Селективная модуляция хемокинов

Селективная модуляция хемокинов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится, в общем, к селективной модуляции хемокина IP-10 и к лечению или предотвращению заболеваний и патогенных состояний, характеризующихся нежелательной экспрессией IP-10.

Уровень техники

Цитокины являются группой белковых передающих сигнал соединений, которые используются экстенсивно для межклеточной коммуникации. Эти соединения являются критическими для функционирования как врожденных, так и адаптивных иммунных реакций. Кроме их важности в развитии и функционировании иммунной системы, цитокины играют основную роль в различных иммунологических, воспалительных и инфекционных заболеваниях.

Цитокины продуцируются широким разнообразием типов клеток (как гемопоэтических, так и негемопоэтических) и могут действовать как на соседние клетки, так и на клетки по всему организму, иногда в сильной зависимости от других химических соединений и цитокинов.

Каждый цитокин обычно связывается со специфическим рецептором поверхности клетки. Затем последующие каскады внутриклеточной передачи сигналов изменяют функции клеток. Это может включать в себя повышающую регуляцию и/или понижающую регуляцию нескольких генов и их факторов транскрипции, приводящую, в свою очередь, к продуцированию других цитокинов, увеличению количества поверхностных рецепторов для других молекул или супрессии их собственного действия ингибированием по типу обратной связи.

Хемокинами называют специфический класс цитокинов, которые опосредуют хемоаттракцию (хемотаксис) между клетками. Эти хемокины являются провоспалительными индуцируемыми активацией цитокинами, которые обычно имеют молекулярную массу между 8 и 10 кДа. Их рецепторы являются в основном интегральными мембранными белками, содержащими семь простирающихся через мембрану спиралей, которые сопряжены с G-белками.

Хемокины высвобождаются из широкого разнообразия клеток в ответ на бактериальную инфекцию, вирусы и агенты, которые вызывают физическое повреждение. Они функционируют в основном в качестве хемоаттрактантов для лейкоцитов, рекрутируемых моноцитов, нейтрофилов и других эффекторных клеток из крови к местам инфекции или повреждения. Они могут высвобождаться многими различными типами клеток и служить для направления клеток, участвующих в природном иммунитете, а также лимфоцитов адаптивной иммунной системы. Некоторые хемокины играют также роль в развитии, миграции лимфоцитов и ангиогенезе.

Поскольку цитокины и хемокины участвуют во множестве различных заболеваний и патогенных или разрушительных состояниях, существует общая необходимость в возможности действия на экспрессию и/или высвобождение или модуляции экспрессии и/или высвобождения этих соединений. Кроме того, такая модуляция высвобождения/экспрессии должна быть селективной, в том смысле что действие производится только на ограниченное количество цитокинов- или хемокинов-мишеней.

Документ [1] исследует действие титановых поверхностей на активацию макрофагов и секрецию провоспалительных цитокинов и хемокинов. При присоединении к необработанным титановым поверхностям стимулируемые липополисахаридом (LPS) макрофаги увеличивали их секрецию цитокинов интерлейкина-1β (IL-1β), IL-6 и фактора-α некроза опухолей (TNF-α) и хемокинов, хемоаттрактантного белка-1 моноцитов (MIP-1) и воспалительного белка-1α (MCP-1α) макрофагов.

Документ [2] описывает, что частицы титана стимулируют селективную индукцию IL-8 и хемокинов МСР-1 в остеобласт-подобных клетках остеосаркомы человека.

Документ [3] исследует действие частиц титана на высвобождение цитокинов макрофаг-подобными клетками (MLC). Частицы титана значимо увеличивали высвобождение клетками MLC IL-1β, IL-8 и TNF-α.

Документ [4] обеспечивает обзор взаимодействий макрофагов с модифицированными поверхностями веществ. Этот документ раскрывает, что макрофаги, контактированные с модифицированными поверхностями, высвобождают IL-1β, IL-6, IL-10 и TNF-α.

Раскрытие изобретения

Данное изобретение преодолевает эти и другие недостатки решений предшествующего уровня техники.

Основной задачей данного изобретения является обеспечение селективной модуляции хемокина - белка IP-10 с молекулярной массой 10 кДа, индуцируемого интерфероном-γ.

Другой задачей этого изобретения является обеспечение композиции, которая может быть использована для очистки образца от IP-10.

