Принципы создания генно-инженерной конструкции для получения гуманизированных трансгенных мышей, несущих ген HLA-С*07:02:01:01, как прообраз инновационных трансгенно-нокаутных биомоделей

Генетические отличия у представителей разных популяций оказывают влияние на механизм и эффективность лекарственных препаратов. Биомодели, учитывающие особенности генетического полиморфизма разных людей, позволяют полнее исследовать молекулярно-генетические механизмы действия фармакологических средств, включая иммунобиологические. Была создана рекомбинантная ДНК, кодирующая гибридный белок класса I MHC, содержащий ß2-микроглобулин человека, слитый с антигенпрезентирующими доменами (α1и α2-домены) молекулы HLA-С*07:02:01:01, и α3-домен Н2-комплекса мыши. Очищенный линеаризованный фрагмент ДНК, содержащий целевую конструкцию, фланкированный регуляторными фрагментами, обеспечивающими его стабильную транскрипцию, использован для получения новой линии гуманизированных трансгенных мышей. Принципы конструирования гуманизированных трансгенных мышей путем кодирования химерного белка MHC класса I, содержащего антигенпрезентирующие домены HLA-С*07:02:01:01, аналогичны таковым при получении мышей гуманизированных трансгенных линий HLA-А*02:01:01:01 и HLA-B*18:01:01:02. Данные трансгенные линии лабораторных мышей являются самостоятельными биомоделями, а также используются в качестве базовых линий для получения на их основе соответствующих трансгенно-нокаутных линий.

1. Зубкова О.В., Ожаровская Т.А., Должикова И.В., Попова О., Щебляков Д.В. Гроусова Д.М., Джаруллаева А.Ш., Тухватулин А.И., Тухватулина Н.М., Щербинин Д.Н., Есмагамбетов И.Б., Токарская Е.А., Ботиков А.Г., Ерохова А.С., Ижаева Ф.М., Семихин А.С., Борисевич С.В., Народицкий Б.С., Логунов Д.Ю., Гинцбург А.Л. Фармацевтическое средство и способ его использования для индукции специфического иммунитета против вируса тяжелого острого респираторного синдрома SARS-CoV-2 (варианты). Патент РФ № 2731342 C1, 2020.

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., Петрова Н.В., Савченко Е.С., Огнева Н.С., Колоскова Е.М., Максименко С.В., Манувера В.А., Бобровский П.А., Лазарев В.Н. Создание полных гибридных ДНК-конструкций с геном человека HLA-A*02:01:01:01. Биомедицина. 2021;17(1):10–23.

4. 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.

5. Каркищенко Н.Н., Глотова Е.С., Петрова Н.В., Слободенюк В.В., Ларюшина Н.А., Петров Д.В., Васильева И.А., Дерябин К.Е. Генетический скрининг новой трансгенной гуманизированной по HLA-A*02:01:01:01 и hβ2m линии мышей. Биомедицина. 2023;19(3Е):10–24.

6. 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.

7. Кондратьева Л.Г., Кашкин К.Н., Чернов И.П., Стукачева Е.А., Дидыч Д.А., Копанцев Е.П., Свердлов Е.Д. PCNA: конститутивный промотор человека для экспрессии генов в целях их функционального и генно-терапевтического использования. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2017; 3:89–92.

8. Кузьминова Е.П., Чапова Р.С., Хамаганова Е.Г. Распределение частот аллелей гена HLA-C И HLA-C1, -C2 групп лигандов для KIR среди потенциальных доноров костного мозга. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016;12(2): 291–294.

9. Леонов Е.А. Аллельный и гаплотипический полиморфизм HLA-генов доноров гемопоэтических стволовых клеток регистра, самоопределившихся как русские: дисс. … канд. биол. наук. М., 2022:117.

10. Савченко Е.С., Огнева Н.С., Каркищенко Н.Н. Эмбриологические аспекты создания новой гуманизированной трансгенной линии мышей с интегрированным геном человека HLA-A*02:01:01:01. Биомедицина. 2022;18(4):10–23.

