given part of the genome.

ПромоторыPromoters

Последовательности, кодирующие генетические антивирусные агенты, могут быть включены в векторную частицу под контролем соответствующих промоторов, известных для специалиста в данной области.Sequences encoding genetic antiviral agents can be incorporated into a vector particle under the control of appropriate promoters known to those skilled in the art.

Термин "промотор" означает нуклеотидную последовательность, которая контролирует инициацию и скорость транскрипции полинуклеотида. Промотор содержит элементы, с которыми могут связываться регуляторные белки и молекулы, такие как РНК-полимераза и другие факторы транскрипции, для инициации специфической транскрипции последовательности нуклеиновой кислоты. Выражения «функционально расположенный», «функционально связанный», «под контролем» и «под транскрипционным контролем» означают, что промотор находится в корректном функциональном расположении и/или ориентации по отношению к последовательности нуклеиновой кислоты для контроля инициации транскрипции и/или экспрессии такой последовательности.The term "promoter" means a nucleotide sequence that controls the initiation and transcription rate of a polynucleotide. The promoter contains elements with which regulatory proteins and molecules, such as RNA polymerase and other transcription factors, can bind to initiate specific transcription of the nucleic acid sequence. The expressions “functionally located”, “functionally linked”, “under control” and “under transcriptional control” mean that the promoter is in the correct functional arrangement and / or orientation with respect to the nucleic acid sequence to control the initiation of transcription and / or expression of such a sequence .

Промотор РНК-полимеразы II человекаHuman RNA Polymerase II Promoter

Транскрипция всех кодирующих последовательностей эукариот находится под контролем промотора РНК-полимеразы II и приводит к образованию полностью зрелой мРНК, имеющей кэп на 5' конце и полиА на 3' конце последовательности мРНК. Промотор, в общем, содержит последовательность, которая определяет положение начала синтеза РНК. Лучшим известным примером такой последовательности является ТАТА-бокс, но в некоторых промоторах, лишенных ТАТА-бокса, таких как, например, промотор гена терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазы млекопитающего и промотор поздних генов SV40, другой элемент, прилегающий к участку старта, способствует точному определению места инициации. Дополнительные промоторные элементы регулируют частоту инициации транскрипции. Обычно они локализованы в области на 30-110 н.п. выше участка старта, хотя некоторые промоторы, как было показано, содержат также функциональные элементы ниже участка старта. Для помещения кодирующей последовательности «под контроль промотора» располагают 5'-конец участка инициации транскрипции в транскрипционной рамке считывания «ниже» (т.е. в 3'-направлении) выбранного промотора.Transcription of all coding sequences of eukaryotes is under the control of the RNA polymerase II promoter and leads to the formation of a fully mature mRNA having a cap at the 5 'end and polyA at the 3' end of the mRNA sequence. The promoter, in General, contains a sequence that determines the position of the beginning of the synthesis of RNA. The best known example of such a sequence is the TATA box, but in some promoters lacking a TATA box, such as, for example, the mammalian terminal deoxynucleotidyl transferase gene promoter and the SV40 late gene promoter, another element adjacent to the start site facilitates precise determination of the initiation site. Additional promoter elements regulate the frequency of transcription initiation. Usually they are localized in the region at 30-110 bp above the start site, although some promoters have been shown to also contain functional elements below the start site. To place the coding sequence “under the control of the promoter”, the 5 ′ end of the transcription initiation site is located in the transcriptional reading frame “below” (ie, in the 3 ′ direction) of the selected promoter.

Действие промотора может быть усилено «энхансером». Под энхансером подразумевают специфическую цис-действующую последовательность нуклеотидов, многократно усиливающую транскрипцию генов РНК-полимеразой II; например, энхансер вируса SV40 (размер - 72 пары нуклеотидов) может усиливать транскрипцию бета-глобинового гена в 200 раз, даже находясь на значительном удалении от него и в любой ориентации по отношению к промотору. Способность ряда энхансеров взаимодействовать со специфическими белками в дифференцированных клетках обеспечивает тканеспецифичный характер экспрессии соответствующих генов.The action of the promoter can be enhanced by an “enhancer”. By enhancer is meant a specific cis-acting nucleotide sequence that greatly enhances gene transcription by RNA polymerase II; for example, the SV40 virus enhancer (size - 72 pairs of nucleotides) can enhance the transcription of the beta-globin gene 200 times, even at a considerable distance from it and in any orientation with respect to the promoter. The ability of a number of enhancers to interact with specific proteins in differentiated cells provides tissue-specific expression of the corresponding genes.

Естественно, важно использовать промотор и/или энхансер, который эффективно направляет экспрессию сегмента ДНК в органелле, клеточном типе, ткани, органе или организме, выбранном для экспрессии. Специалистам в области молекулярной биологии, в основном, известно применение промоторов, энхансеров и комбинаций клеточных типов для экспрессии белка (см., например, Sambrook et al., 1989, включенный сюда в качестве ссылки). Используемые промоторы могут быть конститутивными, тканеспецифичными, индуцируемыми и/или могут использоваться в условиях, подходящих для направления высокоуровневой экспрессии введенного сегмента ДНК. Промотор может быть гетерологичным или эндогенным.Naturally, it is important to use a promoter and / or enhancer that efficiently directs the expression of the DNA segment in the organelle, cell type, tissue, organ or organism selected for expression. Specialists in the field of molecular biology are generally aware of the use of promoters, enhancers and combinations of cell types for protein expression (see, for example, Sambrook et al., 1989, incorporated herein by reference). The promoters used may be constitutive, tissue-specific, inducible and / or may be used under conditions suitable for directing high-level expression of the introduced DNA segment. The promoter may be heterologous or endogenous.

Конститутивные промоторыConstitutive promoters

К конститутивным промоторам, т.е. промоторам работающим во всех типах клеток не зависимо от условий, относятся промоторы генов «домашнего хозяйства» (housekeeping genes). К генам «домашнего хозяйства» относятся гены, обеспечивающие жизнедеятельность эукариотической клетки и функционирующие повсеместно, на всех стадиях жизненного цикла организма. Они обеспечивают процесс гликолиза, биосинтез аминокислот и нуклеотидов, катаболизм белков и т.п. Неограничивающими примерами таких промоторов являются промотор гена фактора элонгации EF1α, гена фосфоглицераткипазы (PGK), гена β-актина, убиквитиновый промотор UbC, гистоновый промотор Н2 В (ТН2 В) и др.To constitutive promoters, i.e. the promoters working in all types of cells, regardless of the conditions, include promoters of the housekeeping genes. The genes of the “household” include genes that ensure the vital activity of the eukaryotic cell and function everywhere, at all stages of the life cycle of the body. They provide the process of glycolysis, biosynthesis of amino acids and nucleotides, protein catabolism, etc. Non-limiting examples of such promoters are the promoter of the gene for the elongation factor factor EF1α, the gene for phosphoglycerate typease (PGK), the β-actin gene, the ubiquitin promoter UbC, the histone promoter H2 B (TH2 B), etc.

Многие вирусные промоторы выполняют конститутивную функцию в эукариотических клетках. Эти промоторы включают:Many viral promoters perform a constitutive function in eukaryotic cells. These promoters include:

- ранние и поздние промоторы SV40 (см. Bemoist and Chambon, Nature, 290:304 (1981));- early and late SV40 promoters (see Bemoist and Chambon, Nature, 290: 304 (1981));

- длинные концевые повторы (LTR) вируса лейкоза Молонея и других ретровирусов (см. R.Weisset et al., eds., Molecular Biology of Tumor Viruses, 2nd ed., RNA Tumor Viruses. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, 1985);- Long terminal repeats (LTR) of the Molonei leukemia virus and other retroviruses (see R. Weisset et al., eds., Molecular Biology of Tumor Viruses, 2 nd ed., RNA Tumor Viruses. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, 1985);

- промотор тимидинкиназы вируса простого герпеса (HSV) (см. Wagner et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1981, vol.78, p.1441);the herpes simplex virus thymidine kinase (HSV) promoter (see Wagner et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1981, vol. 78, p. 1441);

- самый ранний промотор цитомегаловируса (IE1) (см. Karasuyama et al., J. Ехр. Med., 1989, vol. 169 р.13;- the earliest promoter of cytomegalovirus (IE1) (see Karasuyama et al., J. Exp. Med., 1989, vol. 169 p. 13;

- промотор вируса саркомы Рауса (RSV) (см. Yamamoto et al., Cell, 1980, vol.22, P.787);the promoter of Routh sarcoma virus (RSV) (see Yamamoto et al., Cell, 1980, vol. 22, P.787);

- главный поздний промотор аденовируса (см. Yamada et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1985, vol.82, p.3567) и многие другие.- the main late promoter of adenovirus (see Yamada et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1985, vol. 82, p. 3567) and many others.

Поэтому любые вышеуказанные конститутивные промоторы можно использовать для контроля транскрипции генной вставки.Therefore, any of the above constitutive promoters can be used to control transcription of the gene insert.

Тканеспецифичиые промоторыTissue-specific promoters

Тканеспецифичными называются промоторы, которые инициируют транскрипцию гена только в клетках определенной ткани. Тканеспецифический характер экспрессии генов обеспечивается различными механизмами взаимодействия белковых факторов транскрипции с регуляторными последовательностями нуклеиновых кислот. Отличительные черты тканеспецифических промоторов или элементов, а также анализы для характеристики их активности хорошо известны специалистам в данной области. Неограничивающие примеры генов под контролем таких промоторов охватывают человеческий ген LIMK2 (Nomoto et al., 1999), ген соматостатинового рецептора 2 (Kraus et al., 1998), ген связывающего ретиноевую кислоту белка придатков яичка мыши (Lareyre et al., 1999), человеческий CD4 (Zhao-Emonet et al., 1998), мышиный альфа-2-(XI)-коллаген (Tsumaki, et al., 1998), ген дофаминового рецептора D1A (Lee, et al., 1997), инсулиноподобный фактор роста II (Wu et al., 1997) и молекулу-1 адгезии тромбоцитов-эндотелиальных клеток человека (Almendro et al., 1996).Tissue-specific are promoters that initiate gene transcription only in cells of a particular tissue. The tissue-specific nature of gene expression is provided by various mechanisms of interaction of protein transcription factors with regulatory nucleic acid sequences. The distinctive features of tissue-specific promoters or elements, as well as analyzes to characterize their activity, are well known to those skilled in the art. Non-limiting examples of genes controlled by such promoters include the human LIMK2 gene (Nomoto et al., 1999), the somatostatin receptor 2 gene (Kraus et al., 1998), the retinoic acid binding protein of the mouse testicular appendages (Lareyre et al., 1999), human CD4 (Zhao-Emonet et al., 1998), mouse alpha-2- (XI) -collagen (Tsumaki, et al., 1998), dopamine receptor gene D1A (Lee, et al., 1997), insulin-like growth factor II (Wu et al., 1997) and the platelet-1 adhesion molecule of human endothelial cells (Almendro et al., 1996).

Ниже перечислены неограничивающие примеры тканеспецифичных элементов/промоторов РНК-полимеразы II, которые могут использоваться в контексте настоящего изобретения для регуляции экспрессии РНК: промотор гена тяжелой цепи иммуноглобулина человека, гена Т-клеточного рецептора, гена β-интерферона, гена IL2. гена рецептора IL2, генов МНС класса II, гена а-фетопротеина, гена γ-глобина, гена β-глобина, генов кодирующих α- и β-субъединицы гемоглобина человека, гена альбумина, гена коллагеназы, гена металлотионеина (MTII), гена эластазы I, гена c-HA-ras, гена инсулина, и др.The following are non-limiting examples of tissue-specific RNA polymerase II elements / promoters that can be used in the context of the present invention to regulate RNA expression: promoter of the human immunoglobulin heavy chain gene, T cell receptor gene, interferon β gene, IL2 gene. IL2 receptor gene, MHC class II genes, a-fetoprotein gene, γ-globin gene, β-globin gene, genes encoding the human hemoglobin α and β subunits, albumin gene, collagenase gene, metallothionein gene (MTII), elastase I gene , c-HA-ras gene, insulin gene, etc.

Регулируемые промоторыAdjustable promoters

Регулируемые или индуцибельные промоторы позволяют включать и/или выключать транскрипцию гена. Активность таких промоторов зависит от введения дополнительных факторов, в норме отсутствующих в экспрессирующих клетках. Существует несколько систем обратимого регулирования экспрессии, которые позволяют включать и выключать работу гена. Наиболее используемой и изученной является тетрациклин зависимая система переключения, которая состоит из трех основных частей: молекулы тетрациклина Tet или его аналога, молекулы белка тетрациклинового репрессора TetR или активатора tTA и участка промотора (т.н. тетрациклинового оператора tetO) связывающего репрессор или активатор. Существуют два варианта: а) в системе Tet-On используется репрессор TetR, связывающийся с оператором и блокирующий транскрипцию; добавление тетрациклина приводит к удалению репрессора и включение экспрессии гена б) в системе Tet-OFF, используется активатор tTA, способствующий экспрессии в отсутствие тетрациклина и выключающий работу гена при добавлении тетрациклина. Аналог тетрациклина доксициклин лучше проникает через клеточную мембрану и обладает большим сродством с репрессором и активатором, поэтому чаще используется в качестве переключателя. Другими примерами регулируемых промоторов могут служить LacZ регулируемая система или экдизон регулируемая система. Единственным примером необратимой индукции (или репрессии) является система, базирующаяся на Cre-Lox рекомбинации бактериофага Р1. Использование Cre-Lox рекомбинации позволяет необратимо включить или выключить экспрессию интересующей последовательности в генной конструкции после введения ее в клетку.Regulated or inducible promoters allow you to enable and / or disable gene transcription. The activity of such promoters depends on the introduction of additional factors normally absent in expressing cells. There are several reversible expression control systems that enable you to turn the gene on and off. The most used and studied is the tetracycline-dependent switching system, which consists of three main parts: the tetracycline molecule Tet or its analogue, the tetracycline repressor protein molecule TetR or the tTA activator, and the promoter site (the so-called tetOcycline operator tetO) binding the repressor or activator. There are two options: a) the Tet-On system uses a TetR repressor that communicates with the operator and blocks transcription; the addition of tetracycline leads to the removal of the repressor and the inclusion of gene expression b) in the Tet-OFF system, a tTA activator is used, which promotes expression in the absence of tetracycline and turns off the gene when tetracycline is added. The tetracycline analog doxycycline penetrates better through the cell membrane and has a great affinity for the repressor and activator, therefore it is often used as a switch. Other examples of regulated promoters include the LacZ regulated system or the ecdysone regulated system. The only example of irreversible induction (or repression) is the Cre-Lox-based recombination of bacteriophage P1. Using Cre-Lox recombination allows you to irreversibly turn on or off the expression of the sequence of interest in the gene construct after introducing it into the cell.