Еще одной задачей этого изобретения является обеспечение композиции, которая может быть использована для уменьшения экспрессии IP-10.

Эти и другие задачи удовлетворяются этим изобретением, как определено сопутствующей формулой изобретения.

Вкратце, это изобретение включает в себя применение металла или оксида металла, способного селективно связывать IP-10 с его поверхностью. Этот металл (оксид) дополнительно оказывает понижающее регулирующее действие на IP-10, заключающееся в том, что контакт между поверхностью металла и IP-10-продуцирующей клеткой будет вызывать уменьшение продуцирования IP-10 этой клеткой.

Металлом или оксидом металла данного изобретения является металл группы 4 или 5 периодической таблицы элементов. Предпочтительно, такие металлы включают в себя титан, ванадий и тантал и их оксиды. Более предпочтительно, этим металлом является оксид титана, например диоксид титана.

Металлы и оксиды металлов данного изобретения могут быть использованы для приготовления лекарственного средства для лечения или предотвращения заболевания, характеризующегося нежелательной экспрессией и/или высвобождением IP-10. Такие заболевания включают в себя разрушительные воспалительные реакции, инфекционные заболевания, аутоиммунные заболевания, реакции трансплантат против хозяина и реакции на инородные тела. Во всех этих заболеваниях IP-10 является ключевым фактором в развитии этих заболеваний, и уменьшение IP-10 может быть использовано для лечения и/или предотвращения этих заболеваний.

Это изобретение включает в себя способы лечения заболевания, характеризующегося нежелательной экспрессией и/или высвобождением IP-10 в субъекте. Первый способ включает в себя введение лекарственного средства данного изобретения субъекту, страдающему от этого заболевания. Второй способ включает в себя обработку ex vivo биологической жидкости, экстрагированной из этого субъекта. В этом способе IP-10 удаляют фильтрацией ех vivo с использованием металлов или оксидов металлов этого изобретения и затем очищенную кровь возвращают этому конкретному субъекту.

Краткое описание фигур

Это изобретение, вместе с его дополнительными задачами и преимуществами, может быть наилучшим образом понято со ссылкой на следующее описание, взятое вместе с сопутствующими фигурами, на которых:

фиг.1 является диаграммой, иллюстрирующей действие серых гранул титана (GG) на высвобождение IP-10 в цельной крови человека;

фиг.2 является диаграммой, иллюстрирующей действие предварительной обработки (-1t) в сравнении с последующей обработкой (+1t) серыми гранулами титана (GG) на высвобождение IP-10 в цельной крови человека;

фиг.3 является диаграммой, иллюстрирующей относительную экспрессию гена IP-10 в общих лейкоцитах и моноцитах после инкубирования цельной крови с гранулами титана;

фиг.4 является диаграммой, иллюстрирующей действие серых гранул титана (GG) на экспрессию гена IP-10 в моноцитах после инкубирования цельной крови с гранулами титана;

фиг.5 является диаграммой, иллюстрирующей общую и дифференциальную лейкоцитарную формулу (WBC) после инкубирования с серыми гранулами или без серых гранул титана (GG);

фиг.6 является диаграммой, иллюстрирующей концентрацию IP-10 в системе петель, заполненных кровью, с необработанной и инфицированной (LPS) кровью с гранулами или без гранул титана;

фиг.7 является диаграммой, иллюстрирующей уровни IP-10 в системе петель, заполненных кровью с использованием серых гранул титана (GG), просеянных серых гранул титана (GP), белых гранул титана (WG) и измельченных белых гранул титана (WP);

фиг.8 является диаграммой, иллюстрирующей уровни IP-10 в системе петель, заполненных кровью, использующей различные количества добавленных измельченных белых гранул титана (WP);

фиг.9 является диаграммой, иллюстрирующей действие измельченных белых гранул титана (WP) на уровень IP-10 в синовиальной жидкости из пациентов с ревматоидным артритом;

фиг.10 является диаграммой, иллюстрирующей действие различных количеств измельченных белых гранул титана (WP) на уровень IP-10 в синовиальной жидкости (SF) из пациентов с ревматоидным артритом;

фиг.11 иллюстрирует микрофотографии, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывающие серые (А, С, Е) и белые (В, D, F) гранулы титана (увеличение 250х, 2000х, 5000х);

