Создание полных гибридных ДНК-конструкций с геном человека HLA-A^*02:01:01:01

Борьба с фатальными острыми поражениями легких, острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС), «цитокиновым штормом», возникающими при тяжелой интерстициальной патологии, в т. ч. COVID-19, требует быстрого получения и внедрения новых препаратов, биомедицинских технологий лечения. Это, в свою очередь, ставит исследователей перед задачей разработки адекватных биомоделей для доклинических исследований. Существующие генетические отличия у представителей разных этнических групп населения оказывают влияние на механизм и эффективность лекарственных препаратов. Биомодели, учитывающие особенности генетического полиморфизма конкретных популяций, позволяют полнее исследовать молекулярно-генетические механизмы действия фармакологических средств, включая иммунобиологические. Созданная генно-инженерная конструкция кодирует гибридную молекулу класса I MHC и содержит ß₂-микроглобулин человека, фрагменты (α1-и α2-домены) гена НЕА-А*02:01:01:01, который характерен для русского человека, и α3 домен Н2-К комплекса мыши. Линейный фрагмент из ДНК-конструкции будет в дальнейшем использован для получения линии гуманизированных трансгенных мышей.

1. Дуля М.С., Каркищенко В.Н., Хвостов Д.В., Агельдинов Р.А., Каркищенко Н.Н. Цитокиновый профиль лабораторных инбредных и трансгенных мышей в оценке иммунологического статуса и поиске новых фармакологических регуляторов. Биомедицина. 2019;15(2):54-62. DOI: 10.33647/2074-5982-15-2-54-62.

2. Каркищенко В.Н., Болотских Л.А., Капанадзе Г.Д., Каркищенко Н.Н., Колоскова Е.М., Максименко С.В., Матвеенко Е.Л., Петрова Н.В., Рябых В.П., Ревякин А.О., Станкова Н.В., Семенов Х.Х. Создание линий трансгенных животных-моделей с генами человека NAT1 и NAT2. Биомедицина. 2016;1:74-84.

3. Каркищенко В.Н., Помыткин И.А., Скворцова В.И. Опиоидэргическая система иммунных клеток: новая фармакологическая мишень в терапии «цитокинового шторма». Биомедицина. 2020;16(4):14-23. DOI: 10.33647/2074-5982-16-4-14-23.

4. Каркищенко В.Н., Рябых В.П., Болотских Л.А., Семенов Х.Х., Капанадзе Г.Д., Петрова Н.В., Езерский В.А., Жукова О.Б., Колоскова Е.М., Максименко С.В., Столярова В.Н., Трубицына Т.П. Физиолого-эмбриологические аспекты создания трансгенных мышей с интегрированными генами NAT1 и NAT2 человека. Биомедицина. 2016;1:52-65.

5. Каркищенко В.Н., Рябых В.П., Каркищенко Н.Н., Дуля М.С., Езерский В.А., Колоскова Е.М., Лазарев В.Н., Максименко С.В., Петрова Н.В., Столярова В.Н., Трубицына Т.П. Молекулярногенетические аспекты технологии получения трансгенных мышей с интегрированными генами N - ацетилтрансферазы (NAT1 и NAT2) человека. Биомедицина. 2016;1:4-17.

6. Каркищенко Н.Н. Альтернативы биомедицины. Т. 2. Классика и альтернативы фармакотоксикологии. М.: Изд-во ВПК, 2007:448.

7. Каркищенко Н.Н., Петрова Н.В., Слободенюк В.В. Высокоспецифичные видовые праймеры к генам Nat1 и Nat2 для сравнительных исследований у человека и лабораторных животных. Биомедицина. 2014;1(2):4-24.

8. Каркищенко Н.Н., Рябых В.П., Каркищенко В.Н., Колоскова Е.М. Создание гуманизированных мышей для фармакотоксикологических исследований (успехи, неудачи и перспективы). Биомедицина. 2014;1(3):4-22.

9. Помыткин И.А., Каркищенко В.Н., Фокин Ю.В., Нестеров М.С., Петрова Н.В. Модель фатального острого поражения легких и острого респираторного дистресс-синдрома. Биомедицина. 2020;16(4):24-33. DOI: 10.33647/2074-5982-16-4-24-33.

10. Ali M.K., Shah D.J., del Rio C. Preparing Primary Care for COVID-20. J. Gen Intern. Med. 2020. DOI: 10.1007/s11606-020-05945-5.