Промоторы полимеразы III человекаHuman polymerase III promoters

Для экспрессии коротких РНК-последовательностей (в нашем случае рибозим, TAR, shRNA) удобно использовать промоторы для РНК-полимеразы III. Промоторы для РНК-полимеразы III делятся на три типа, основываясь на композиции промоторных элементов и их положения относительно старта транскрипции (PAULE MR, WHITE RJ. Survey and summary: transcription by RNA polymerases I and III. Nucleic Acids Res 2000; 28(6): 1283-98). Промоторы 3-го типа для РНК-полимеразы III наиболее подходят для транскрипции коротких РНК-последовательностей, поскольку в природе они используются клеткой для наработки малых ядерных РНК-молекул. В отличие от промоторов 1-го и 2-го типа, промоторы третьего типа полностью расположены выше транскрипционного старта и содержат 3 специфических промоторных элемента, необходимые для их функционирования: 1. ТАТА-последовательность в позиции -20 п.о., 2. PSE последовательность проксимального элемента в позиции -50 п.н., 3. DSE последовательность дистального элемента в позиции -240 п.н. (где +1 - первый транскрибируемый нуклеотид). Оба элемента DSE и PSE содержат энхансер и последовательность связывающую транскрипционный фактор, которые абсолютно необходимы и делеция которых полностью элиминирует транскрипцию. Расстояние между этими элементами строго определено и критично для достижения максимальной скорости транскрипции. Характерной особенностью данных промоторов является четко определенный сайт инициации транскрипции и простой сигнал терминации состоящий из 4-х или 5-ти последовательных тимидинов (SCHRAMM L et al. Recruitment of RNA polymerase III to its target promoters. Genes Dev 2002; 16(20): 2593-620). Относительная простота и высокий уровень транскрипции (4*105 транскриптов на клетку) делает их максимально удобными для использования в генетических конструкциях.For the expression of short RNA sequences (in our case, ribozyme, TAR, shRNA), it is convenient to use promoters for RNA polymerase III. The promoters for RNA polymerase III are divided into three types based on the composition of the promoter elements and their position relative to the start of transcription (PAULE MR, WHITE RJ. Survey and summary: transcription by RNA polymerases I and III. Nucleic Acids Res 2000; 28 (6) : 1283-98). Type 3 promoters for RNA polymerase III are most suitable for transcription of short RNA sequences, since in nature they are used by a cell to produce small nuclear RNA molecules. Unlike type 1 and type 2 promoters, type 3 promoters are completely located above the transcriptional start and contain 3 specific promoter elements necessary for their functioning: 1. TATA sequence at -20 bp, 2. PSE the sequence of the proximal element at position -50 bp, 3. DSE sequence of the distal element at position -240 bp (where +1 is the first transcribed nucleotide). Both DSE and PSE elements contain an enhancer and a transcription factor binding sequence that are absolutely necessary and a deletion of which completely eliminates transcription. The distance between these elements is strictly defined and critical to achieve maximum transcription rate. A characteristic feature of these promoters is a clearly defined transcription initiation site and a simple termination signal consisting of 4 or 5 consecutive thymidines (SCHRAMM L et al. Recruitment of RNA polymerase III to its target promoters. Genes Dev 2002; 16 (20): 2593-620). The relative simplicity and high level of transcription (4 * 10 5 transcripts per cell) makes them as convenient as possible for use in genetic constructs.

К промоторам 3-го типа для РНК-полимеразы III относятся промоторы генов HI, U6 и 7SK, которые обычно используются в экспериментах для экспрессии shRNA. Ген HI кодирует РНК, которая является компонентом ядерной РНКазы Р и вовлечена в созревание тРНК. HI промотор человека является необыкновенно компактным - все элементы необходимые для транскрипции находятся в пределах 100 п.о. выше старта. РНК, кодируемая геном U6 играет центральную роль в процессинге РНК и является неотьемлимой частью сплайсосомы (BERGET SM, ROBBERSON BL. U1, U2, and U4/U6 small nuclear ribonucleoproteins are required for in vitro splicing but not polyadenylation. Cell 1986; 46(5): 691-6). Эксперименты in vivo и in vitro показывают, что U6 промотор намного активнее, чем HI. Однако по-аналогии с U1 РНК для U6 РНК предполагают наличие регуляторного механизма, который предотвращает избыточное накопление U6 РНК в клетке Noonberg SB, Scott GK, Benz CC. Evidence of posttranscriptional regulation ofU6 small nuclear RNA. J Biol Chem 1996; 271(18): 10477-81). Поэтому сверхэкспрессия shRNA контролируемая U6 промотором может приводить к уменьшению количества эндогенной U6 РНК и изменению фенотипа клетки. Все более популярен становится промотор 7SK, как более сильный по сравнению с U6, но не обладающий механизмом саморегуляции. 7SK РНК эволюционно консервативна и присутствует в клетке в большом количестве. Существуют искусственно созданные регулируемые промоторы РНК-полимеразы III, основанные на описанных выше тетрациклиновой и Cre-Lox системе.Type 3 promoters for RNA polymerase III include promoters of the HI, U6, and 7SK genes, which are commonly used in experiments for shRNA expression. The HI gene encodes RNA, which is a component of nuclear RNase P and is involved in tRNA maturation. The human HI promoter is extremely compact - all the elements necessary for transcription are within 100 bp. above start. RNA encoded by the U6 gene plays a central role in RNA processing and is an integral part of the spliceosome (BERGET SM, ROBBERSON BL. U1, U2, and U4 / U6 small nuclear ribonucleoproteins are required for in vitro splicing but not polyadenylation. Cell 1986; 46 (5 ): 691-6). In vivo and in vitro experiments show that the U6 promoter is much more active than the HI. However, by analogy with U1 RNA, U6 RNAs suggest a regulatory mechanism that prevents the excessive accumulation of U6 RNA in Noonberg SB, Scott GK, Benz CC cells. Evidence of posttranscriptional regulation ofU6 small nuclear RNA. J Biol Chem 1996; 271 (18): 10477-81). Therefore, overexpression of shRNA controlled by the U6 promoter can lead to a decrease in the amount of endogenous U6 RNA and a change in the phenotype of the cell. The 7SK promoter is becoming more and more popular, as it is stronger compared to U6, but does not have a self-regulation mechanism. 7SK RNA is evolutionarily conserved and is abundant in the cell. There are artificially created regulated promoters of RNA polymerase III based on the tetracycline and Cre-Lox systems described above.

В общем промоторы и энхансеры, которые контролируют транскрипцию в эукариотических клетках, составлены из множественных генетических элементов. Клеточный аппарат способен объединить и интегрировать регуляторную информацию, которую несет каждый элемент, что позволяет образовывать комплексные профили транскрипционной регуляции. Активация или репрессия промоторных и энхансерных элементов может осуществляться путем контакта данных элементов с подходящими белковыми активаторами или репрессорами транскрипции.In general, promoters and enhancers that control transcription in eukaryotic cells are composed of multiple genetic elements. The cellular apparatus is able to combine and integrate the regulatory information that each element carries, which allows the formation of complex transcriptional regulation profiles. Activation or repression of promoter and enhancer elements can be accomplished by contacting these elements with suitable protein activators or transcriptional repressors.

В контексте данного изобретения может использоваться любая комбинация элементов промотор/энхансер (согласно базе данных эукариотических промоторов EPDB) приводящая к эффективной инициации и поддержанию транскрипции последовательности в гемопоэтических клетках. Для экспрессии трансгенов могут быть использованы регулируемые промоторы, позволяющие включать/выключать транскрипцию в процессе производства вирусных частиц и/или в процессе терапии ВИЧ инфекции. Специалист на основании данного описания и уровня техники способен подобрать соответствующий промотор для каждого из перечисленных ниже антивирусных агентов или их комбинации.In the context of the present invention, any combination of promoter / enhancer elements (according to the EPDB eukaryotic promoter database) can be used to efficiently initiate and maintain transcription of the sequence in hematopoietic cells. For the expression of transgenes, regulated promoters can be used to enable / disable transcription during the production of viral particles and / or during the treatment of HIV infection. Based on this description and the prior art, one skilled in the art is able to select an appropriate promoter for each of the antiviral agents listed below or a combination thereof.

Генетические антивирусные агентыGenetic Antivirus Agents

Генетические антивирусные конструкции, которые используются в генной терапии, можно разделить на 2 типа: агенты, взаимодействующие с вирусными элементами после проникновения в клетку и начала репликации, и агенты, предотвращающие проникновение вируса в клетку и/или интеграцию в геном, и таким образом придающие клетке-хозяину резистентность (устойчивость) к инфицированию.Genetic antiviral constructs that are used in gene therapy can be divided into 2 types: agents that interact with viral elements after penetration into the cell and start replication, and agents that prevent the virus from entering the cell and / or integration into the genome, and thus imparting to the cell - the host resistance (resistance) to infection.

Согласно настоящему изобретению предлагаются генетические конструкции, включающие один или несколько нижеописанных антивирусных агентов, одним из которых должна быть нуклеотидная последовательность, кодирующая модифицированный белок TRIM5α человека (SEQ ID N3), и отличающаяся от исходной нуклеотидной последовательности SEQ ID N2 множественными синонимичными заменами, обеспечивающими увеличение процента GC пар в составе ДНК последовательности.The present invention provides genetic constructs comprising one or more of the antiviral agents described below, one of which must be a nucleotide sequence encoding a modified human TRIM5α protein (SEQ ID N3) and different from the original nucleotide sequence of SEQ ID N2 by multiple synonymous substitutions providing an increase in percentage GC pairs in the DNA sequence.

Модифицированная последовательность гена TRIM5α человекаModified Human TRIM5α Gene Sequence

TRIM5α (tripartite motif 5α) - белковый фактор, обуславливающий устойчивость резус-макак к ВИЧ, содержащий 3 различных домена (RING, B-box и RBCC домены). Кроме этих доменов в состав TRIM5α входит С-концевой SPRY домен, связывающийся с капсидом ВИЧ и отвечающий за устойчивость клетки к заражению ВИЧ. Различие в аминокислотном составе этого домена между приматами определяет различие в наборе ретровирусов, к которым устойчив данный вид. Белковые тримеры образуют множественные контакты с поверхностью вирусного капсида и распознают, по-видимому, пространственную структуру. Таким образом, TRIM5α можно назвать распознающим структуру рецептором (PRR) врожденной иммунной системы, направленным на распознавание мультимерной белковой поверхности капсида вируса. Механизмы действия белка пока мало изучены, известно, что он предотвращает интеграцию вирусной ДНК в хромосому, т.е. блокирует ВИЧ на ранней стадии. Предполагается, что блокирование вируса происходит на двух ступенях вирусного цикла: блокирование образования кДНК (до или после обратной транскрипции) и блокирование входа в ядро прединтеграционного комплекса.TRIM5α (tripartite motif 5α) is a protein factor that determines the resistance of rhesus monkeys to HIV, containing 3 different domains (RING, B-box and RBCC domains). In addition to these domains, TRIM5α includes the C-terminal SPRY domain, which binds to the HIV capsid and is responsible for the cell's resistance to HIV infection. The difference in the amino acid composition of this domain between primates determines the difference in the set of retroviruses to which this species is resistant. Protein trimers form multiple contacts with the surface of the viral capsid and recognize, apparently, the spatial structure. Thus, TRIM5α can be called a structure recognizing receptor (PRR) of the innate immune system, aimed at recognizing the multimeric protein surface of the virus capsid. The mechanisms of action of the protein have not been sufficiently studied, it is known that it prevents the integration of viral DNA into the chromosome, i.e. blocks HIV at an early stage. It is assumed that the blocking of the virus occurs at two stages of the viral cycle: blocking the formation of cDNA (before or after reverse transcription) and blocking entry into the nucleus of the preintegration complex.

Человеческий гомолог белка TRIM5α неэффективен по отношению к ВИЧ, вероятно из-за изменений вирусного капсида в процессе эволюции (Luban J., "Cyclophilin A, TRIM5, and resistance to human immunodeficiency virus type 1 infection", J. Virol., 2007, vol.81(3), pp.1054-1061). Изменения всего одной аминокислоты в последовательности человеческого гомолога TRIM5α делает клетки устойчивыми к ВИЧ инфекции. Таким образом, модифицированный TRIM5α является перспективным для использования в генной терапии - необходимое минорное изменение делает его не иммуногенным и в то же время введение такой модификации в клетки-мишени придает им устойчивость к инфицированию ВИЧ. На основе TRIM5α изоформы человека создан химерный белок, в котором 11 а.о. заменены на 13 а.о. из TRIM5α резуса-макаки (Sawyer S.L. et al., "Positive selection of primate TRIM5α identifies a critical species-specific retroviral restriction domain", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2005, vol. 102(8), pp.2832-2837).The human TRIM5α protein homologue is ineffective against HIV, probably due to changes in the viral capsid during evolution (Luban J., "Cyclophilin A, TRIM5, and resistance to human immunodeficiency virus type 1 infection", J. Virol., 2007, vol .81 (3), pp. 1054-1061). Changes in just one amino acid in the sequence of the human TRIM5α homologue makes cells resistant to HIV infection. Thus, the modified TRIM5α is promising for use in gene therapy - the necessary minor change makes it non-immunogenic and at the same time, the introduction of such a modification in target cells gives them resistance to HIV infection. Based on the TRIM5α human isoform, a chimeric protein is created in which 11 a.a. replaced by 13 from TRIM5α rhesus macaque (Sawyer SL et al., "Positive selection of primate TRIM5α identifies a critical species-specific retroviral restriction domain", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2005, vol. 102 (8), pp. 2832-2837).

В заявке W02005081911 ("Methods and compositions for the treatment and prevention ofHIV infection using TRIM5α"; 09.09.2005; МПК С07Н 21/02) раскрываются TRIM5α и генетические конструкции их содержащие.In application W02005081911 ("Methods and compositions for the treatment and prevention ofHIV infection using TRIM5α"; 09.09.2005; IPC C07H 21/02) TRIM5α and their genetic constructs are disclosed.

В патенте RU2426788 описаны генетические конструкции на основе модифицированного лентивирусного вектора, содержащие последовательность, кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека, где модификация включает изменение аминокислотной последовательности TRIM5α в области SPRY домена (см. SEQ ID N3), которое обеспечивает распознавание белком TRIM5α вирусного капсида ВИЧ.Patent RU2426788 describes genetic constructs based on a modified lentiviral vector containing a sequence encoding a modified human TRIM5α protein, where the modification involves changing the amino acid sequence of TRIM5α in the SPRY domain (see SEQ ID N3), which allows TRIM5α protein to recognize the HIV viral capsid.

Задачей настоящего изобретения является усовершенствование генетических конструкций, содержащих последовательность, кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека, с целью повышения уровня экспрессии гена, и, следовательно, количества белка, что приведет к повышению противовирусной эффективности данных конструкций в отношении ВИЧ.An object of the present invention is to improve genetic constructs containing a sequence encoding a modified human TRIM5α protein in order to increase the level of gene expression and, consequently, the amount of protein, which will increase the antiviral efficacy of these constructs with respect to HIV.

Количество белка, продуцируемого в результате экспрессии гена TRIM5α, напрямую влияет на эффективность подавления репликации ВИЧ. Поэтому очень важно добиться максимально высокого уровня экспрессии гена. В работах (Kudia G., Lipinski L., Caffin F., Helwak A., Zylicz M. "High Guanine and Cytosine Content Increases mRNA Levels in Mammalian Cells", PLoS Biol., 2006, vol. 4(6), 180; Bauer A.P., Leikam D., Krinner S., et al. "The impact of intragenic CpG content on gene expression", Nucleic Acids Res., 2010, vol.38(12), pp.3891-3908; Al-Saif M., Khabar K.S.A., "UU/UA Dinucleotide Frequency Reduction in Coding Regions Results in Increased mRNA Stability and Protein Expression", Mol. Ther., 2012, vol.20(5), pp.954-959) было показано, что уровень экспрессии мРНК зависит от GC состава нуклеотидной последовательности гена: увеличение числа GC за счет синонимичных замен приводило к увеличению экспрессии гена на порядки.The amount of protein produced as a result of TRIM5α gene expression directly affects the efficiency of suppressing HIV replication. Therefore, it is very important to achieve the highest level of gene expression. In (Kudia G., Lipinski L., Caffin F., Helwak A., Zylicz M. "High Guanine and Cytosine Content Increases mRNA Levels in Mammalian Cells", PLoS Biol., 2006, vol. 4 (6), 180 ; Bauer AP, Leikam D., Krinner S., et al. "The impact of intragenic CpG content on gene expression", Nucleic Acids Res., 2010, vol. 38 (12), pp. 3891-3908; Al-Saif M., Khabar KSA, "UU / UA Dinucleotide Frequency Reduction in Coding Regions Results in Increased mRNA Stability and Protein Expression", Mol. Ther., 2012, vol. 20 (5), pp. 954-959), it was shown that the level of mRNA expression depends on the GC composition of the nucleotide sequence of the gene: an increase in the number of GC due to synonymous substitutions led to an increase in gene expression by orders of magnitude.

Таким образом, главной задачей настоящего изобретения является создание генетических конструкций, содержащих GC богатую нуклеотидную последовательность, кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека.Thus, the main objective of the present invention is the creation of genetic constructs containing a GC rich nucleotide sequence encoding a modified human TRIM5α protein.