фиг.12 иллюстрирует логарифмические дифференциальные кривые зависимости объема интрузии ртути от размера пор для серых (А) и белых (В) гранул титана;

фиг.13 является диаграммой, иллюстрирующей действие различных форм титана и других металлов на IP-10 в сыворотке с добавленным IP-10;

фиг.14 является диаграммой, иллюстрирующей действие различных форм титана и других металлов на IP-10 в синовиальной жидкости (SF);

фиг.15 является схематической иллюстрацией устройства, которое может быть использовано в соответствии с данным изобретением в удалении IP-10 из биологической жидкости; и

фиг.16 является схематической иллюстрацией другого устройства, которое может быть использовано в соответствии с данным изобретением в удалении IP-10 из биологической жидкости.

Осуществление изобретения

Во всем описании одни и те же ссылочные цифры (буквы) будут использоваться для соответствующих или одинаковых элементов.

Данное изобретение относится, в общем, к селективной модуляции конкретных цитокинов и хемокинов. Данное изобретение утверждает, что определенные металлы и оксиды металлов способны уменьшать экспрессию и высвобождение конкретного хемокина и действовать в качестве акцепторов хемокина. Это было совершенно неожиданным, так как прежний уровень техники, иллюстрируемый документами [1-4], показывает, что металл титан вызывает повышающую регуляцию в образовании цитокинов и хемокинов различными типами клеток.

Таким образом, данное изобретение может быть использовано для предотвращения и/или лечения патологических и медицинских состояний, характеризующихся нежелательной экспрессией или высвобождением конкретного хемокина.

Релевантным хемокином, который может быть уменьшен в соответствии с данным изобретением, является индуцируемый интерфероном-γ белок с массой 10 кДа (10000 Дальтон), IP-10. IP-10, также называемый в данной области лигандом 10 с мотивом С-Х-С (CXCL10) или Crg-2, принадлежит к семейству СХС хемокинов, которые имеют специфическую аминокислотную последовательность ELR (однобуквенный код аминокислот) непосредственно перед первым цистеином. Эти СХС-хемокины индуцируют миграцию нейтрофилов. Однако IP-10, по-видимому, отличается от большинства СХС-хемокинов тем, что он не имеет активности на нейтрофилах и нацелен специфически на лимфоциты. IP-10 действует на рецепторе CXCR3, а также на IP-10-специфическом рецепторе на эпителиальных и эндотелиальных клетках [5]. IP-10 секретируется несколькими типами клеток в ответ на интерферон-γ (IFN-γ). Эти типы клеток включают в себя моноциты, эндотелиальные клетки и фибробласты.

Металлы и оксиды металлов в соответствии с данным изобретением, которые имеют уменьшающее IP-10 действие, являются металлами и оксидами металлов, выбранными из группы 4 или 5 периодической системы элементов. Таким образом, данное изобретение включает в себя металлы титан (Ti), цирконий (Zr), гафний (Hf), ванадий (V), ниобий (Nb) и тантал (Та) и различные оксиды этих металлов. Предпочтительные металлы включают в себя титан, тантал и ванадий и их оксиды, в частности титан и оксиды титана.

Титан имеет три окисленных состояния, Ti(II), Ti(III) и Ti(IV). Данное изобретение может использовать любой из этих оксидов титана, т.е. оксид Ti(II), оксид Ti(III) и оксид Ti(IV). Оксид Ti(IV) называют в данной области также диоксидом титана (TiO₂) или titania. Этот диоксид титана является предпочтительной формой оксида титана в соответствии с данным изобретением. TiO₂ может присутствовать в разных минеральных или кристаллических формах, включающих в себя рутил, анатаз и брукит. Рутил является четырехугольным минералом, обычно призматического габитуса, анатаз или октаэдрит является четырехугольным минералом с дипирамидальным габитусом, тогда как брукит является орторомбическим минералом. Предпочтительный диоксид титана в соответствии с данным изобретением находится предпочтительно в форме рутила или смеси форм рутила и анатаза.

Предпочтительным оксидом циркония является оксид Zr(IV), и оксид Hf(IV) является предпочтительным оксидом гафния. Ванадий присутствует в окисленных состояниях V(II), V(III), V(IV) и V(V). Доступные оксиды ванадия включают в себя оксид V(IV) (диоксид ванадия VO₂) и оксид V(V) (пентоксид ванадия V₂O₅). Оксид ниобия может быть в форме оксида Ni(V) или оксида Ni(III), а тантал имеет окисленные состояния Та(II), Ta(IV) и Ta(V).