11. Степанов В.А. Геномы, популяции, болезни: этническая геномика и персонифицированная медицина. Acta Naturae (русскоязычная версия). 2010;2(4): 18–34.

12. Суслова Т.А., Крохин А.А., Вавилов М.Н., Беляева С.В., Евдокимов А.В., Родионова Е.С., Султанова А.А., Чуманова Е.А., Миронова Е.А., Кофиади И.А. Генетические факторы, предрасполагающие к развитию COVID-19 (HLA, AB0, RH-HR). Вестник гематологии. 2021;17(3): 64–65.

13. Сычев Д.А., Шуев Г.Н., Торбенков Е.С., Адриянова М.А. Персонализированная медицина: взгляд клинического фармаколога. Consilium Medicum. 2017;19(1):61–68.

14. Хаитов Р.М., Алексеев Л.П., Гудима Г.О., Кофиади И.А. Аллельные варианты генов человека, затрагивающие внутриклеточный жизненный цикл ВИЧ и регулирующие иммунный ответ на ВИЧ-инфекцию. Бюллетень сибирской медицины. 2019;18(1):119–130.

15. Хамаганова Е.Г., Абдрахимова А.Р., Леонов Е.А., Хижинский С.П., Гапонова Т.В., Савченко В.Г. Секвенирование следующего поколения в HLA-типировании больных с показаниями к трансплантации аллогенных гемопоэтических стволовых клеток и их доноров. Гематология и трансфузиология. 2021;66(2):206–217.

16. Alexopoulou A.N., Couchman J.R., Whiteford J.R. The CMV early enhancer/chicken β actin (CAG) promoter can be used to drive transgene expression during the differentiation of murine embryonic stem cells into vascular progenitors. BMC Cell Biol. 2008;9(2). DOI: 10.1186/1471-2121-9-2.

17. Brittain H.K., Scott R., Thomas E. The rise of the genome and personalised medicine. Clin. Med. (Lond.). 2017;17(6):545–551. DOI: 10.7861/clinmedicine.17-6-545.

18. Gray S.J., Foti S.B., Schwartz J.W., Bachaboina L., Taylor-Blake B., Coleman J., Ehlers M.D., Zylka M.J., McCown T.J., Samulski R.J. 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.

19. Kitpoka P., Tammakorn C., Chaisri S., Leelayuwat C., et al. Genetic profiles of killer-cell immunoglobulin-like receptors and HLA ligands in Thai blood donors. Human Immunology. 2016;77:470–475. doi: 10.1016/j.humimm.2016.04.019.

20. Marshall S., Madabushi R., Manolis E., Krudys K., Staab A., Dykstra K., Visser S.A.G. 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.

21. Powell S.K., Rivera-Soto R., Gray S.J. Viral expression cassette elements to enhance transgene target specificity and expression in gene therapy. Discov. Med. 2015;19(102):49–57.

22. Shkurnikov M., Nersisyan S., Jankevic T., Galatenko A., Gordeev I., Vechorko V., Tonevitsky A. Association of HLA Сlass I Genotypes With Severity of Coronavirus Disease-19. Front. Immunol. 2021;12:641900. DOI: 10.3389/fimmu.2021.641900.

23. Wang W., Jia Y.L., Li Y.C., Jing C.Q., Guo X., Shang X.F., Zhao C.P., Wang T.Y. Impact of different promoters, promoter mutation, and an enhancer on recombinant protein expression in CHO cells. Scientific Reports. 2017;8:10416.

24. Yang C.Q., Li X.Y., Li Q., Fu S.L., Li H., Guo Z.K., Lin J.T., Zhao S.T. Eval-uation of three different promoters driving gene expression in developing chicken embryo by using in vivo electroporation. Genet. Mol. Res. 2014;13:1270–1277.