Модифицированный ген TRIM5α человека может находиться под контролем промотора РНК полимеразы II, который обеспечивает транскрипцию данного трансгена в клетке человека. В предпочтительном осуществлении промотор активен в конкретных клеточных типах или нисходящих ростках предшественников кроветворных клеток. Действие промотора может активироваться или подавляться факторами контроля транскрипции, активаторами или репрессорами.The modified human TRIM5α gene can be controlled by the RNA polymerase II promoter, which transcribes this transgene into a human cell. In a preferred embodiment, the promoter is active in particular cell types or descending germs of hematopoietic cell precursors. The action of the promoter may be activated or suppressed by transcription control factors, activators or repressors.

В качестве промотора может быть использован промотор гена фактора элонгации EF1α, который является конститутивным промотором. Активность данного промотора в лимфоцитах человека значительно выше, чем активность некоторых других конститутивных промоторов, в частности промоторов генов UbC и Pgk. Это свойство промотора EF1α позволяет эффективно использовать его для направления экспрессии антиВИЧ генов, так как именно лимфоциты являются клетками, чувствительными к вирусу иммунодефицита человека и в этих клетках должен быть достигнут высокий уровень экспрессии антивирусных генов. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим промотором, и специалисту в данной области известны другие промоторы, которые могут быть использованы без ограничения, например, промоторы генов PGK, EF1α, CD4, CD2, IL-2, промотор гена бета-глобина, промоторы генов МНС. Могут быть использованы гибридные промоторы, в составе которых дополнительно к природной последовательности введены последовательности энхансера или сайленсера, а также последовательности позволяющие регулировать активность промотора в зависимости от связывания с цитокинами/хемокинами или другими регулирующими молекулами.As a promoter, the promoter of the gene for elongation factor EF1α, which is a constitutive promoter, can be used. The activity of this promoter in human lymphocytes is significantly higher than the activity of some other constitutive promoters, in particular the promoters of the UbC and Pgk genes. This property of the EF1α promoter allows it to be effectively used to direct the expression of anti-HIV genes, since it is the lymphocytes that are cells sensitive to the human immunodeficiency virus and a high level of expression of antiviral genes must be achieved in these cells. However, the present invention is not limited to this promoter, and other promoters that can be used without limitation are known to a person skilled in the art, for example, PGK, EF1α, CD4, CD2, IL-2 gene promoters, beta-globin gene promoter, MHC gene promoters. Hybrid promoters can be used, in addition to the natural sequence, enhancer or silencer sequences are introduced, as well as sequences that allow the promoter activity to be regulated depending on binding to cytokines / chemokines or other regulatory molecules.

Другой задачей настоящего изобретения является создание генетических конструкций, продуцирующих антивирусный агент на основе модифицированного гена ТММ5а с GC богатым нуклеотидным составом, обладающего повышенной экспрессией, в комбинации с одним или несколькими нижеперечисленными антивирусными агентами.Another objective of the present invention is the creation of genetic constructs producing an antiviral agent based on a modified TMM5a gene with a GC rich nucleotide composition with increased expression, in combination with one or more of the following antiviral agents.

Комбинирование двух и более антивирусных генов в одной генетической конструкции представляет преимущество перед использованием одного агента, в частности, проявляется синергетический эффект. Разные противовирусные агенты предотвращают инфицирование клетки на разных этапах, блокируя проникновение вируса (CCR5 siRNA), предотвращая интеграцию вируса в геном (TRIM5α), замедляя репликацию вируса (TAR) и приводя к образованию неинфекционного вирусного потомства (env антисенс). Каждый агент в отдельности в различной степени подавляет репродукцию ВИЧ (от 50% до 90%). Одновременное использование нескольких противовирусных агентов замедляет образование мутантных штаммов, а комбинация противовирусных агентов с агентами, придающими резистентность клеткам к ВИЧ, позволяет получить близкую к 100% антивирусную активность препарата и предотвратить появление устойчивых мутантов.The combination of two or more antiviral genes in one genetic construct is an advantage over the use of a single agent, in particular, a synergistic effect is manifested. Different antiviral agents prevent infection of cells at different stages by blocking the penetration of the virus (CCR5 siRNA), preventing the integration of the virus into the genome (TRIM5α), slowing down the replication of the virus (TAR) and leading to the formation of non-infectious viral offspring (env antisense). Each agent individually suppresses the reproduction of HIV to varying degrees (from 50% to 90%). The simultaneous use of several antiviral agents slows down the formation of mutant strains, and the combination of antiviral agents with agents that confer resistance to cells on HIV makes it possible to obtain antiviral activity close to 100% and prevent the emergence of resistant mutants.

Согласно настоящему изобретению предлагаются генетические конструкции, которые помимо вышеописанного агента на основе гена TRIM5a включают, по меньшей мере, один из перечисленных ниже антивирусных агентов.The present invention provides genetic constructs that, in addition to the above-described agent based on the TRIM5a gene, include at least one of the antiviral agents listed below.

Короткие интерферирующие РНК, направленные против гена рецептора человека CCR5 (CCR5si)Short interfering RNA directed against the human receptor gene CCR5 (CCR5si)

В качестве одного из агентов, придающих клетке устойчивость к ВИЧ, авторами были выбраны короткие интерферирующие РНК, направленные против гена хемокинового рецептора CCR5, задействованного в процессе проникновения ВИЧ в клетку.As one of the agents that confer HIV resistance to the cell, the authors selected short interfering RNAs directed against the CCR5 chemokine receptor gene, which is involved in the process of HIV penetration into the cell.

РНК-интерференция - регуляторный механизм, присутствующий в большинстве эукариотических клеток который использует двухцепочечные РНК-молекулы как сигнал для регуляции активности генов, гомологичных этим РНК. В клетках млекопитающих эндогенный механизм РНК-интерференции запускается так называемыми молекулами микроРНК. Последовательности генов микроРНК образуют шпилечную структуру (первичная микроРНК), которая распознается и процессируется клеточным ферментом Drosha в ядре, после чего образовавшиеся короткие РНК-шпильки (предшественники микроРНК) экспортируются в цитоплазму. В цитоплазме специальный белковый комплекс (RISC) удаляет петлю шпильки, образуя короткие РНК-дуплексы. Эти дуплексы известные как короткие интерферирующие РНК - киРНК (short interfering RNAs, siRNAs) представляют собой двухцепочечные РНК размером 21-22 пар нуклеотидов; на 3' концах обеих цепей которых присутствуют два неспаренных нуклеотида. киРНК широко используются для ингибирования экспрессии генов при работе с клеточными культурами in vitro. Дальнейшее процессирование РНК-дуплекса приводит к выбору эффекторной короткой (~21 п.н.) цепи РНК, которая направляется к гомологичной мРНК и гибридизуется с комплементарным участком мРНК-мишени. В случае 100% гомологии связывание приводит к расщеплению мРНК и последующей полной деградации мРНК.RNA interference is a regulatory mechanism present in most eukaryotic cells that uses double-stranded RNA molecules as a signal to regulate the activity of genes homologous to these RNAs. In mammalian cells, the endogenous mechanism of RNA interference is triggered by the so-called miRNA molecules. The miRNA gene sequences form a hairpin structure (primary miRNA), which is recognized and processed by the Drosha cell enzyme in the nucleus, after which the formed short RNA hairpins (miRNA precursors) are exported to the cytoplasm. In the cytoplasm, a special protein complex (RISC) removes the hairpin loop, forming short RNA duplexes. These duplexes known as short interfering RNAs - siRNAs (short interfering RNAs, siRNAs) are double-stranded RNAs with a size of 21-22 pairs of nucleotides; at the 3 'ends of both chains of which there are two unpaired nucleotides. siRNAs are widely used to inhibit gene expression when working with cell cultures in vitro. Further processing of the RNA duplex leads to the selection of an effector short (~ 21 bp) RNA chain, which is directed to homologous mRNA and hybridizes with a complementary region of the target mRNA. In the case of 100% homology, binding leads to cleavage of mRNA and subsequent complete degradation of mRNA.

Запустить внутриклеточный механизм РНК-интерференции, направленный на подавление вирусных или клеточных генов, можно введя в клетку трансгены экспрессирующие короткие шпилечные РНК (short hairpin RNA, shRNA), которые образуют во вторичной структуре плотные шпильки и являются аналогами предшественников микроРНК. Также как и микроРНК предшественники они экспортируются в цитоплазму и далее процессируются, используя механизм РНК-интерференции. Если такая шпилечная РНК содержит последовательность, комплементарную последовательности гена CCR5, это приведет к деградации мРНК и отсутствию экспрессии рецептора. Короткие РНК, образующие шпильки, вводят в клетки при помощи вектора, использующего промотор РНК-полимеразы III для обеспечения конститутивной или индуцибельной экспрессии.The intracellular mechanism of RNA interference, aimed at suppressing viral or cellular genes, can be triggered by introducing transgenes expressing short hairpin RNAs (short hairpin RNA, shRNA) into the cell, which form dense hairpins in the secondary structure and are analogues of microRNA precursors. As well as miRNA precursors, they are exported to the cytoplasm and further processed using the RNA interference mechanism. If such a hairpin RNA contains a sequence complementary to the CCR5 gene sequence, this will lead to mRNA degradation and the absence of receptor expression. Short hairpin-forming RNAs are introduced into cells using a vector using the RNA polymerase III promoter to provide constitutive or inducible expression.

Последовательность, комплементарную последовательности гена CCR5, также можно встроить в тело эндогенной микроРНК; такая искусственно модифицированная первичная микроРНК будет процессирована и приведет к расщеплению мРНК соответствующего гена. Экспрессия микроРНК может регулироваться как промотором РНК-полимеразы II, так и промотором РНК-полимеразы III.A sequence complementary to the sequence of the CCR5 gene can also be inserted into the body of endogenous miRNA; such artificially modified primary miRNAs will be processed and will lead to mRNA cleavage of the corresponding gene. The expression of miRNAs can be regulated by both the promoter of RNA polymerase II and the promoter of RNA polymerase III.

Интегрированный вектор, содержащий shRNA или микроРНК, передается дочерним клеткам и обеспечивает наследуемое выключения гена (Paddison P. et al., "Short hairpin RNAs (shRNAs) induce sequence-specific silencing in mammalian cells", Genes Dev., 2002, vol.16(8), pp.948-958).An integrated vector containing shRNA or miRNA is transmitted to daughter cells and provides heritable gene shutdown (Paddison P. et al., "Short hairpin RNAs (shRNAs) induce sequence-specific silencing in mammalian cells", Genes Dev., 2002, vol.16 (8), pp. 948-958).

РНК-интерференция является очень эффективным механизмом подавления экспрессии генов, с ее помощью можно достигнуть 99% ингибирования, то есть практически выключить работу гена.RNA interference is a very effective mechanism of suppressing gene expression, with its help it is possible to achieve 99% inhibition, that is, practically turn off the gene.

Основная проблема, возникающая при использовании РНК-интерферирующих молекул направленных против генов ВИЧ, кроется в самой природе вируса, приводящей к возникновению устойчивых мутантных штаммов. Для успешного применения РНК-интерференции необходима строгая комплементарность siRNA и мРНК-мишени. Возникновение единственной замены нуклеотида в РНК ВИЧ, соответствующего 9-11 нуклеотиду siRNA, приводит к полной несостоятельности механизма РНК-интерференции и отсутствию подавления репликации. В клеточной культуре возникновение устойчивых вирусных мутантов, несущих замену единственного нуклеотида, как правило, возникает на 25 день. siRNA, направленные против высоко консервативных участков, лишь отчасти улучшают ситуацию, требуя более длительного времени для появления мутантов. Наиболее перспективный подход состоит в использовании siRNA, направленных против клеточных генов, белковые продукты которых взаимодействуют с ВИЧ, и которые отличаются высокой консервативностью.The main problem that arises when using RNA-interfering molecules directed against HIV genes lies in the very nature of the virus, which leads to the emergence of resistant mutant strains. Successful use of RNA interference requires strict complementarity of the siRNA and the target mRNA. The occurrence of a single nucleotide replacement in HIV RNA, corresponding to 9-11 nucleotides of siRNA, leads to complete failure of the RNA interference mechanism and the absence of replication suppression. In cell culture, the emergence of resistant viral mutants carrying a single nucleotide replacement usually occurs on day 25. siRNAs directed against highly conserved sites only partially improve the situation, requiring a longer time for the appearance of mutants. The most promising approach is to use siRNAs directed against cellular genes whose protein products interact with HIV and which are highly conservative.

В заявках WO 2004065549 ("Small interference RNA gene therapy"; 15.01.2004; МПК C12N 15/11, A61K 48/00) и WO 2003022052 ("Method for expression of small RNA molecules within a cell"; 13.09.2002; МПК C12N 15/11, C12N 15/867, A61K 48/00) раскрываются лентивирусные системы доставки siRNA в клетки для лечения рака.In applications WO 2004065549 ("Small interference RNA gene therapy"; 01/15/2004; IPC C12N 15/11, A61K 48/00) and WO 2003022052 ("Method for expression of small RNA molecules within a cell"; 09/13/2002; IPC C12N 15/11, C12N 15/867, A61K 48/00) disclose lentiviral siRNA delivery systems to cells for treating cancer.

В соответствие с настоящим изобретением предложены конструкции, содержащие последовательность, кодирующую siRNA, направленную против клеточного гена - гена хемокинового рецептора CCR5. CCR5-корецептор, необходимый для проникновения в клетку R5 тропных вирусов. Естественные мутации корецепторов широко встречаются в популяции как ВИЧ-инфицированных, так и неинфицированных людей. У некоторых людей такие мутации приводят к полному отсутствию рецепторной молекулы, что делает таких людей устойчивыми к инфицированию ВИЧ. Примечательно, что отсутствие CCR5 рецептора у таких людей не приводит к нарушениям фенотипа.In accordance with the present invention, there are provided constructs comprising a siRNA coding sequence directed against a cell gene, the CCR5 chemokine receptor gene. CCR5-coreceptor necessary for the entry of tropic viruses into the R5 cell. Natural coreceptor mutations are widely found in the population of both HIV-infected and uninfected people. In some people, such mutations lead to a complete absence of the receptor molecule, which makes these people resistant to HIV infection. It is noteworthy that the absence of CCR5 receptor in such people does not lead to phenotype disturbances.

Последовательность, кодирующая данную siRNA, может быть клонирована в лентивирусный вектор в виде искусственной микроРНК (miCCR5), на основе микроРНК человека, транскрипция которой инициируется Pol II промотором.The sequence encoding this siRNA can be cloned into the lentiviral vector as an artificial miRNA (miCCR5) based on human miRNA, the transcription of which is initiated by the Pol II promoter.

Преимуществом данных siRNA (в виде микроРНК) является высокая эффективность подавления экспрессии гена CCR5 и в то же время отсутствие клеточной токсичности по сравнению с shRNA. Поскольку присутствие даже нескольких молекул на поверхности клетки делает ее чувствительной к заражению вирусом, то только полное подавление синтеза рецептора, за счет высокой эффективности siRNA, защищает клетку от проникновения вируса. Предложенные в соответствии с настоящим изобретением конструкции, включающие, в частности, miCCR5, обеспечивают превосходную антивирусную активность в сочетании с полным отсутствием токсичности.The advantage of siRNA data (in the form of miRNAs) is the high efficiency of suppressing CCR5 gene expression and, at the same time, the absence of cellular toxicity compared to shRNA. Since the presence of even several molecules on the cell surface makes it susceptible to infection by the virus, only the complete suppression of receptor synthesis, due to the high efficiency of siRNA, protects the cell from virus penetration. Structures proposed in accordance with the present invention, including, in particular, miCCR5, provide excellent antiviral activity in combination with a complete absence of toxicity.

РНК-шпилька, аналогичная TAR-последователъностиRNA hairpin similar to the TAR sequence

Еще одной группой антивирусных агентов являются РНК-аптамеры. Аптамеры-молекулы полинуклеотидов связывающие с высокой эффективностью белковые лиганды вируса. Аптамеры, синтезированные in vitro, демонстрируют высокую ингибирующую активность, однако при экспрессии в клетке эффективность заметно снижается. Проблемой является формирование правильной пространственной структуры в клеточном контексте. Исключение составляет использование двух последовательностей присутствующих в РНК ВИЧ - области TAR (trans-activating response region) и RRE (Rev response element), так называемые TAR и RRE ловушки, которые являются естественными аптамерами для tat и rev вирусных белков.Another group of antiviral agents are RNA aptamers. Aptamers, polynucleotide molecules that bind protein ligands of the virus with high efficiency. Aptamers synthesized in vitro exhibit a high inhibitory activity, however, when expressed in a cell, their efficiency decreases markedly. The problem is the formation of the correct spatial structure in the cellular context. An exception is the use of two sequences present in HIV RNA - the TAR (trans-activating response region) and RRE (Rev response element) regions, the so-called TAR and RRE traps, which are natural aptamers for tat and rev viral proteins.