Уменьшающий или удаляющий IP-10 агент-металл в соответствии с данным изобретением содержит по меньшей мере один металл группы 4 или 5 и/или по меньшей мере один оксид металла группы 4 или 5. Этот агент-металл мог бы быть металлом или оксидом металла по существу в очищенной форме, такой как по меньшей мере приблизительно 95% металл или оксид металла, предпочтительно по меньшей мере 96, 97, 98 или 99% металл или оксид металла. Этот металл необязательно должен быть в чистой форме, но может находиться в различных химических соединениях или композициях, кроме оксидов металла, с этим металлом. Могут быть также использованы сплавы, которые содержат по меньшей мере один металл и/или по меньшей мере один оксид металла, в соответствии с данным изобретением.

Эти металлы и оксиды металлов данного изобретения могут уменьшать IP-10 в соответствии с разными фундаментальными механизмами.

Во-первых, металлы и оксиды металлов действуют в качестве акцептора (поглотителя) IP-10, в том смысле что IP-10 в окружающей среде будет связываться специфически с поверхностью этих металлов и оксидов металлов. Таким образом, IP-10 будет становиться обогащенным на поверхности металла (оксида) и, следовательно, истощаться из окружающей среды. Это связывание IP-10 металлом (оксидом) является высоко специфическим, так как другие хемокины не связываются с этими металлами при уровнях связывания IP-10, в том числе структурно и химически близкородственный интерлейкин-8 (IL-8, также называемый CXCL8), который принадлежит к CXCL-группе хемокинов, и хемотаксический белок 1 моноцитов (МСР-1, также называемый CCL2), который имеет молекулярный размер в диапазоне IP-10 (эти два хемокина содержат 98 или 99 аминокислот). Блокирование поверхности металла (оксида) БСА или фетальной телячьей сывороткой не влияет на связывание IP-10 с этой поверхностью. Это связывание является также очень сильным, так как связанный IP-10 невозможно удалить с этой поверхности добавленными детергентами (Твин-20).

Эти металл и оксиды металлов данного изобретения действуют как высоко специфический акцептор IP-10 посредством селективного связывания IP-10 металлом (оксидом). В результате эти металлы и оксиды металлов могут быть использованы для очистки среды от нежелательного IP-10 и посредством этого удаления или по меньшей мере уменьшения концентрации и количества IP-10 в этой среде.

Во-вторых, при контактировании IP-10-продуцирующих клеток с металлом или оксидом металла данного изобретения взаимодействие клетка-металл вызывает понижающую регуляцию продуцирования IP-10, как определено из продуцирования уменьшенного количества мРНК IP-10. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению уровня вновь продуцируемого IP-10. Эксперименты показали, что металлы этого изобретения действительно способны связывать известные IP-10-продуцирующие клетки, такие как нейтрофилы и моноциты.

Таким образом, металлы и оксиды металлов данного изобретения могут уменьшать IP-10 удалением IP-10 из среды посредством связывания IP-10 и уменьшения величины экспрессии IP-10 вызыванием понижающей регуляции образования мРНК IP-10.

Поскольку металлы и оксиды металлов по этому изобретению вызывают уменьшение IP-10 по меньшей мере частично посредством связывания молекул IP-10 с поверхностью металла (оксида), эти металлы и оксиды металлов находятся предпочтительно в форме, которая имеет высокую удельную поверхность, т.е. поверхность на единицу массы.

Этот агент, металл (оксид) может, в первом варианте осуществления, находится в форме пористых гранул, зерен или гранулятов. Гранулы могут быть получены хорошо известными процессом Хантера или процессом Кролла. Полученные гранулы являются высокопористыми и имеют большую удельную поверхность. Эта удельная поверхность пористых гранул металлов равна предпочтительно по меньшей мере 0,005 м²/г, например по меньшей мере приблизительно 0,01 м²/г, более предпочтительно приблизительно или более 0,02 м²/г, например приблизительно 0,055 м²/г.