11. Arnold B., Hammerling G.J. MHC class-I transgenic mice. Annu. Rev. Immunol. 1991;9:297-322. DOI: 10.1146/annurev.iy.09.040191.001501.

12. Cohen J. The coronavirus may sometimes slip its genetic material into human chromosomes — but what does that mean? Science. 2020. DOI:10.1126/science.abg2000.

13. de Abreu M.S., Giacomini A.C.V., Genario R., Dos Santos B.E., da Rosa L.G., Demin K.A., et al. Neuropharmacology, pharmacogenetics and pharmacogenomics of aggression: The zebrafish model. Pharmacol. Res. 2019;141:602-608. DOI: 10.1016/j.phrs.2019.01.044.

14. Engelhard V.H., Lacy E., Ridge J.P. Influenza A-specific, HLA-A2.1 restricted cytotoxic T lymphocytes from HLA-A2.1 transgenic mice recognize fragments of the M1 protein. J. Immunol. 1991;146:1226-1232.

15. Gray S.J., Foti S.B., Schwartz J.W., Bachaboina L., Taylor-Blake B., Coleman J., et al. Optimizing promoters for recombinant adeno-associated virus-mediated gene expression in the peripheral and central nervous system using self-complementary vectors. Hum. Gene Ther. 2011;22(9):1143-1153. DOI: 10.1089/hum.2010.245.

16. Kuri-Cervantes L., Pampena M.B., Meng W., Rosenfeld A.M., Ittner C.A.G., Weisman A.R., et al. Comprehensive mapping of immune perturbations associated with severe COVID-19. Sci. Immunol. 2020;5(49):eabd7114. DOI: 10.1126/sciimmunol.abd7114.

17. Lee Y.B., Glover C.P., Cosgrave A.S., Bienemann A., Uney J.B. Optimizing regulatable gene expression using adenoviral vectors. Exp. Physiol. 2005;90(1):33-37. DOI: 10.1113/expphysiol.2004.028209.

18. Man S., Ridge J.P., Engelhard V.H. Diversity and dominance among TCR recognizing HLA-A2.1+ influenza matrix peptide in human MHC class I transgenic mice. J. Immunol. 1994;153(10):4458-4467.

19. Marshall S., Madabushi R., Manolis E., Krudys K., Staab A., Dykstra K., et al. Model-Informed Drug Discovery and Development: Current Industry Good Practice and Regulatory Expectations and Future Perspectives. CPT Pharmacometrics Syst. Pharmacol. 2019;8(2):87-96. DOI: 10.1002/psp4.12372.

20. Pascolo S., Bervas N., Ure J.M., Smith A.G., Lemonnier F.A., Perarnau B. HLA-A2.1-restricted education and cytolytic activity of CD8(+) T lymphocytes from beta2 microglobulin (beta2m) HLA-A2.1 monochain transgenic H-2Db beta2m double knockout mice. J. Exp. Med. 1997;185(12):2043-2051. DOI: 10.1084/jem.185.12.2043.

21. Perarnau B., Gillet A., Hakem R., Barad M., Lemonnier F.A. Human _2-microglobulin specifically enhances cell surface expression of HLA class I molecules in transfected murine cells. J. Immunol. 1988;141:1383-1389.

22. Phan V.H., Moore M.M., McLachlan A.J., Piquette-Miller M., Xu H., Clarke S.J. Ethnic differences in drug metabolism and toxicity from chemotherapy. Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2009;5(3):243-257. DOI: 10.1517/17425250902800153.

23. Pooladanda V., Thatikonda S., Godugu C. The current understanding and potential therapeutic options to combat COVID-19. Life Sci. 2020;254:117765.

24. Sontoredjo T.A., de Boer A., Maitlandvan der Zee A.H. Etnische farmacogenetica [Ethnicity in pharmacogenetics]. Ned Tijdschr Geneeskd. 2013;157(17):A6118.

25. Takaki T., Marron M.P., Mathews C.E., Guttmann S.T., Bottino R., Trucco M., et al. HLA-A*0201-Restricted T Cells from Humanized NOD Mice Recognize Autoantigens of Potential Clinical Relevance to Type 1 Diabetes. J. Immunol. 2006;176:3257-3265.

26. Zhang L., Richards A., Khalil A., Wogram E., Ma H., Young R.A., et al. SARS-CoV-2 RNA reverse-transcribed and integrated into the human genome. bioRxiv. The preprint server for biology. 2020. DOI: 10.1101/2020.12.12.422516.