Tat - один из ранних вирусных белков, продуцируемый во время ВИЧ инфекции, играет ключевую роль в регуляции ВИЧ репликации. Связываясь с последовательностью TAR, Tat активизирует экспрессию вирусных генов более чем в 100 раз. TAR элемент локализован на 5 конце всех ВИЧ транскриптов, его структура представляет собой шпильку длиной 59 нуклеотидов. Исследования показали, что за связывание tat белка отвечает выступ из трех нуклеотидов, а петля на конце шпильки необходима для кооперативного взаимодействия с клеточным белком циклин Т1 (cyclinT1) Длинный двухцепочечный участок - ствол шпильки - играет лишь структурную роль.Tat, one of the earliest viral proteins produced during HIV infection, plays a key role in the regulation of HIV replication. By binding to the TAR sequence, Tat activates the expression of viral genes more than 100 times. The TAR element is located at the 5th end of all HIV transcripts; its structure is a hairpin with a length of 59 nucleotides. Studies have shown that the protrusion of three nucleotides is responsible for the binding of the tat protein, and the loop at the end of the hairpin is necessary for cooperative interaction with the cellular protein cyclin T1 (cyclinT1). The long double-stranded region - the hairpin trunk - plays only a structural role.

Среди нескольких стратегий генной терапии, направленных на блокирование активности гена tat, одна из самых успешных - использование коротких РНК-молекул, работающих как ловушки. Такие РНК имитируют tat связывающую РНК-последовательность вируса, приводя к уменьшению свободного tat белка (Bohjanen P.R. et al., "A small circular TAR RNA decoy specifically inhibits Tat-activated HIV-1 transcription", Nucleic Acids Res., 1996, vol.24(19), pp.3733-3738).Among several gene therapy strategies aimed at blocking tat gene activity, one of the most successful is the use of short RNA molecules that act as traps. Such RNAs mimic the tat binding RNA sequence of a virus, resulting in a decrease in free tat protein (Bohjanen PR et al., "A small circular TAR RNA decoy specifically inhibits Tat-activated HIV-1 transcription", Nucleic Acids Res., 1996, vol. 24 (19), pp. 3733-3738).

Поскольку конструкция на основе последовательности (SEQ ID N4), кодирующей РНК-шпильку, аналогичную TAR-последовательности, замедляет репликацию ВИЧ, использование ее в комбинации с другими анти-ВИЧ агентами позволит усилить антивирусный эффект и избежать появления устойчивых мутантов.Since the design based on the sequence (SEQ ID N4) encoding an RNA hairpin similar to the TAR sequence slows down HIV replication, its use in combination with other anti-HIV agents will enhance the antiviral effect and avoid the appearance of resistant mutants.

Антисмысловая последовательность к участку гена env ВИЧAntisense sequence to the HIV env gene region

Антисмысловые (антисенс) РНК - короткие или длинные РНК-последовательности, комплиментарные последовательности РНК ВИЧ, образуют нефункциональные дуплексы с вирусной РНК и способны блокировать репликацию вируса в клетках. Хотя точный механизм ингибирования не ясен, он может включать запуск деаминации цитозина ВИЧ:антисенс дуплексной РНК, приводя к задержке транскриптов в ядре и последующей их деградации или к образованию многочисленных нежизнеспособных вирусных мутантов. Другими возможными механизмами (которые зависят от структуры антисмысловой РНК) являются ингибирование экспрессии на уровне сплайсинга, ингибирование трансляции, упаковка химерного дуплекса с образованием дефектных вирусных частиц.Antisense (antisense) RNA - short or long RNA sequences, complementary HIV RNA sequences, form non-functional duplexes with viral RNA and are capable of blocking virus replication in cells. Although the exact mechanism of inhibition is not clear, it may include triggering the deamination of HIV cytosine: antisense of duplex RNA, leading to a delay in transcripts in the nucleus and their subsequent degradation or to the formation of numerous non-viable viral mutants. Other possible mechanisms (which depend on the structure of antisense RNA) are inhibition of expression at the splicing level, inhibition of translation, packaging of a chimeric duplex with the formation of defective viral particles.

Множество антисенс-конструкций, исследованных in vitro, обладали способностью подавлять размножение вируса, в том числе антисмысловые РНК, блокирующие регуляторные цис элементы, такие как сигнал упаковки (Ψ), последовательность связывания tat белка (TAR) и сайт связывания праймера (PBS) (Cohli H., Fan В., Joshi R.L., et al. "Inhibition of HIV-1 multiplication in a human CD4+ lymphoid cell line expressing antisense and sense RNA molecules containing HIV-1 packaging signal and RREs", Antisense Res. Dev., 1994, vol.4(1), pp.19-26; Ding S.F., Noronha J., and Joshi S., "Co-packaging of sense and antisense RNAs: a novel strategy for blocking HIV-1 replication", Nucleic Acids Res., 1998, vol. 26, pp.3270-3278; Chadwick D.R., and Lever A.M., "Antisense RNA sequences targeting the 5 leader packaging signal region of human immunodeficiency virus type-1 inhibits viral replication at post-transcriptional stages of the life cycle". Gene Ther., 2000, vol.7, pp.1362-1368) или антисенс РНК, соответствующие кодирующим областям вирусных генов, таким как rev, env, vif и т.д. Известно, что антивирусный эффект в большой степени зависит от промотора и вектора использованного для доставки.Many in vitro antisense constructs have been shown to inhibit virus reproduction, including antisense RNAs that block regulatory cis elements such as packaging signal (Ψ), tat protein binding sequence (TAR), and primer binding site (PBS) (Cohli H., Fan B., Joshi RL, et al. "Inhibition of HIV-1 multiplication in a human CD4 + lymphoid cell line expressing antisense and sense RNA molecules containing HIV-1 packaging signal and RREs", Antisense Res. Dev., 1994 , vol. 4 (1), pp. 19-26; Ding SF, Noronha J., and Joshi S., "Co-packaging of sense and antisense RNAs: a novel strategy for blocking HIV-1 replication", Nucleic Acids Res ., 1998, vol. 26, pp. 3270-3278; Chadwick DR, and Lever AM, "Antisense RNA sequences targe ting the 5 leader packaging signal region of human immunodeficiency virus type-1 inhibits viral replication at post-transcriptional stages of the life cycle ". Gene Ther., 2000, vol. 7, pp. 1362-1368) or RNA antisense corresponding to coding areas of viral genes such as rev, env, vif, etc. It is known that the antiviral effect is heavily dependent on the promoter and the vector used for delivery.

В статье Левайна (Levine B.L. et al., "Gene transfer in humans using a conditionally replicating lentiviral vector", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, vol.103(46) pp.17372-17377) раскрываются конструкции на основе лентивирусных векторов, экспрессирующие антисмысловые гены против оболочки ВИЧ.Levine's article (Levine BL et al., "Gene transfer in humans using a conditionally replicating lentiviral vector", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, vol. 103 (46) pp.17372-17377) discloses constructions on based on lentiviral vectors expressing antisense genes against HIV envelope.

В предложенных в соответствии с настоящим изобретением конструкциях в качестве антисмысловой последовательности к участку гена env ВИЧ используют последовательность (SEQ ID N5), полученную из кДНК изолята вируса иммунодефицита человека субтипа А. Данный изолят был получен из клинического материала от Российского ВИЧ-инфицированного пациента. Поскольку в России в подавляющем большинстве ВИЧ-позитивные пациенты инфицированы ВИЧ субтипа А (более 90%), можно говорить о том, что противовирусный агент, полученный на основе данного изолята, будет более предпочтителен при лечении российских пациентов.In the constructions proposed in accordance with the present invention, the sequence (SEQ ID N5) obtained from the cDNA isolate of human immunodeficiency virus subtype A is used as an antisense sequence for the HIV env gene. This isolate was obtained from clinical material from a Russian HIV-infected patient. Since in Russia the vast majority of HIV-positive patients are infected with HIV subtype A (more than 90%), it can be said that an antiviral agent derived from this isolate will be more preferable in the treatment of Russian patients.

Специалист в данной области на основании информации, раскрытой в настоящем описании, легко может получить генетические конструкции, включающие любые комбинации перечисленных выше генетических антивирусных агентов.Based on the information disclosed herein, one skilled in the art can readily obtain genetic constructs including any combination of the above genetic antiviral agents.

Векторные конструкции в соответствии с настоящим изобретением могут быть созданы, например, на основе вектора pLVX-Puro (Clontech) (фиг.1), содержащего лентивирусные LTR и упаковочный сигнал (т). Также вектор содержит последовательность сРРТ размером 124 п.о., которая повышает эффективность транспорта вирусного генома в ядро. Это приводит к более эффективной интеграции генома, а, следовательно, к более эффективной трансдукции. Наличие RRE (Rev-responsive element) в векторе способствует увеличению титра за счет повышения экспорта из ядра несплайсированной вирусной РНК в присутствии белка rev. Наличие в векторе WPRE (посттранскрипционного регуляторного элемента вируса гепатита североамериканского лесного сурка) позволяет повысить эффективность событий, связанных с процессингом РНК и экспорта из ядра. WPRE обеспечивает двойной эффект. Во-первых, находясь в составе вирусного транскрипта, данный элемент повышает эффективность упаковки вектора, что способствует повышению титра вируса, продуцируемого упаковочными клетками 293Т. Во-вторых, он усиливает экспрессию гена (gene of interest) за счет облегчения образования зрелой матричной мРНК из транскрипта, инициированного с внутреннего промотора.Vector constructs in accordance with the present invention can be created, for example, based on the pLVX-Puro vector (Clontech) (Fig. 1) containing lentiviral LTR and a packaging signal (t). The vector also contains a 124 bp CPPT sequence, which increases the efficiency of the transport of the viral genome into the nucleus. This leads to more efficient integration of the genome, and, consequently, to more efficient transduction. The presence of RRE (Rev-responsive element) in the vector contributes to an increase in titer due to increased export of unspliced viral RNA from the nucleus in the presence of rev. The presence of the North American forest marmot hepatitis virus in the vector WPRE (post-transcriptional regulatory element) allows to increase the efficiency of events related to RNA processing and export from the nucleus. WPRE provides a double effect. Firstly, being a part of the viral transcript, this element increases the efficiency of vector packaging, which helps to increase the titer of the virus produced by 293T packaging cells. Secondly, it enhances gene expression (gene of interest) by facilitating the formation of mature matrix mRNA from a transcript initiated from an internal promoter.

В соответствии с другим вариантом выполнения изобретения, генетические конструкции могут быть выполнены на основе самоинактивирующегося лентивирусного вектора, например, на основе вектора pLV-neo (фиг.2). Указанный вектор содержит те же основные элементы, что и вектор pLVX-Puro, за исключением последовательностей LTR. Вместо 5'LTR последовательности используется RSV/5'-LTR гибридный промотор, что позволяет не вводить дополнительно плазмиду кодирующую вирусный белок tat. 3'LTR содержит делецию в области U3, затрагивающую энхансерно-промоторную область. Так как, из-за особенностей обратной транскрипции, интегрирующий в геном провирус имеет U3 области LTR, идентичные длинному концевому повтору, расположенному на 3' конце, в данном случае он будет лишен промоторно-энхансерной области.According to another embodiment of the invention, the genetic constructs can be made on the basis of a self-inactivating lentiviral vector, for example, on the basis of the pLV-neo vector (FIG. 2). The indicated vector contains the same basic elements as the pLVX-Puro vector, with the exception of LTR sequences. Instead of the 5'LTR sequence, the RSV / 5'-LTR hybrid promoter is used, which eliminates the need for additional plasmid encoding the tat viral protein. 3'LTR contains a deletion in the U3 region, affecting the enhancer-promoter region. Since, due to the features of reverse transcription, the provirus integrating into the genome has U3 LTR regions identical to the long terminal repeat located at the 3 'end, in this case it will be deprived of the promoter-enhancer region.

Неожиданно было дополнительно обнаружено, что модификация лентивирусного вектора, заключающаяся в клонировании последовательности SEQ ID N10 непосредственно перед областью сРРТ, позволяет еще более стабилизировать генную экспрессию, способствует повышению инфекционности вирусных частиц, улучшает эффективность введения генетического материала в клетки-мишени.Unexpectedly, it was additionally discovered that the modification of the lentiviral vector, which consists in cloning the sequence of SEQ ID N10 directly in front of the cPPT region, makes it possible to further stabilize gene expression, increases the infectivity of viral particles, and improves the efficiency of introducing genetic material into target cells.

При необходимости, в вектор вместо гена для селекции пуромицина в качестве молекулярного маркера может быть введена другая последовательность для селекции и/или мониторинга модифицированных клеток. Маркерный ген представляет собой последовательность, которая присоединена к элементам гетерологичного промотора или энхансера, кодирующую продукт, который может быть легко и количественно проанализирован в том случае, когда эта конструкция введена в ткани или в клетки. Специалистам в данной области известны различные последовательности для мониторинга и/или селекции, например ген зеленого флюоресцентного белка (EGFP). Маркерный ген/последовательность может быть удален при использовании вектора в терапии ВИЧ.If necessary, a different sequence can be introduced into the vector instead of the gene for puromycin selection as a molecular marker for the selection and / or monitoring of modified cells. A marker gene is a sequence that is attached to the elements of a heterologous promoter or enhancer, encoding a product that can be easily and quantitatively analyzed when this construct is introduced into tissue or cells. Various sequences for monitoring and / or selection are known to those skilled in the art, for example, the green fluorescent protein (EGFP) gene. The marker gene / sequence can be deleted by using the vector in HIV therapy.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 представлена карта плазмиды pLVX-puro, характеризующейся:Figure 1 presents a map of the plasmid pLVX-puro, characterized by:

5'LTR: 1-6355'LTR: 1-635

PBS: 636-653PBS: 636-653

Ψ: 685-822Ψ: 685-822

RRE: 1303-1536RRE: 1303-1536

cPPT: 2028-2151cPPT: 2028-2151

PCMV IE: 2185-2788P CMV IE : 2185-2788

MCS: 2816-2880MCS: 2816-2880

PPGK: 2882-3390P PGK : 2882-3390

Puror: 3411-4010Puro r : 3411-4010

WPRE: 4024-4615WPRE: 4024-4615

3'LTR: 4819-54553'LTR: 4819-5455

pUC: 5925-6595pUC: 5925-6595

Ampr: 6740-7736Amp r : 6740-7736

На фиг.2 представлена карта плазмиды pLV-neo, характеризующейся:Figure 2 presents a map of the plasmid pLV-neo, characterized by:

RSV/5'-LTR гибридный промотор: 1-416RSV / 5'-LTR Hybrid Promoter: 1-416

PBS: 418-435PBS: 418-435

Ψ: 467-604Ψ: 467-604

RRE: 1081-1314RRE: 1081-1314

cPPT: 1810-1928cPPT: 1810-1928

PCMV IE: 1940-2525P CMV IE : 1940-2525

Гистоновый промотор: 2576-2933Histone promoter: 2576-2933

Ген устойчивости к неомицину: 2942-3736Neomycin resistance gene: 2942-3736

WPRE: 3750-4291WPRE: 3750-4291

3'LTR, с делецией в области U3: 4428-46623'LTR, with a deletion in the field of U3: 4428-4662

SV40 polyA: 4734-4864SV40 polyA: 4734-4864

Ampr: 5828-6688Amp r : 5828-6688

На фиг.3 приведены последовательности, кодирующие модифицированный белок TRIM5α человека, с GC богатым нуклеотидным составом (trim enh, SEQ ID N1) и исходная последовательность, описанная в патенте RU 2426788 (trim, SEQ ID N2).Figure 3 shows the sequences encoding the modified human TRIM5α protein with a GC rich nucleotide composition (trim enh, SEQ ID N1) and the original sequence described in patent RU 2426788 (trim, SEQ ID N2).