Предпочтительная пористость гранул подразумевает, что эти гранулы включают в себя множественные поры, в том числе микро- и макропоры, которые являются непрерывными через эти гранулы, и отверстия этих множественных пор и каналы и проходы, связывающие между собой по меньшей мере часть этих множественных пор. Пористость этого агента-металла (оксида металла) равна предпочтительно по меньшей мере 25%, более предпочтительно по меньшей мере 40%, например по меньшей мере приблизительно 50%. Высокопористые металлические гранулы, имеющие пористость приблизительно или более 70%, могут быть приготовлены и использованы в соответствии с данным изобретением.

Вместо обеспечения высокопористых гранул металлов с размерами мм или ниже мм, могут быть использованы меньшие частицы металла (оксида), имеющие средний диаметр 100 мкм или менее, например в диапазоне несколько мкм или даже меньшие, в соответствии с данным изобретением. Такие малые частицы или порошок металлов будут обеспечивать большую площадь поверхности даже при малых количествах.

Первый аспект данного изобретения относится к применению металла или оксида металла в приготовлении лекарственного средства для лечения или предотвращения заболевания, характеризующегося нежелательной экспрессией и/или высвобождением IP-10 в субъекте. Металл выбирают по меньшей мере из одного металла группы 4 или 5 периодической таблицы элементов, по меньшей мере одного оксида металла группы 4 или 5 или смеси по меньшей мере одного металла группы 4 или 5 и по меньшей мере одного оксида металла группы 4 или 5.

Агент-металл (оксид) данного изобретения может быть использован для предотвращения заболеваний введением субъекту, предпочтительно субъекту-млекопитающему, и более предпочтительно субъекту-человеку с вероятностью страдания от заболевания, характеризуемого нежелательной экспрессией IP-10. В таком случае этот агент-металл будет вызывать уменьшение продуцирования IP-10 в этом субъекте уменьшением экспрессии мРНК IP-10. Кроме того, как только/если IP-10 будет продуцироваться при более высоких уровнях в этом субъекте, уже обеспеченный агент-металл будет связывать ГР-10 с его поверхностью, уменьшая посредством этого уровень свободно циркулирующего IP-10 и предотвращая нежелательное действие IP-10 этого заболевания. Таким образом, агент металл этого изобретения будет функционировать в качестве предохраняющего средства, которое может предотвращать начало развития IP-10-зависимого заболевания.

Пациент, уже страдающий от IP-10-зависимого заболевания, также получит пользу от лекарственного средства данного изобретения, так как агент-металл будет удалять уже продуцированный IP-10 посредством связывания металл-IP-10. Кроме того, IP-10-продуцирующие клетки будут стимулироваться к прекращению или по меньшей мере уменьшению продуцирования IP-10.

Заболевания или медицинские состояния, которые могут лечиться и/или предотвращаться в соответствии с данным изобретением, включают в себя IP-10-зависимые заболевания, характеризующиеся нежелательными (высокими) уровнями продукции IP-10 в субъекте. Данное изобретение применимо, в частности, для лечения или предупреждения нежелательных воспалительных реакций, где такая нежелательная воспалительная реакция может иметь очень разные причины, такие как инфекции, воспалительные заболевания, реакции на инородное тело и реакции трансплантат против хозяина.

Когда субъект становится инфицированным, IP-10 обычно повышается в виде части иммунной защиты против бактерий, вирусов, паразитов, грибков, прионов, вироидов или других патогенов. Однако в ситуациях, когда нормальная иммунная реакция нарушена, например, как в случае синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИДа), эта нормальная иммунная реакция может быть изнуряющей при нарушении баланса. То есть иммунная система вызывает большее повреждение ткани/тела, чем инфекция. У пациентов со СПИДом, инфицированных криптоспородиозом, IP-10 специфически локализовался в эпителиальных клетках в участке инфекции, и, когда инфекция излечивалась, уровни IP-10 нормализовались. Эти результаты предполагают, что IP-10 является важным для элиминации инфекции при нормальной иммунной защите, тогда как у пациентов со СПИДом, лишенных эффекторных клеток, IP-10 мог способствовать иммунопатогенезу [6].

IP-10 может стимулировать ретровирусную инфекцию, такую как инфекция вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), непосредственно [7] или посредством рекрутинга активированных клеток-мишеней [8]. Уровень IP-10 в цереброспинальной жидкости (CSF) тесно ассоциирован с уровнем ВИЧ в этой CSF, что позволяет предположить, что IP-10 является как реакцией на локальную инфекцию, так и детерминантой локальной инфекцией.

