Разработчик
ФГБНУ ФИЦ ИЦиГ СО РАН
Авторы
Иванисенко Н.В., Лаврик И.Н., Колчанов Н.А., Иванисенко В.А.
Краткая характеристика
Изобретение представляет собой пептид, образующий гомодимер, состоящий из четырех повторяющихся гептадных повторов и способный эффективно связываться с DED1-доменом белка Cellular FLICE-like inhibitory protein (далее – c-FLIP), что способствует индукции внешнего пути апоптоза. Изобретение включает аминокислотную последовательность пептида c-FLIP связывающий пептид, (далее — ФЛП). В следующем аспекте изобретение включает пептид ФЛП в комбинации с цитокином семейства факторов некроза опухоли TNF-related apoptosis-inducing ligand (далее – TRAIL). Сконструированный методами компьютерного структурного моделирования пептид, являющийся центральным компонентом изобретения, может потенциально применяться для терапии онкологических заболеваний, ассоциированных с увеличенной экспрессией белка c-FLIP. Функциональная роль пептида ФЛП была подтверждена экспериментально. Для этого проводился анализ способности данного пептида увеличивать скорость программируемой клеточной гибели в комбинации с лигандом TRAIL. Как можно видеть из рис. 3, комбинация ФЛП/TRAIL оказывается эффективней, чем TRAIL поодиночке. Проведенная серия экспериментов показала, что пептид ФЛП обладает цитотоксической активностью в комбинации с TRAIL и способен увеличивать скорость программируемой клеточной гибели в клетках гепатоцеллюларной карциномы HepG2.
Рис. 1 Предсказанная пространственная структура димера пептида ФЛП с последовательностью SEQ 1: RRRRRRRRGGEIAALKQENAALKQEIAQLQAAYHQLFQEYTNHIKEG. Основная цепь пептида показана с использованием ленточной модели. Аминокислотные остатки, участвующие во взаимодействиях между субъединицами в димере, показаны с использованием шариковой модели.
Рис. 2. Модель пространственной структуры пептида ФЛП (центральная часть рисунка) и его связи с death effector domain 1 (далее — DED1) доменом белка c-FLIP (слева и справа от пептида), представленная с использованием ленточной модели. Аминокислотные остатки пептида ФЛП и DED1 домена белка c-FLIP, участвующие во взаимодействиях между ФЛП и DED1 доменом белка c-FLIP, показаны с использованием спичечной модели.
Рис. 3. Оценка апоптозной активности пептида ФЛП in vitro. Белые столбцы — клеточная линия HepG2 с добавлением DMSO (слева), ФЛП (по центру) либо контрольного пептида (справа). Черные столбцы – клеточная линия HepG2 с DMSO+TRAIL (слева), ФЛП+TRAIL (по центру), контрольный пептид + TRAIL (справа). Контрольный пептид был получен как комбинация аминокислот ФЛП в случайном порядке.
Области возможного использования
Изобретение относится к области биомедицины, в частности, к ряду химических соединений, предназначенных для терапии онкозаболеваний.
Степень готовности разработки к практическому применению
Разработанный пептид может быть использован в медицине при разработке эффективных методов лечения рака печени.
Возможный технический и (или) экономический эффект
Разработанный пептид расширяет спектр терапевтических средств для лечения онкозаболеваний средствами, обладающими новым механизмом действия по сравнению с существующими лекарствами, и может быть использован при разработке эффективных методов лечения рака печени и перспективных инновационных стратегий персонализированной медицины.
Сравнительные характеристики с известными разработками
Известно малое химическое соединение FLIPin, показавшее способность увеличивать активность каспазы-8 за счет аллостерической стабилизации ее активного сайта, и таким образом, стимулировать индукцию внешнего пути апоптоза. Структура этого соединения была разработана впервые в мире на основе компьютерного дизайна [Hillert LK, Ivanisenko NV, Busse D, Espe J, König C, Peltek SE, Kolchanov NA, Ivanisenko VA, Lavrik IN. Dissecting DISC regulation via pharmacological targeting of caspase-8/c-FLIPL heterodimer. Cell Death Differ. 2020 Jul;27(7):2117-2130.].
Настоящее изобретение относится к области биомедицины и может быть применимо как терапевтический агент в лечении онкологических заболеваний. Суть настоящего изобретения состоит в том, что с использованием методов компьютерного структурного моделирования были получены последовательности пептидов, способных связываться с определенным сайтом белка c-FLIP, и таким образом увеличивать скорость клеточной гибели. Предложена новая последовательность пептида, обладающая индуцирующим действием на процесс программируемой клеточной смерти: SEQ 1 RRRRRRRRGGEIAALKQENAALKQEIAQLQAAYHQLFQEYTNHIKEG (Фиг. 1). В другом аспекте изобретение включает комбинацию пептида ФЛП с цитокином TRAIL.
Патентная защита разработки
Патент на изобретение № 2811497. Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений 12.01.2024. Номер и дата поступления заявки: 2023126568, 17.10.2023, Бюл. №2.