На фиг.4 представлено сравнение антиВИЧ активностей конструкции, включающей последовательность, кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека, с GC богатым нуклеотидным составом (trim enhanced) и конструкции, включающей исходную последовательность (trim).Figure 4 presents a comparison of anti-HIV activities of a construct comprising a sequence encoding a modified human TRIM5α protein with a GC rich nucleotide composition (trim enhanced) and a construct including the original sequence (trim).

Далее приводятся примеры осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые фигуры.The following are examples of carrying out the invention with reference to the accompanying figures.

Примеры осуществления изобретения и реализации назначенияExamples of the invention and the implementation of the purpose

Пример 1. Получение векторов для генетических конструкцийExample 1. Obtaining vectors for genetic constructs

1а. Лентивирусный вектор1a. Lentiviral vector

Вектор pLVX-puro доступен от Clontech, длиной 8102 пар нуклеотидов (фиг.1) модифицировали с помощью последовательности SEQ ID N10. Используя праймеры сРРТ 1g Hpa for (TTTGGTTAACCCAGTAAAAACAGTACATACAG) и сРРТ 1g Cla Barn rev (TTTTGGATCCATCGATAAATTTTGAATTTTTGTAATTTG), плазмиду pLP1 (Invitrogen) в качестве матрицы, наработали ПЦР-продукт длиной 370 п.о., который клонировали в вектор pGEM-T vector (Promega). После трансформации и последующей селекции данный фрагмент переклонировали в плазмиду pLV-neo, предварительно гидролизованную по сайтам HpaI и BamHI. Полученную плазмиду нарабатывали в препаративных количествах и резали с использованием эндонуклеаз MfeI и ClaI, a полученный фрагмент длиной 1532 п.о. лигировали в вектор pLVX-Puro, предварительно гидролизованный по этим же сайтам. Полученный после лигирования вектор pLVX-Puro сРРТ 1g нарабатывали в препаративных количествах и выделяли из Е. coli с помощью набора Axygen. Для последующего удобства клонирования, в вектор pLVX-Puro сРРТ 1g, вместо CMV промотора, по сайтам ClaI и EcoRI, был введен линкерThe pLVX-puro vector is available from Clontech, a length of 8102 nucleotide pairs (FIG. 1) was modified using the sequence SEQ ID N10. Using primers cPPT 1g Hpa for (TTTGGTTAACCCAGTAAAAACAGTACATACAG) and cPPT 1g Cla Barn rev (TTTTGGATCCATCGATAAATTTTGAATTTTTGTAATTTG), a plasmid pLP1 (Invitrogen) was used as a template for the production of a vector that was used for the preparation of vector . After transformation and subsequent selection, this fragment was cloned into the plasmid pLV-neo, previously hydrolyzed at the HpaI and BamHI sites. The obtained plasmid was produced in preparative quantities and cut using endonucleases MfeI and ClaI, and the resulting fragment was 1532 bp in length. ligated into the pLVX-Puro vector previously hydrolyzed at the same sites. The pLVX-Puro cPPT 1g vector obtained after ligation was prepared in preparative amounts and isolated from E. coli using the Axygen kit. For the convenience of cloning, a linker was introduced into the pLVX-Puro cPPT 1g vector, instead of the CMV promoter, at the ClaI and EcoRI sites

Link For (TTGATATCGATCTGAGTGAGACTCTGACGAATTCTTCT)Link For (TTGATATCGATCTGAGTGAGACTCTGACGAATTCTTCT)

Link Rev (AGAAGAATTCGTCAGAGTCTCACTCAGATCGATATCAA).Link Rev (AGAAGAATTCGTCAGAGTCTCACTCAGATCGATATCAA).

Полученный вектор pLVX Puro сРРТ lg ACMV использовали для последующих процедур клонирования перечисленных последовательностей.The resulting vector pLVX Puro cPPT lg ACMV was used for subsequent cloning procedures of the listed sequences.

1б. Самоинактивирующийся лснтивирусный вектор1b. Self-inactivating antiviral vector

Модификацию вектора pLV-neo длиной 7907 пар нуклеотидов (фиг.2) с помощью последовательности SEQ ID N10 проводили аналогично предыдущему. С помощью праймеров сРРТ 1g Hpa for (TTTGGTTAACCCAGTAAAAACAGTACATACAG) и сРРТ 1g Cla Barn rev (TTTTGGATCCATCGATAAATTTTGAATTnTGTAATTTG), используя в качестве матрицы плазмиду pLP1 (Invitrogen), наработали ПЦР-продукт длиной 370 п.о., который клонировали в вектор pGEM-T vector (Promega). После трансформации и последующей селекции данный фрагмент переклонировали в плазмиду pLV-neo, предварительно гидролизованную по сайтам HpaI и BamHI. Полученная плазмида pLV-neo сРРТ 1g содержит последовательность SEQ ID N10 перед областью сРРТ. В плазмиду pLV-neo сРРТ 1g вместо CMV промотора ввели линкер также как в примере 1а и получили pLV-neo сРРТ 1g ACMV.Modification of the pLV-neo vector with a length of 7907 nucleotide pairs (FIG. 2) using the sequence SEQ ID N10 was carried out similarly to the previous one. Using primers cPPT 1g Hpa for (TTTGGTTAACCCAGTAAAAACAGTACATACAG) and cPPT 1g Cla Barn rev (TTTTGGATCCATCGATAAATTTTGAATTnTGTAATTTG), using the pLP1 plasmid (Invitrogen), the vector was used to test the vector for the P template. Promega). After transformation and subsequent selection, this fragment was cloned into the plasmid pLV-neo, previously hydrolyzed at the HpaI and BamHI sites. The resulting plasmid pLV-neo cPPT 1g contains the sequence of SEQ ID N10 in front of the cPPT region. Instead of the CMV promoter, a linker was introduced into plasmid pLV-neo cPPT 1g as in Example 1a, and pLV-neo cPPT 1g ACMV was obtained.

Пример 2. Модификация лентивирусного вектора - получение конструкции без гена PURO с геном-маркером EGFPExample 2. Modification of the lentiviral vector - obtaining constructs without the PURO gene with the EGFP marker gene

ПЦР фрагмент, содержащий ген EGFP и внутренний сайт связывания рибосомы IRES, получен при амплификации плазмиды pIRES-EGFP (Clontech #6064-1) с праймерами RI-ires for GACGGAATTCAGTGGATCCACTAGTAACGGC Sal-egfp rev TTTGTCGACCTTTACTTGTACAGCTCGTCCATGCC. Данный фрагмент встроен в pLVneo вектор по сайтам EcoRI-SalI. Кассета, содержащая сайт IRES и ген EGFP, переклонирована в вектор pLVX-Puro сРРТ 1g вместо гена устойчивости к пуромицину по сайтам рестрикции EcoRI-KpnI. Данный вектор pLVX Egfp cPPT1g вместо селективного гена устойчивости к пуромицину содержит ген зеленого флуоресцентного белка в качестве маркера, позволяющего сортировать клетки по наличию флуоресценции.The PCR fragment containing the EGFP gene and the internal IRES ribosome binding site was obtained by amplification of the plasmid pIRES-EGFP (Clontech # 6064-1) with primers RI-ires for GACGGAATTCAGTGGATCCACTAGTAACGGC Sal-egfp rev TTTGTCGACCTTTTTTTTGT. This fragment is embedded in the pLVneo vector at EcoRI-SalI sites. The cassette containing the IRES site and the EGFP gene was cloned into the pLVX-Puro cPPT 1g vector instead of the puromycin resistance gene at the EcoRI-KpnI restriction sites. This vector pLVX Egfp cPPT1g instead of the selective puromycin resistance gene contains a green fluorescent protein gene as a marker that allows cells to be sorted by the presence of fluorescence.

Пример 3. Получение конструкции ТММ5а с GC богатым нуклеотидным составом.Example 3. Obtaining the design of TMM5a with GC rich nucleotide composition.

В последовательности модифицированного гена Trim5a (SEQ ID N2) размером 1488 п.н. (496 кодонов) было спроектировано 200 синонимичных замен нуклеотидов по всей длине таким образом, что GC-состав последовательности увеличился с 48% до 61%. Сравнение исходной и GC-богатой последовательностей (SEQ ID N1) гена TRIM5α приведено на фиг.3. Для конструирования GC-богатой последовательности была проведена сборка гена de novo с помощью лигазной цепной реакции с последующей ПЦР в соответствие со стандартным протоколом (Au L.C., Yang F.Y., Yang W.J., Lo S.H., Kao C.F., "Gene synthesis by a LCR-based approach: high-level production of leptin-L54 using synthetic gene in Escherichia coli", Biochem. Biophys. Res. Соттип., 1998, vol.248(1), pp.200-203). Для сборки использовали Tth лигазу фирмы «Fermentas». Дизайн 5'-фосфорелированных олигонуклеотидов был проведен при помощи программы Gene201igo (Rouillard J.M., Lee W., Truan G., Gao X., Zhou X., Gulari E., "Gene201igo: oligonucleotide design for in vitro gene synthesis". Nucleic Acids Res., 2004, vol.32 (Web Server issue), W176-80). Полученный ампликон, содержащий новую модифицированную последовательность Trim5a, клонировали в вектор pGEM (Promega). Правильность сборки гена в отдельных клонах была проверена с помощью секвенирования. Созданная плазмида была обозначена pGEM-TRIM enh.In the sequence of the modified Trim5a gene (SEQ ID N2) of 1488 bp (496 codons), 200 synonymous nucleotide substitutions were designed along the entire length so that the GC composition of the sequence increased from 48% to 61%. A comparison of the original and GC-rich sequences (SEQ ID N1) of the TRIM5α gene is shown in FIG. 3. To construct a GC-rich sequence, the de novo gene was assembled using a ligase chain reaction followed by PCR in accordance with the standard protocol (Au LC, Yang FY, Yang WJ, Lo SH, Kao CF, "Gene synthesis by a LCR-based approach : high-level production of leptin-L54 using synthetic gene in Escherichia coli ", Biochem. Biophys. Res. Sottip., 1998, vol. 248 (1), pp.200-203). Fermentas Tth ligase was used for assembly. The 5'-phosphorylated oligonucleotides were designed using the Gene201igo program (Rouillard JM, Lee W., Truan G., Gao X., Zhou X., Gulari E., “Gene201igo: oligonucleotide design for in vitro gene synthesis.” Nucleic Acids Res., 2004, vol. 32 (Web Server issue), W176-80). The resulting amplicon containing the new modified Trim5a sequence was cloned into the pGEM vector (Promega). The correct assembly of the gene in individual clones was verified by sequencing. The created plasmid was designated pGEM-TRIM enh.

Пример 4. Клонирование GC богатой последовательности модифицированного гена TRIM5α в лентивирусный вектор.Example 4. Cloning of the GC rich sequence of the modified TRIM5α gene into a lentiviral vector.

Продукт ПЦР амплификации плазмиды pGEM-TRIM enh с использованием праймеров ACTTCTAGATTACGAGCTCGGCGAGCACAG и TTTTCTCGAGACTAGTGATGCCGCCACCATG резали по сайтам рестриктаз XhoI и XbaI и лигировали в вектор pLVX-Puro cPPT 1g, порезанный по тем же сайтам. Полученная плазмида обозначена pLVX-Puro cPPT 1g CMV-Trim enh.The PCR product of amplification of the plasmid pGEM-TRIM enh using the primers ACTTCTAGATTACGAGCTCGGCGAGCACAG and TTTTCTCGAGACTAGTGATGCCGCCACCATG was cut at the XhoI and XbaI restriction enzyme sites and ligated into the pLVX-Puro cPPT1 vector. The resulting plasmid is designated pLVX-Puro cPPT 1g CMV-Trim enh.

Пример 5. Клонирование GC богатой последовательности модифицированного гена TRIM5α в самоинактивирующийся лентивирусный вектор.Example 5. Cloning of the GC rich sequence of the modified TRIM5α gene into a self-inactivating lentiviral vector.

Продукт ПЦР амплификации плазмиды pGEM-TRIM enh с использованием праймеров ACTTCTAGATTACGAGCTCGGCGAGCACAG и TTTTCTCGAGACTAGTGATGCCGCCACCATG резали по сайтам рестриктаз XhoI и XbaI и лигировали в вектор pLV-neo cPPT 1g, порезанный по тем же сайтам. Полученная плазмида обозначена SIV CMV-Trim enh.The PCR product of amplification of the plasmid pGEM-TRIM enh using the primers ACTTCTAGATTACGAGCTCGGCGAGCACAG and TTTTCTCGAGACTAGTGATGCCGCCACCATG was cut at the XhoI and XbaI restriction enzyme sites and ligated into the pLV-neo vector cPPTg 1. The resulting plasmid is designated SIV CMV-Trim enh.

Пример 6. Клонирование последовательности, кодирующей микроРНК, направленную против CCR5 гена в вектор.Example 6. Cloning of a sequence encoding miRNA directed against the CCR5 gene into a vector.

Нуклеотидную последовательность микроРНК мыши miR155 SEQ ID N6 использовали для создания искусственных микроРНК: SEQ ID N7, SEQ ID N8 или SEQ ID N9, направленных против гена рецептора CCR5 (miCCR5).The nucleotide sequence of the miR155 mouse miRNA SEQ ID N6 was used to create artificial miRNAs: SEQ ID N7, SEQ ID N8 or SEQ ID N9 directed against the CCR5 receptor gene (miCCR5).

Для получения микроРНК SEQ ID N7 были использованы праймеры O1-1 TGCTGTAAGAGGTAGTTTCTGAACGTTTTG и O3-1 GTGGCCAAAACGTTCAGAAACTACCTCTTAC, которые отжигали друг на друга с получением короткого двухцепочечного фрагмента ДНК olig1-3 с липкими концами. Аналогично отжигали праймеры O2-1 GCCACTGACTGACGTTCAGAATACCTCTTA и O4-1 CCTGTAAGAGGTATTCTGAACGTCAGTCA с получением двухцепочечного олига olig2-4. Смесь, состоящую из плазмиды pcDNA6.2-GW/miR (набор Block-iT PolII miR RNA expression Vector Kit, Invitrogen) и двух олигов olig1-3 и olig2-4, лигировали в течение 1 часа при комнатной температуре в соответствии с инструкцией из набора. Лигазную смесь трансформировали в клетки E. Coli, выросшие клоны отбирали по сиквенсу. Трансформанты, содержащие искомую плазмиду, наращивали и выделяли ДНК плазмиды miR-CCR5-1. Фрагмент, содержащий микроРНК (SEQ ID N7), вырезали из плазмиды по сайтам рестрикции SalI-BgIII. Вектор pLVX Puro cPPTIg рестрицировали ферментами XhoI-BamHI и лигировали с фрагментом, содержащим микроРНК. Полученную конструкцию Puro/miR-CCR5-1 проверяли рестрикционным анализом и секвенировали. Для трансфекции нарабатывали в препаративных количествах в E.coli и выделяли с использованием QIAGEN plasmid maxi kit.Primers O1-1 TGCTGTAAGAGGTAGTTTTCTGAACGTTTTG and O3-1 GTGGCCAAAACGTTCAGAAACTACCTCTTAC were used to obtain SEQ ID N7 miRNAs, which were annealed on each other to obtain a short double-stranded olig1-3 DNA fragment with sticky ends. Primers O2-1 GCCACTGACTGACGTTCAGAATACCTCTTA and O4-1 CCTGTAAGAGGTATTCTGAACGTCAGTCA were annealed, to give the olig2-4 double chain olig. A mixture consisting of pcDNA6.2-GW / miR plasmid (Block-iT PolII miR RNA expression Vector Kit, Invitrogen) and two olig1-3 and olig2-4 oligates were ligated for 1 hour at room temperature according to the instructions from recruitment. The ligase mixture was transformed into E. Coli cells, the grown clones were selected by sequence. Transformants containing the desired plasmid were expanded and the plasmid miR-CCR5-1 DNA was isolated. A fragment containing miRNAs (SEQ ID N7) was excised from the plasmid at SalI-BgIII restriction sites. The pLVX Puro vector cPPTIg was digested with XhoI-BamHI enzymes and ligated with a fragment containing miRNAs. The resulting Puro / miR-CCR5-1 construct was checked by restriction analysis and sequenced. For transfection, preparative amounts were obtained in E. coli and isolated using the QIAGEN plasmid maxi kit.

