-Самособирающиеся генетически кодируемые наноконтейнеры как инструмент лечения рассеянного склероза

На протяжении многих лет продолжаются и не теряют актуальности исследования в области способа доставки различного рода препаратов, с целью расширения терапевтического окна, минимизации побочных явлений, а также для решения проблем с растворимостью и стабильностью действующих веществ. За это время в качестве носителей предложено множество различных субстанций разнообразной природы и их модификаций. Среди описанных систем огромное количество работ посвящено липосомам. Их перспективность подтверждается тем, что на данный момент уже более десятка препаратов на их основе прошли клинические испытания и ещё большее количество находится в стадии разработки. Основное преимущество заключается в том, что в качестве оболочки в липосомах выступает физиологичный и биодеградируемый липидный бислой, состав, свойства и поверхность которого возможно модифицировать. Однако, серьезными недостатками данного подхода всё же остаются дороговизна, сложность технологии производства и зачастую короткий период полувыведения из организма. В тоже время остро стоит вопрос с отсутствием лекарственных препаратов, способных вылечить рассеянный склероз (РС). Разработана только поддерживающая терапия, позволяющая пациентам на 10-20 лет отодвинуть время наступления инвалидности и дать возможность вести относительно активный образ жизни. В данном проекте мы предлагаем новый, перспективный и ранее не описанный подход в этой области. Сегодня в мире активно развиваются технологии создания сложных самособирающихся наноструктур на основе биополимеров, например, широко известны успехи в так называемом ДНК-оригами. Использование полипептидов в подобных экспериментах долгое время было затруднено ввиду большей сложности их структуры. Относительно недавно успехи в области моделирования белок-белковых взаимодействий и белковой инженерии, наконец, позволили создавать белковые упорядоченные каркасы, напоминающие встречающиеся в природе мультимерные комплексы, такие как вирусные капсиды. На основе этих каркасов в конце 2016 года впервые были созданы генетически кодируемые внеклеточные везикулы (ГКВВ), представляющие собой полый самособиращийся трехмерный белковый каркас, покрытый липидной мембраной, и способный к самостоятельному выходу из клетки-продуцента. Такого рода биоматериалы обладают огромным потенциалом, и цель данного проекта состоит в создании и исследовании терапевтических ГКВВ для лечения РС. Данная задача не только носит фундаментальный характер, но имеет очевидные прикладные перспективы. Главная задача проекта состоит в создании инновационного целиком генетически кодируемого препарата на основе ГКВВ, несущего фрагменты основного белка миелина (ОБМ), ранее показавшие свой терапевтический потенциал в составе маннозилированных липосом. В рамках проекта будут так же оптимизированы способы получения ГКВВ, и способы получения клеток, непосредственно продуцирующих ГКВВ. Впервые будут созданы таргетированные ГКВВ и оба этих препарата будут протестированы не только на ряде клеточных линий человека, но и на животной модели РС – экспериментальном аутоиммунном энцефаломиелите (ЭАЭ). Это позволит говорить не только о создании, но и о проведении полноценного доклинического испытания нового потенциального препарата для терапии РС.

July 1, 2018 — June 30, 2021

Lomakin Y.A. (PI)

Laboratory of biocatalysis

Grant, RSF

List of publications

  1. Ovchinnikova LA, Terekhov SS, Filimonova IN, Kudryaeva AA, Lomakin YA (2020). Production of Recombinant Protein Self-Assembly Nanocontainers in a Prokaryotic System. Bull Exp Biol Med 169 (3), 383–387
  2. Ovchinnikova LA, Terekhov SS, Ziganshin RH, Bagrov DV, Filimonova IN, Zalevsky AO, Lomakin YA (2021). Reprogramming Extracellular Vesicles for Protein Therapeutics Delivery. Pharmaceutics 13 (6),
  3. Ovchinnikova LA, Filimonova IN, Zakharova MY, Balabashin DS, Aliev TK, Lomakin YA, Gabibov AG (2021). Targeting Extracellular Vesicles to Dendritic Cells and Macrophages. Acta Naturae 13 (3), 114–121
  4. Lomakin YA, Ovchinnikova LA, Zakharova MN, Ivanova MV, Simaniv TO, Kabilov MR, Bykova NA, Mukhina VS, Kaminskaya AN, Tupikin AE, Zakharova MY, Favorov AV, Illarioshkin SN, Belogurov AA, Gabibov AG (2022). Multiple Sclerosis Is Associated with Immunoglobulin Germline Gene Variation of Transitional B Cells. Acta Naturae 14 (4), 84–93