Аналогичным образом получали конструкции, содержащие miRNA SEQ ID N8 или SEQ ID N9. Для получения микроРНК SEQ ID N8 использовали следующие праймеры:Similarly, constructs containing miRNA SEQ ID N8 or SEQ ID N9 were obtained. The following primers were used to obtain the microRNAs of SEQ ID N8:

TgCTgCATAgATTggACTTgACACgTTTTgTgCTgCATAgATTggACTTgACACgTTTTg

CCTgCATAgATTgCTTgACACgTCAgTCACCTgCATAgATTgCTTgACACgTCAgTCA

gCCACTgACTgACgTgTCAAgCAATCTATggCCACTgACTgACgTgTCAAgCAATCTATg

gTggCCAAAACgTgTCAAgTCCAATCTATgCgTggCCAAAACgTgTCAAgTCCAATCTATgC

Для получения микроРНК SEQ ID N9 использовали следующие праймеры:The following primers were used to obtain microRNA SEQ ID N9:

TgCTgAATTgATgTCATAgATTggACTTgACACgTTTTgTgCTgAATTgATgTCATAgATTggACTTgACACgTTTTg

CCTgAATTgATgTCATAgATTgCTTgACACgTCAgTCACCTgAATTgATgTCATAgATTgCTTgACACgTCAgTCA

gCCACTgACTgACgTgTCAAgCAATCTATgACATCAATTgCCACTgACTgACgTgTCAAgCAATCTATgACATCAATT

gTggCCAAAACgTgTCAAgTCCAATCTATgACATCAATTCgTggCCAAAACgTgTCAAgTCCAATCTATgACATCAATTC

Пример 7. Получение конструкции, содержащей одновременно GC-богатый модифицированный ген TRIM5α и микроРНК против CCR5.Example 7. Obtaining constructs containing both the GC-rich modified gene TRIM5α and miRNA against CCR5.

Вектор pLVX Egfp cPPT1g рестрицировали по сайтам XbaI и ClaI. Фрагмент, содержащий микроРНК, вырезали из плазмиды Puro/miR-CCR5-l по сайтам ClaI и XbaI, а фрагмент, содержащий GC-богатый модифицированный ген TRIM 5a, вырезали из плазмиды pLVX-Puro cPPT 1g CMV-Trim enh по сайтам NheI и XbaI. Для получения комбинированной конструкции вектор лигировали с двумя фрагментами и трансформировали в клетки E. Coli. Отбирали клоны, содержащие оба фрагмента, и анализировали выделенные плазмиды методом секвенирования. Полученная конструкция была обозначена pLVX-Puro miR-CCR5-1-Trim enh.The pLVX Egfp vector cPPT1g was restricted at the XbaI and ClaI sites. The microRNA containing fragment was excised from the Puro / miR-CCR5-l plasmid at the ClaI and XbaI sites, and the fragment containing the GC-rich modified TRIM 5a gene was excised from the pLVX-Puro cPPT 1g CMV-Trim enh plasmid at the NheI and XbaI sites . To obtain a combined construct, the vector was ligated with two fragments and transformed into E. Coli cells. Clones containing both fragments were selected and the isolated plasmids were analyzed by sequencing. The resulting construct was designated pLVX-Puro miR-CCR5-1-Trim enh.

Аналогично получали конструкции, содержащие Trim enh и miRNA SEQ ID 8 или SEQ ID 9.Similarly, constructs containing Trim enh and miRNA SEQ ID 8 or SEQ ID 9 were obtained.

Пример 8. Трансфекция упаковочных клеток и получение лентивирусных частиц.Example 8. Transfection of packaging cells and obtaining lentiviral particles.

Для получения лентивирусов использовали клеточную линию НЕК 293Т и набор упаковочных плазмид Lenti-X HT Packaging Mix (Clontech). Среда для роста НЕК 293Т представляет собой: Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM), содержащая 4 ммоль L-глутамина, 4,5 г/л глюкозы, 1 ммоль натрия пирувата, 1,5 г/л натрия бикарбоната и 10% эмбриональной бычьей сыворотки. Такой уровень натрия бикарбоната (NaHCO3; 1,5 г/л) используется в инкубаторах, содержащих 5% CO2.To obtain lentiviruses, the HEK 293T cell line and the Lenti-X HT Packaging Mix (Clontech) packaging plasmid set were used. HEK 293T growth medium is: Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) containing 4 mmol L-glutamine, 4.5 g / L glucose, 1 mmol sodium pyruvate, 1.5 g / L sodium bicarbonate and 10% fetal bovine serum . This level of sodium bicarbonate (NaHCO 3 ; 1.5 g / l) is used in incubators containing 5% CO 2 .

За день до трансфекции 4-5*10 клеток вносили на чашку 100 мм в 10 мл полной среды, содержащей сыворотку, свободную от тетрациклина (Tet System Approved FBS Clontech Cat# 631106). В день трансфекции в 15 мл пробирке смешивали 15 мкл смеси Lenti-X HT Packaging Mix и векторную ДНК 3 мкг. Затем в пробирку добавляли 1 мл среды OptiMEM (Invitrogen) и 20 мкл реагента для трансфекции Turbofect (Fermentas). Смесь инкубировали 20 минут при комнатной температуре. Во время инкубации клеточную среду заменяли на 10 мл среды OptiMEM, содержащей 10% сыворотки, свободной от тетрациклина. После окончания инкубации смесь плазмид, OptiMEM и Turbofect по каплям добавляли в клеточную среду. Клетки инкубировали в течение ночи при 37°С в СО2 инкубаторе. На следующий день удаляли среду, содержащую комплекс ДНК-Turbofect, и заменяли на 10 мл культуральной среды, содержащей сыворотку, свободную от тетрациклина. Клетки инкубировали при 37°С в СО2 инкубаторе 48-72 часа. Отбирали супернатант, содержащий лентивирусные частицы. Супернатант центрифугировали при 3000 об/мин в течение 15 минут при +4°С. Фильтровали супернатант через 0,45 мкм. Готовый препарат хранили при -80°С.The day before transfection, 4-5 * 10 cells were added per 100 mm plate in 10 ml of complete medium containing tetracycline-free serum (Tet System Approved FBS Clontech Cat # 631106). On the day of transfection, 15 μl of Lenti-X HT Packaging Mix and 3 μg vector DNA were mixed in a 15 ml tube. Then, 1 ml of OptiMEM medium (Invitrogen) and 20 μl of Turbofect transfection reagent (Fermentas) were added to the tube. The mixture was incubated for 20 minutes at room temperature. During incubation, the cell medium was replaced with 10 ml of OptiMEM medium containing 10% tetracycline-free serum. After incubation, a mixture of plasmids, OptiMEM and Turbofect was added dropwise to the cell medium. Cells were incubated overnight at 37 ° C in a CO 2 incubator. The next day, the medium containing the Turbofect DNA complex was removed, and replaced with 10 ml of culture medium containing tetracycline-free serum. Cells were incubated at 37 ° C in a CO 2 incubator for 48-72 hours. The supernatant containing the lentiviral particles was selected. The supernatant was centrifuged at 3000 rpm for 15 minutes at + 4 ° C. The supernatant was filtered through 0.45 μm. The finished product was stored at -80 ° C.

Для получения самоинактивирующихся лентивирусных частиц использовали конструкции на основе самоинактивирующегося вектора и набор упаковочных плазмид ViraPower Packaging Mix (Invitrogen). Трансфекция клеток проводилась аналогично, сыворотку, свободную от тетрациклина, заменяли на сыворотку Invitrogen.To obtain self-inactivating lentiviral particles, constructs based on a self-inactivating vector and a set of packaging plasmids ViraPower Packaging Mix (Invitrogen) were used. Cell transfection was carried out similarly, tetracycline-free serum was replaced with Invitrogen serum.

Пример 9. Определение титра вирусаExample 9. Determination of virus titer

За день до трансдукции (1 день) фибробласты линии НТ1080 (приблизительно 2×105 клеток на лунку) помещали в плашку и инкубировали в течение ночи при 37°С в CO2 инкубаторе. На следующий день (2 день) размораживали лентивирусный сток и выполняли последовательные 10-кратные разведения от 10-2 до 10-6. Для каждого разведения доводили объем до 1 мл культуральной средой. Удаляли из клеток среду и добавляли каждое разведение вируса в свою лунку (в объеме 1 мл). Инкубировали в течение ночи при 37°С в CO2 инкубаторе.The day before transduction (1 day), HT1080 line fibroblasts (approximately 2 × 10 5 cells per well) were plated and incubated overnight at 37 ° C. in a CO 2 incubator. The next day (day 2), the lentiviral flow was thawed and sequential 10-fold dilutions from 10 -2 to 10 -6 were performed. For each dilution, the volume was adjusted to 1 ml with culture medium. The medium was removed from the cells and each dilution of the virus was added to its well (in a volume of 1 ml). Incubated overnight at 37 ° C in a CO 2 incubator.

На следующий день (3 день) удаляли среду, содержащую вирус, и заменяли на 2 мл культуральной среды. Инкубировали в течение ночи при 37°С в СО2 инкубаторе.The next day (day 3), the virus containing medium was removed and replaced with 2 ml of culture medium. Incubated overnight at 37 ° C in a CO 2 incubator.

4 день: обрабатывали клетки антибиотиком пуромицином. Удаляли среду, заменяли на среду, содержащую 2 мкг/мл пуромицина. Заменяли среду, содержащую антибиотик, каждые 3-4 дня.Day 4: cells were treated with puromycin antibiotic. The medium was removed, replaced with a medium containing 2 μg / ml puromycin. Replaced the medium containing the antibiotic every 3-4 days.

Через 7-10 дней селекции удаляли среду и отмывали клетки PBS 2 раза. Добавляли раствор crystal violet и инкубировали 10 минут при комнатной температуре. Отмывали клетки PBS 2 раза. Подсчитывали синие колонии и определяли титр вирусного стока.After 7-10 days of selection, the medium was removed and PBS cells were washed 2 times. A crystal violet solution was added and incubated for 10 minutes at room temperature. Washed PBS cells 2 times. Blue colonies were counted and the titer of viral runoff was determined.

Пример 10. Трансдукция МТ-4 клетокExample 10. Transduction of MT-4 cells

Наращивали клетки в культуральной среде RPMI+10% FBS до концентрации 0,5×106 клеток на мл. В первый день размораживали лентивирусный сток и развовдили в свежей культуральной среде до необходимого MOI. К 3 мл суспензии клеток с концентрацией 0,5×106 кл/мл добавляли 1,5×106 вирусных частиц в 2 мл культуральной среды+5 мкл полибрен 4 мг/мл.Cells were grown in RPMI + 10% FBS culture medium to a concentration of 0.5 × 10 6 cells per ml. On the first day, the lentiviral stock was thawed and diluted in fresh culture medium to the required MOI. To a 3 ml suspension of cells with a concentration of 0.5 × 10 6 cells / ml was added 1.5 × 10 6 viral particles in 2 ml of culture medium + 5 μl polybrene 4 mg / ml.

Инкубировали в течение ночи при 37°С в CO2 инкубаторе.Incubated overnight at 37 ° C in a CO 2 incubator.

На следующий день (день 2) центрифугировали клетки, удаляли среду, содержащую вирус, и заменяли ее на свежую культуральную среду. Инкубировали в течение ночи при 37°С в CO2 инкубаторе.The next day (day 2), the cells were centrifuged, the medium containing the virus was removed, and it was replaced with fresh culture medium. Incubated overnight at 37 ° C in a CO 2 incubator.

На 3 день в среду добавляли антибиотик, для селекции трансдуцированных клеток. Меняли среду на свежую с антибиотиком каждые 3-4 дня.On day 3, an antibiotic was added to the medium to select transduced cells. We changed the medium to fresh with an antibiotic every 3-4 days.

Клетки, устойчивые к пуромицину, наращивали до титра 0,9×106. Далее клетки были использованы для тестирования на устойчивость к заражению вирусом ВИЧ.Puromycin-resistant cells were expanded to a titer of 0.9 × 10 6 . The cells were then used to test for resistance to HIV infection.

Пример 11. Оценка эффективности конструкции на основе модифицированного гена TRIM5a на клетках МТ-4.Example 11. Evaluation of the effectiveness of the design based on the modified TRIM5a gene on MT-4 cells.

Методика.Methodology

Суспензию модифицированных клеток МТ-4 делили на два культуральных сосуда и разводили до концентрации 5*105 клеток на миллилитр. Одну часть клеток инфицировали вирусом иммунодефицита человека (pNL4-3) для определения противовирусной активности, другая служила контролем цитотоксичности препарата. Клетки культивировали параллельно.The suspension of the modified MT-4 cells was divided into two culture vessels and diluted to a concentration of 5 * 10 5 cells per milliliter. One part of the cells was infected with human immunodeficiency virus (pNL4-3) to determine antiviral activity, the other served as a control of the cytotoxicity of the drug. Cells were cultured in parallel.

Клетки инфицировали вирусом с множественностью заражения 0,01 инфекционных единиц на клетку. Инкубировали культуры клеток при 37°С в течение 1 час и дважды отмывали. После этого к культуре клеток добавляли питательную среду RPMI-1640 (конечная концентрация клеток 400000 клеток/мл). Далее смена среды производилась на 2, 4, 8, 12, 15 и 19 день культивирования. При смене среды старая среда полностью удалялась, клетки отмывались свежей средой RPMI-1640 без сыворотки, после чего добавлялась свежая питательная среда (конечная концентрация клеток 400000 клеток/мл). Учет результатов противовирусной активности производили по жизнеспособности клеток, путем окрашивания клеток красителем трипановым синим. Методом иммуноферментного анализа, с использованием коммерческого иммуноферментного набора фирмы «Вектор-Бест» (Россия) и разведении стандартного препарата р24 антигена (Aalto, Ирландия), проводили определение количества р24 антигена (нг/мл) в культуральной жидкости, согласно инструкции изготовителя. Результаты учитывали с помощью фотометра "Multiscan" при длине волны 630 нм.Cells were infected with a virus with a multiplicity of infection of 0.01 infectious units per cell. Cell cultures were incubated at 37 ° C for 1 hour and washed twice. After that, RPMI-1640 nutrient medium (final cell concentration of 400,000 cells / ml) was added to the cell culture. Further, the medium was changed on the 2nd, 4th, 8th, 12th, 15th, and 19th day of cultivation. When changing the medium, the old medium was completely removed, the cells were washed with fresh RPMI-1640 medium without serum, after which fresh nutrient medium was added (final cell concentration 400,000 cells / ml). The results of antiviral activity were taken into account by cell viability by staining the cells with trypan blue dye. Using enzyme-linked immunosorbent assay, using a commercial vector enzyme immunoassay kit from Vector-Best (Russia) and diluting a standard p24 antigen preparation (Aalto, Ireland), the amount of p24 antigen (ng / ml) in the culture fluid was determined according to the manufacturer's instructions. The results were taken into account using a Multiscan photometer at a wavelength of 630 nm.

Результаты.Results.

На фиг.4 показана антиВИЧ активность конструкции, включающей последовательность, кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека с GC богатым нуклеотидным составом (trim enh), по сравнению с конструкцией, включающей последовательность, кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека, описанной в патенте RU 2426788.Figure 4 shows the anti-HIV activity of a construct comprising a sequence encoding a modified human TRIM5α protein with a GC rich nucleotide composition (trim enh), compared with a construct comprising a sequence encoding a modified human TRIM5α protein described in patent RU 2426788.

Активность конструкции, включающей последовательность, кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека с GC богатым нуклеотидным составом, превышает почти в 40 раз (на 7-ой день культивирования) активность конструкции с исходным нуклеотидным составом. Кроме того, увеличилась жизнеспособность клеток в присутствие ВИЧ.The activity of the construct, including the sequence encoding the modified human TRIM5α protein with a GC rich nucleotide composition, exceeds almost 40 times (on the 7th day of cultivation) the activity of the construct with the original nucleotide composition. In addition, cell viability in the presence of HIV has increased.

Пример 12. Трансдукция клеток U373-MAGI-CCR5Example 12. Transduction of cells U373-MAGI-CCR5

В первый день клетки U373-MAGI-CCR5 рассевали по 1*105 клеток в лунки 48-луночного планшета в 0,5 мл среды DMEM с 10% фетальной телячьей сывороткой и 8 мкг/мл полибрена. На второй день полностью удаляли среду и добавляли лентивирусные частицы, несущие противовирусные ген/гены или контрольную вставку, в количестве 1 инфекционная частица на каждую клетку в 100 мкл полной среды DMEM с полибреном. Через 2 часа добавляли еще 300 мкл DMEM и оставляли на ночь. На третий день проводили смену среды. На пятый день проводили оценку количества трансдуцированных клеток с помощью проточной цитометрии, измеряя процент клеток, содержащих зеленый флуоресцентный белок. Если процент трансдуцированных клеток был не менее 50, полученные линии были использованы для последующей оценки противовирусной активности.On the first day, U373-MAGI-CCR5 cells scattered 1 * 10 5 cells per well of a 48-well plate in 0.5 ml of DMEM medium with 10% fetal calf serum and 8 μg / ml polybrene. On the second day, the medium was completely removed and lentiviral particles containing the antiviral gene / genes or control insert were added in an amount of 1 infectious particle per cell in 100 μl of complete DMEM with polybrene. After 2 hours, another 300 μl of DMEM was added and left overnight. On the third day, a change of medium was carried out. On the fifth day, the number of transduced cells was estimated by flow cytometry, measuring the percentage of cells containing green fluorescent protein. If the percentage of transduced cells was not less than 50, the obtained lines were used for subsequent evaluation of antiviral activity.

Пример 13. Оценка эффективности комбинированных конструкций на клетках U373-MAGI-CCR5.Example 13. Evaluation of the effectiveness of combined designs on cells U373-MAGI-CCR5.

Методика.Methodology

По 1*106 клеток каждой линии засевали в 2 флакона (для заражения и контрольный) площадью 25 см2 в 10 мл полной ростовой среды DMEM и 4 мкг/мл полибрена. На следующий день проводили заражение клеток вирусом ВИЧ pNL(AD)8, обладающего тропностью к рецептору CCR5. Для этого удалили ростовую среду из флаконов и внесли по 1 мл вирусной суспензии, содержащей 1*104 инфекционных единиц в 1 из флаконов каждой линии. В контрольные флаконы внесли по 1 мл ростовой среды. Инкубировали 2 часа при 37°С, покачивая каждые 30 минут. Через 2 часа клетки отмыли один раз PBS и второй раз поддерживающей средой. Затем в каждый флакон внесли по 7 мл полной ростовой среды. Начиная со следующего дня, в течение 9 дней проводили ежедневный отбор проб. Для этого из каждого флакона отбирали 4 пробы по 500 мкл и взамен вносили по 2 мл свежей ростовой среды. Полученные образцы использовали для измерения вирусной нагрузки ВИЧ и уровня вирусного антигена р24.1 * 10 6 cells of each line were seeded in 2 vials (for infection and control) with an area of 25 cm 2 in 10 ml of complete DMEM growth medium and 4 μg / ml polybrene. The next day, cells were infected with the HIV pNL (AD) 8 virus, which is tropic for the CCR5 receptor. To do this, the growth medium was removed from the vials and 1 ml of the viral suspension was added, containing 1 * 10 4 infectious units in 1 of the vials of each line. 1 ml of growth medium was added to control vials. Incubated for 2 hours at 37 ° C, swaying every 30 minutes. After 2 hours, the cells were washed once with PBS and a second time with maintenance medium. Then, 7 ml of complete growth medium was added to each vial. Starting from the next day, daily sampling was carried out for 9 days. For this, 4 samples of 500 μl were taken from each vial and 2 ml of fresh growth medium was added in exchange. The resulting samples were used to measure the viral load of HIV and the level of p24 viral antigen.

Результаты.Results.

В таблице 3 представлены результаты измерения уровня р24 антигена ВИЧ в течение 9 дней после инфицирования клеток U373-MAGI-CCR5, трансдуцированных с помощью комбинированных конструкций. Во всех случаях наблюдалось замедление развития инфекции по сравнению с контролем (вектор без вставки). Использование тройной комбинации оказывало более сильное противовирусное воздействие, чем двойной.Table 3 presents the results of measuring the p24 level of HIV antigen within 9 days after infection of U373-MAGI-CCR5 cells transduced using combined constructs. In all cases, a slowdown in the development of infection was observed compared with the control (vector without insertion). The use of a triple combination had a stronger antiviral effect than a double.

Таблица 3.Table 3. Накопление р24 антигена в клетках MAGI (пг/мл).Accumulation of p24 antigen in MAGI cells (pg / ml). День после инфицированияDay after infection Вектор без вставкиVector without insert Trim-miR ccRTrim-miR ccr Trim-miR ccR-TARTrim-miR ccR-TAR Trim-miR ccR-envTrim-miR ccR-env 1one 1,291.29 1,191.19 1,191.19 1,111,11 22 4,154.15 4,324.32 2,292.29 2,152.15 33 22,622.6 11,211.2 8,88.8 7,57.5 4four 115115 1616 15,715.7 13,713.7 55 810810 67,667.6 62,462,4 5858 66 20202020 378378 286286 216216 77 46304630 833833 634634 375375 88 1760017600 11601160 885885 550550 99 2450024500 33503350 20202020 12001200

Таким образом, настоящими экспериментальными данными продемонстрировано, что антиВИЧ активность конструкции, включающей последовательность, кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека с GC богатым нуклеотидным составом, почти в 40 раз выше по сравнению с активностью аналогичной конструкции, включающей последовательность, кодирующую модифицированный белок TRIM5α человека, описанной в патенте RU 2426788 (без синонимичных замен). Добавление к данной конструкции дополнительно одного или двух антиВИЧ агентов повышали противовирусный эффект.Thus, the present experimental data have demonstrated that the anti-HIV activity of a construct comprising a sequence encoding a modified human TRIM5α protein with a GC rich nucleotide composition is almost 40 times higher than the activity of a similar construct including a sequence encoding a modified human TRIM5α protein described in patent RU 2426788 (without synonymous replacements). Adding one or two anti-HIV agents to this construct increased the antiviral effect.

Claims (40)

1. Генетическая конструкция для антиВИЧ терапии, которая включает нуклеотидную последовательность (SEQ ID N1), кодирующую модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3) и отличающуюся от исходной последовательности SEQ ID N2 множественными синонимичными заменами, обеспечивающими увеличение процента GC пар в составе ДНК последовательности.1. A genetic construct for anti-HIV therapy that includes a nucleotide sequence (SEQ ID N1) encoding a modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3) and different from the original SEQ ID N2 sequence by multiple synonymous substitutions providing an increase in the percentage of GC pairs in the DNA sequence . 2. Генетическая конструкция по п.1, где процент GC пар в последовательности, кодирующей модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3), составляет от 49 до 64%.2. The genetic construct according to claim 1, where the percentage of GC pairs in the sequence encoding the modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3) is from 49 to 64%. 3. Генетическая конструкция по п.1, где в качестве последовательности, кодирующей модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3), использована последовательность SEQ ID N1.3. The genetic construct according to claim 1, where as the sequence encoding the modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3), the sequence SEQ ID N1 is used. 4. Конструкция по пп.1, 2 или 3, дополнительно включающая молекулярный маркер, представляющий собой ген устойчивости к пуромицину, ген зеленого флуоресцентного белка или другую последовательность для селекции и/или мониторинга модифицированных клеток.4. The construct according to claims 1, 2 or 3, further comprising a molecular marker, which is a puromycin resistance gene, a green fluorescent protein gene, or another sequence for selection and / or monitoring of modified cells. 5. Генетическая конструкция по пп.1, 2 или 3, где последовательность, кодирующая модифицированный белок TRIM5a человека, находится под контролем конститутивного, тканеспецифичного или индуцибельного промотора.5. The genetic construct according to claims 1, 2 or 3, where the sequence encoding the modified human TRIM5a protein is under the control of a constitutive, tissue-specific or inducible promoter. 6. Генетическая конструкция по пп.1, 2 или 3, где в качестве промотора используется один из следующих промоторов: промотор гена PGK, гена EF1α, гена UbC, промотор генов MHC класса II, промотор гена Т-клеточного рецептора, промотор гена β-интерферона, промотор гена IL2, промотор гена рецептора IL2 или тетрациклин зависимый промотор.6. The genetic construct according to claims 1, 2 or 3, where one of the following promoters is used as a promoter: promoter of the PGK gene, EF1α gene, UbC gene, MHC class II gene promoter, T-cell receptor gene promoter, β- gene promoter interferon, IL2 gene promoter, IL2 receptor gene promoter, or tetracycline dependent promoter. 7. Генетическая конструкция для антиВИЧ терапии, которая включает:
векторную последовательность, обеспечивающую встраивание ДНК последовательностей в геном клетки человека, и
последовательность (SEQ ID N1), кодирующую модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3) и отличающуюся от исходной последовательности SEQ ID N2 множественными синонимичными заменами, обеспечивающими увеличение процента GC пар в составе ДНК последовательности.
7. Genetic design for anti-HIV therapy, which includes:
a vector sequence for embedding DNA sequences in the genome of a human cell, and
a sequence (SEQ ID N1) encoding a modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3) and different from the original sequence SEQ ID N2 by multiple synonymous substitutions providing an increase in the percentage of GC pairs in the DNA sequence.
8. Генетическая конструкция по п.7, где процент GC пар в последовательности, кодирующей модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3), составляет от 49 до 64%.8. The genetic construct according to claim 7, where the percentage of GC pairs in the sequence encoding the modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3) is from 49 to 64%. 9. Генетическая конструкция по п.7, где в качестве последовательности, кодирующей модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3), использована последовательность SEQ ID N1.9. The genetic construct according to claim 7, where as the sequence encoding the modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3), the sequence SEQ ID N1 is used. 10. Генетическая конструкция по пп.7, 8 или 9, где последовательность, кодирующая модифицированный белок TRIM5a человека, находится под контролем конститутивного, тканеспецифичного или индуцибельного промотора.10. The genetic construct according to claims 7, 8 or 9, wherein the sequence encoding the modified human TRIM5a protein is under the control of a constitutive, tissue-specific or inducible promoter. 11. Генетическая конструкция по пп.7, 8 или 9 где в качестве промотора используется один из следующих промоторов: промотор гена PGK, гена EF1α, гена, UbC, промотор генов МНС класса II, промотор гена Т-клеточного рецептора, промотор гена β-интерферона, промотор гена IL2, промотор гена рецептора IL2 или тетрациклин зависимый промотор.11. The genetic construct according to claims 7, 8 or 9, where one of the following promoters is used as a promoter: promoter of the PGK gene, EF1α gene, gene, UbC, MHC class II gene promoter, T-cell receptor gene promoter, β- gene promoter interferon, IL2 gene promoter, IL2 receptor gene promoter, or tetracycline dependent promoter. 12. Генетическая конструкция по пп.7, 8 или 9, где последовательность, кодирующая модифицированный белок TRIM5a человека, может быть в прямом или обратном направлении по отношению к вектору.12. The genetic construct according to claims 7, 8 or 9, where the sequence encoding the modified human TRIM5a protein can be in the forward or reverse direction with respect to the vector. 13. Генетическая конструкция по п.п.7, 8 или 9, дополнительно включающая молекулярный маркер, представляющий собой ген устойчивости к пуромицину, ген зеленого флуоресцентного белка или другую последовательность для селекции и/или мониторинга модифицированных клеток.13. The genetic construct according to claims 7, 8 or 9, further comprising a molecular marker, which is a puromycin resistance gene, a green fluorescent protein gene, or another sequence for selection and / or monitoring of modified cells. 14. Генетическая конструкция по пп.7, 8 или 9, где в качестве вектора используется лентивирусный вектор на основе ВИЧ-1, который включает по меньшей мере следующие области:
5′-LTR и 3′LTR,
участок связывания специфической тРНК (PBS),
упаковочный сигнал (ψ),
rev-отвечающий элемент (RRE),
посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита североамериканского лесного сурка (WPRE),
область сРРТ.
14. The genetic construct according to claims 7, 8 or 9, wherein the lentiviral vector based on HIV-1 is used as a vector, which includes at least the following areas:
5′-LTR and 3′LTR,
specific tRNA binding site (PBS),
packing signal (ψ),
rev-response element (RRE),
North American woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element (WPRE),
CPPT area.
15. Генетическая конструкция по пп.7, 8 или 9, где в качестве вектора используется лентивирусный вектор на основе ВИЧ-1, который включает, по меньшей мере, следующие области:
5′-LTR и 3′LTR,
участок связывания специфической тРНК (PBS),
упаковочный сигнал (ψ),
rev-отвечающий элемент (RRE),
посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита североамериканского лесного сурка (WPRE),
область сРРТ,
и где последовательность вектора модифицирована с помощью последовательности SEQ ID N10 перед областью сРРТ.
15. The genetic construct according to claims 7, 8 or 9, wherein the lentiviral vector based on HIV-1 is used as a vector, which includes at least the following areas:
5′-LTR and 3′LTR,
specific tRNA binding site (PBS),
packing signal (ψ),
rev-response element (RRE),
North American woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element (WPRE),
CPPT region,
and where the vector sequence is modified using the sequence of SEQ ID N10 in front of the CPPT region.
16. Генетическая конструкция по пп.7, 8 или 9, где в качестве вектора используется самоинактивирующийся лентивирусный вектор, который включает, по меньшей мере, следующие области:
RSV/5′-LTR гибридный промотор,
3′LTR, с делецией в области U3,
участок связывания специфической тРНК (PBS),
упаковочный сигнал (ψ),
rev-отвечающий элемент (RRE),
посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита североамериканского лесного сурка (WPRE),
область сРРТ.
16. The genetic construct according to claims 7, 8 or 9, where a self-inactivating lentiviral vector is used as a vector, which includes at least the following areas:
RSV / 5′-LTR hybrid promoter,
3′LTR, with a deletion in the U3 region,
specific tRNA binding site (PBS),
packing signal (ψ),
rev-response element (RRE),
North American woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element (WPRE),
CPPT area.
17. Генетическая конструкция по пп.7, 8 или 9, где в качестве вектора используется самоинактивирующийся лентивирусный вектор, который включает, по меньшей мере, следующие области:
RSV/5′-LTR гибридный промотор,
3′LTR, с делецией в области U3,
участок связывания специфической тРНК (PBS),
упаковочный сигнал (ψ),
rev-отвечающий элемент (RRE),
посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита североамериканского лесного сурка (WPRE),
область сРРТ
и где последовательность вектора модифицирована с помощью последовательности SEQ ID N10 перед областью сРРТ.
17. The genetic construct according to claims 7, 8 or 9, where a self-inactivating lentiviral vector is used as a vector, which includes at least the following areas:
RSV / 5′-LTR hybrid promoter,
3′LTR, with a deletion in the U3 region,
specific tRNA binding site (PBS),
packing signal (ψ),
rev-response element (RRE),
North American woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element (WPRE),
CPPT area
and where the vector sequence is modified using the sequence of SEQ ID N10 in front of the CPPT region.
18. Генетическая конструкция по пп.7, 8 или 9, где в качестве вектора используется лентивирусный вектор на основе одного или нескольких из лентивирусов: ВИЧ-1, ВИЧ-2, ВИО, вирус иммунодефицита крупного рогатого скота, лентивирус артрита-энцефалита коз, вирус инфекционной анемии лошадей, вирус иммунодефицита кошек, и/или вирус болезни Джембрана, или вектор, созданный на основе спумавируса.18. The genetic construct according to claims 7, 8 or 9, where a lentiviral vector based on one or more of the lentiviruses is used as a vector: HIV-1, HIV-2, VIO, cattle immunodeficiency virus, goat arthritis-encephalitis lentivirus, horse infectious anemia virus, feline immunodeficiency virus, and / or membrane disease virus, or a vector based on spumavirus. 19. Генетическая конструкция по пп.7, 8 или 9, где в качестве вектора используется невирусный вектор, созданный на основе векторной системы транспозон/транспозаза.19. The genetic construct according to claims 7, 8 or 9, wherein a non-viral vector based on the transposon / transposase vector system is used as a vector. 20. Генетическая конструкция по пп.7, 8 или 9, где встраивание ДНК последовательности в определенное место хромосомы человека обеспечивается за счет внесения разрыва в заданный участок хромосомы с помощью специфической эндонуклеазы, и последующей гомологичной рекомбинации между векторными последовательностями, входящими в конструкции по пп.7, 8 или 9 и прилегающими к разрыву участками хромосомы.20. The genetic construct according to claims 7, 8 or 9, where the insertion of the DNA sequence into a specific location of a human chromosome is achieved by introducing a gap into a given region of the chromosome using a specific endonuclease, and subsequent homologous recombination between the vector sequences included in the constructs of claims. 7, 8 or 9 and adjacent to the gap sections of the chromosome. 21. Генетическая конструкция для антиВИЧ терапии, которая включает:
последовательность (SEQ ID N1), кодирующую модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3) и отличающуюся от исходной последовательности SEQ ID N2 множественными синонимичными заменами, обеспечивающими увеличение процента GC пар в составе ДНК последовательности,
и одну или более последовательностей, выбранных из SEQ ID N 7, 8, 9, кодирующих искусственную микроРНК, которая ингибирует экспрессию гена рецептора человека CCR5 (miRNA CCR5).
21. A genetic construct for anti-HIV therapy, which includes:
a sequence (SEQ ID N1) encoding a modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3) and different from the original sequence SEQ ID N2 by multiple synonymous substitutions providing an increase in the percentage of GC pairs in the DNA sequence,
and one or more sequences selected from SEQ ID N 7, 8, 9 encoding an artificial miRNA that inhibits expression of the human CCR5 receptor gene (miRNA CCR5).
22. Генетическая конструкция по п.21, где процент GC пар в последовательности, кодирующей модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3), составляет от 49 до 64%.22. The genetic construct of claim 21, wherein the percentage of GC pairs in the sequence encoding the modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3) is from 49 to 64%. 23. Генетическая конструкция по п.21, где в качестве последовательности, кодирующей модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3), использована последовательность SEQ ID N1.23. The genetic construct according to item 21, where as the sequence encoding the modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3), the sequence SEQ ID N1 is used. 24. Генетическая конструкция по пп.21-23, дополнительно включающая последовательность SEQ ID N4, кодирующую РНК шпильку, аналогичную TAR-последовательности (TAR), и/или антисмысловую последовательность к участку гена env ВИЧ SEQ ID N5 (а/s env).24. The genetic construct according to claims 21-23, further comprising a sequence of SEQ ID N4 encoding an RNA hairpin similar to a TAR sequence (TAR) and / or an antisense sequence to a region of the HIV env gene SEQ ID N5 (a / s env). 25. Генетическая конструкция по пп.21-23, где по меньшей мере одна из последовательностей: микроРНК CCR5 и/или последовательность, кодирующая модифицированный белок TRIM 5α человека, находится под контролем конститутивного, тканеспецифичного или индуцибельного промотора.25. The genetic construct according to claims 21-23, wherein at least one of the sequences: CCR5 miRNA and / or a sequence encoding a modified human TRIM 5α protein is under the control of a constitutive, tissue-specific or inducible promoter. 26. Генетическая конструкция по пп.21, 22 или 23 где в качестве промотора используется один из следующих промоторов: промотор гена PGK, гена EF1α, гена UbC, промотор генов МНС класса II, промотор гена Т-клеточного рецептора, промотор гена β-интерферона, промотор гена IL2, промотор гена рецептора IL2, тетрациклин зависимый промотор или промотор РНК полимеразы III.26. The genetic construct according to claims 21, 22 or 23, where one of the following promoters is used as a promoter: promoter of the PGK gene, EF1α gene, UbC gene, promoter of the MHC class II genes, promoter of the T-cell receptor gene, promoter of the β-interferon gene , IL2 gene promoter, IL2 receptor gene promoter, tetracycline dependent promoter or RNA polymerase III promoter. 27. Конструкция по пп.21-23, дополнительно включающая молекулярный маркер, представляющий собой ген устойчивости к пуромицину, ген зеленого флуоресцентного белка или другую последовательность для селекции и/или мониторинга модифицированных клеток.27. The construction according to claims 21-23, further comprising a molecular marker, which is a puromycin resistance gene, a green fluorescent protein gene, or another sequence for selection and / or monitoring of modified cells. 28. Генетическая конструкция для антиВИЧ терапии, которая включает:
векторную последовательность, обеспечивающую встраивание ДНК последовательностей в геном клетки человека,
последовательность (SEQ ID N1), кодирующую модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3) и отличающуюся от исходной последовательности SEQ ID N2 множественными синонимичными заменами, обеспечивающими увеличение процента GC пар в составе ДНК последовательности,
и одну или более последовательностей, выбранных из SEQ ID N 7, 8, 9, кодирующих искусственную микроРНК, которая ингибирует экспрессию гена рецептора человека CCR5 (miRNA CCR5).
28. Genetic design for anti-HIV therapy, which includes:
a vector sequence that allows the insertion of DNA sequences into the genome of a human cell,
a sequence (SEQ ID N1) encoding a modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3) and different from the original sequence SEQ ID N2 by multiple synonymous substitutions providing an increase in the percentage of GC pairs in the DNA sequence,
and one or more sequences selected from SEQ ID N 7, 8, 9 encoding an artificial miRNA that inhibits expression of the human CCR5 receptor gene (miRNA CCR5).
29. Генетическая конструкция по п.28, где процент GC пар в последовательности, кодирующей модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3), составляет от 49 до 64%.29. The genetic construct of claim 28, wherein the percentage of GC pairs in the sequence encoding the modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3) is from 49 to 64%. 30. Генетическая конструкция по п.28, где в качестве последовательности, кодирующей модифицированный белок TRIM 5α человека (SEQ ID N3), использована последовательность SEQ ID N1.30. The genetic construct of claim 28, wherein the sequence encoding the modified human TRIM 5α protein (SEQ ID N3) is the sequence SEQ ID N1. 31. Генетическая конструкция по пп.28-30, дополнительно включающая последовательность SEQ ID N4, кодирующую РНК шпильку, аналогичную TAR-последовательности (TAR), и/или антисмысловую последовательность к участку гена env ВИЧ SEQ ID N5 (а/s env).31. The genetic construct of claims 28-30, further comprising a sequence of SEQ ID N4 encoding an RNA hairpin similar to a TAR sequence (TAR) and / or an antisense sequence to a region of the HIV env gene SEQ ID N5 (a / s env). 32. Генетическая конструкция по пп.28-30, где по меньшей мере одна из последовательностей: микроРНК CCR5 и/или последовательность, кодирующая модифицированный белок TRIM 5α человека, находится под контролем конститутивного, тканеспецифичного или индуцибельного промотора.32. The genetic construct according to claims 28-30, wherein at least one of the sequences: CCR5 miRNA and / or a sequence encoding a modified human TRIM 5α protein is under the control of a constitutive, tissue-specific or inducible promoter. 33. Генетическая конструкция по пп.28-30, где в качестве промотора используется один из следующих промоторов: промотор гена PGK, гена EF1α, гена UbC, промотор генов МНС класса II, промотор гена Т-клеточного рецептора, промотор гена β-интерферона, промотор гена IL2, промотор гена рецептора IL2, тетрациклин зависимый промотор или промотор РНК-полимеразы III.33. The genetic construct according to claims 28-30, wherein one of the following promoters is used as a promoter: promoter of the PGK gene, EF1α gene, UbC gene, MHC class II gene promoter, T cell receptor gene promoter, β-interferon gene promoter, IL2 gene promoter, IL2 receptor gene promoter, tetracycline dependent promoter, or RNA polymerase III promoter. 34. Генетическая конструкция по пп.28-30, где в качестве вектора используется лентивирусный вектор на основе ВИЧ-1, который включает по меньшей мере следующие области:
5′-LTR и 3′LTR,
участок связывания специфической тРНК (PBS),
упаковочный сигнал (ψ),
rev-отвечающий элемент (RRE),
посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита североамериканского лесного сурка (WPRE),
область сРРТ.
34. The genetic construct according to claims 28-30, wherein the lentiviral vector based on HIV-1 is used as a vector, which includes at least the following areas:
5′-LTR and 3′LTR,
specific tRNA binding site (PBS),
packing signal (ψ),
rev-response element (RRE),
North American woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element (WPRE),
CPPT area.
35. Генетическая конструкция по пп.28-30, где в качестве вектора используется лентивирусный вектор на основе ВИЧ-1, который включает по меньшей мере следующие области:
5′-LTR и 3′LTR,
участок связывания специфической тРНК (PBS),
упаковочный сигнал (ψ),
rev-отвечающий элемент (RRE),
посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита североамериканского лесного сурка (WPRE),
область сРРТ
и где последовательность вектора модифицирована с помощью последовательности SEQ ID N1 перед областью сРРТ.
35. The genetic construct according to claims 28-30, wherein the lentiviral vector based on HIV-1 is used as a vector, which includes at least the following areas:
5′-LTR and 3′LTR,
specific tRNA binding site (PBS),
packing signal (ψ),
rev-response element (RRE),
North American woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element (WPRE),
CPPT area
and where the sequence of the vector is modified using the sequence of SEQ ID N1 in front of the CPPT region.
36. Генетическая конструкция по пп.28-30, где в качестве вектора используется самоинактивирующийся лентивирусный вектор, который включает, по меньшей мере, следующие области:
RSV/5′-LTR гибридный промотор,
3′LTR, с делецией в области U3,
участок связывания специфической тРНК (PBS),
упаковочный сигнал (ψ),
rev-отвечающий элемент (RRE),
посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита североамериканского лесного сурка (WPRE),
область сРРТ.
36. The genetic construct according to claims 28-30, wherein a self-inactivating lentiviral vector is used as a vector, which includes at least the following areas:
RSV / 5′-LTR hybrid promoter,
3′LTR, with a deletion in the U3 region,
specific tRNA binding site (PBS),
packing signal (ψ),
rev-response element (RRE),
North American woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element (WPRE),
CPPT area.
37. Генетическая конструкция по пп.28-30, где в качестве вектора используется самоинактивирующийся лентивирусный вектор, который включает, по меньшей мере, следующие области:
RSV/5′-LTR гибридный промотор,
3′LTR, с делецией в области U3,
участок связывания специфической тРНК (PBS),
упаковочный сигнал (ψ),
rev-отвечающий элемент (RRE),
посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита североамериканского лесного сурка (WPRE),
область сРРТ
и где последовательность вектора модифицирована с помощью последовательности SEQ ID N1 перед областью сРРТ.
37. The genetic construct according to claims 28-30, wherein a self-inactivating lentiviral vector is used as a vector, which includes at least the following areas:
RSV / 5′-LTR hybrid promoter,
3′LTR, with a deletion in the U3 region,
specific tRNA binding site (PBS),
packing signal (ψ),
rev-response element (RRE),
North American woodchuck hepatitis virus post-transcriptional regulatory element (WPRE),
CPPT area
and where the sequence of the vector is modified using the sequence of SEQ ID N1 in front of the CPPT region.
38. Генетическая конструкция по пп.28-30, где в качестве вектора используется лентивирусный вектор на основе одного или нескольких из лентивирусов: ВИЧ-1, ВИЧ-2, ВИО, вирус иммунодефицита крупного рогатого скота, лентивирус артрита-энцефалита коз, вирус инфекционной анемии лошадей, вирус иммунодефицита кошек, и/или вирус болезни Джембрана, или вектор, созданный на основе спумавируса.38. The genetic construct according to claims 28-30, wherein a lentiviral vector based on one or more of the lentiviruses is used as a vector: HIV-1, HIV-2, VIO, cattle immunodeficiency virus, goat arthritis-encephalitis lentivirus, infectious virus equine anemia, feline immunodeficiency virus, and / or membrane disease virus, or a vector based on spumavirus. 39. Генетическая конструкция по пп.28-30, где в качестве вектора используется невирусный вектор, созданный на основе векторной системы транспозон/транспозаза.39. The genetic construct according to claims 28-30, wherein a non-viral vector based on the transposon / transposase vector system is used as a vector. 40. Генетическая конструкция по пп.28-30, где встраивание ДНК последовательности в определенное место хромосомы человека обеспечивается за счет внесения разрыва в заданный участок хромосомы с помощью специфической эндонуклеазы, и последующей гомологичной рекомбинации между векторными последовательностями, входящими в конструкции по пп.28, 29 или 30 и прилегающими к разрыву участками хромосомы. 40. The genetic construct according to claims 28-30, where the insertion of the DNA sequence into a specific location of a human chromosome is achieved by introducing a gap into a given region of the chromosome using a specific endonuclease, and subsequent homologous recombination between the vector sequences included in the constructs according to claims 28, 29 or 30 and adjacent to the gap parts of the chromosome.
RU2013115637/10A 2013-04-08 2013-04-08 Improving genetic constructs for providing high efficacy of anti-hiv therapy RU2533817C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013115637/10A RU2533817C1 (en) 2013-04-08 2013-04-08 Improving genetic constructs for providing high efficacy of anti-hiv therapy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013115637/10A RU2533817C1 (en) 2013-04-08 2013-04-08 Improving genetic constructs for providing high efficacy of anti-hiv therapy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013115637A RU2013115637A (en) 2014-10-20
RU2533817C1 true RU2533817C1 (en) 2014-11-20

Family

ID=53380025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013115637/10A RU2533817C1 (en) 2013-04-08 2013-04-08 Improving genetic constructs for providing high efficacy of anti-hiv therapy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2533817C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592675C1 (en) * 2015-06-11 2016-07-27 Федеральное бюджетное учреждение науки "Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора) METHOD OF DETERMINING LEVEL OF CHIMERIC GENE Trim5a EXPRESSION

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114480503B (en) * 2021-12-20 2024-08-27 北京镁伽科技有限公司 Gene over-expression lentivirus plasmid library marked by DNA label and preparation method and application thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007104633A1 (en) * 2006-03-14 2007-09-20 Universite De Liege A self-inactivating recombinant lentiviral vector for the inhibition of hiv replication
RU2426788C1 (en) * 2010-03-01 2011-08-20 Федеральное государственное учреждение науки "Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора) Genetic make-ups for anti-hiv therapy

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007104633A1 (en) * 2006-03-14 2007-09-20 Universite De Liege A self-inactivating recombinant lentiviral vector for the inhibition of hiv replication
RU2426788C1 (en) * 2010-03-01 2011-08-20 Федеральное государственное учреждение науки "Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора) Genetic make-ups for anti-hiv therapy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592675C1 (en) * 2015-06-11 2016-07-27 Федеральное бюджетное учреждение науки "Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора) METHOD OF DETERMINING LEVEL OF CHIMERIC GENE Trim5a EXPRESSION

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013115637A (en) 2014-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10876118B2 (en) Method for expression of small antiviral RNA molecules with reduced cytotoxicity within a cell
US7732207B2 (en) Method for expression of small antiviral RNA molecules within a cell
CA2952590C (en) Method for expression of small antiviral rna molecules within a cell
US7195916B2 (en) Method for expression of small antiviral RNA molecules within a cell
AU2002326906A1 (en) Method for expression of small antiviral RNA molecules within a cell
Sparacio et al. Generation of a flexible cell line with regulatable, high-level expression of HIV Gag/Pol particles capable of packaging HIV-derived vectors
Reichenbach et al. A lentiviral vector for the production of T cells with an inducible transgene and a constitutively expressed tumour-targeting receptor
WO2006041290A2 (en) Nucleic acids against viruses , in particular hiv
RU2426788C1 (en) Genetic make-ups for anti-hiv therapy
US20180127470A1 (en) Cell Lines
RU2533817C1 (en) Improving genetic constructs for providing high efficacy of anti-hiv therapy
US11078495B2 (en) Methods and compositions for integration defective lentiviral vectors
Spanevello Development of lentiviral vectors expressing multiple small interfering RNAs as a gene therapy approach against HIV-1 infection

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Change of address of a patent owner

Effective date: 20200824