Патогенез вирусной инфекционной желтой лихорадки (YF) в значительной степени усиливается цитокинами, и было обнаружено, что IP-10 образуется значимо в более высокой степени при фатальной YF, чем при нефатальной YF. Эти результаты предполагают, что вмешательство цитокинов является потенциальной терапевтической стратегией для лечения инфицированных пациентов [10].

Насморк часто индуцируется вирусной инфекцией, например риновирусом. Было показано, что после риновирусной инфекции эпителиальных клеток человека эти эпителиальные клетки продуцируют IP-10 как in vitro, так и in vivo. Уровень IP-10 коррелировал с тяжестью симптомов, и, следовательно, это позволяет предположить, что IP-10 играет роль в патогенезе индуцированного вирусом насморка [11].

Таким образом, данное изобретение может быть использовано для лечения или предотвращения различных инфекционных заболеваний, характеризующихся нежелательной экспрессией IP-10, в частности вирусных инфекционных заболеваний, включающих в себя СПИД, ВИЧ и желтую лихорадку.

Аутоиммунные заболевания являются конкретной формой воспалительных заболеваний, которые приводят к иммунной реакции против собственных клеток и тканей организма. IP-10 играет ключевую роль в иммунных реакциях, конкретно, в реакциях гиперчувствительности замедленного типа (DTH). Такие реакции DTH включают в себя аутоиммунные заболевания. Таким образом, уменьшение IP-10, вызываемое металлами и оксидами металлов этого изобретения, могут быть эффективным лечением или превентивной мерой для различных аутоиммунных заболеваний. Примеры аутоиммунных заболеваний, которые могут лечиться или предупреждаться агентом-металлом данного изобретения, включают в себя острый рассеянный энцефаломиелит (ADEM), болезнь Аддисона, анкилозирующий спондилит, синдром антифосфолипидного антитела (APS), апластическую анемию, аутоиммунный гепатит, аутоиммунный оофорит, глютеновую энтеропатию, болезнь Крона, сахарный диабет типа 1, гестационный пемфигоид, синдром Гудпасчера, синдром Грейвса, синдром Гийена-Барре (GBS), болезнь Хашимото, идиопатическую тромбоцитопеническую пурпуру, болезнь Кавасаки, красную волчанку, рассеянный склероз (MS), тяжелую псевдопаралитическую миастению, синдром опсоклонуса/миоклонуса (OMS), ретробульбарный неврит, тиреоидит Ордта, пузырчатку обыкновенную, пернициозную анемию, первичный билиарный цирроз, ревматоидный артрит (RA), синдром Рейтера, синдром Шегрена, артериит Такаясу, темпоральный артериит (также известный как гигантоклеточный артериит), аутоиммунную гемолитическую анемию и гранулематоз Вегенера.

MS является аутоиммунным заболеванием, в котором организм продуцирует антитела против миелина, который защищает нервы в головном мозгу и спинном мозгу, приводя к потере нервов. У пациентов с MS спинальная жидкость содержит высокие уровни IP-10, и накопление Т-клеток в центральной нервной системе является очень важным в патогенезе этого заболевания. Таким образом, IP-10 является потенциальной мишенью в поиске терапий для MS [12]. Было показано, что IP-10 концентрируется в повреждениях пораженной нервной ткани [13-15]. Эксперименты показали, что тяжесть этого патологического состояния коррелирует с количеством экспрессируемого IP-10 [16], и блокирование IP-10 (обработкой антителом, ДНК-вакциной, антисмысловой терапией и IP-10-связанным иммунотоксином) приводило к клиническому улучшению в различных мышиных моделях [17, 18]. Таким образом, использование агента-металла в соответствии с данным изобретением может быть эффективным лекарственным средством для лечения или предупреждения MS, иным, чем известные блокирующие IP-10 агенты, которые имели положительные действия.

Было показано, что RA является аутоиммунным заболеванием, при котором IP-10 является активным. Детектировали увеличение, доходящее до 100-кратного увеличения, концентрации IP-10 в синовиальной жидкости (SF) от RA-пациентов [19]. Этот IP-10 мог селективно аттрагировать Т-клетки в SF и способствовать патогенезу RA [20]. IP-10 индуцируется в SF специфическими молекулами адгезии, и введение антител против этих молекул значимо ингибирует индукцию IP-10 [21]. Данные с IP-10 и другими хемокинами и данные по экспрессии рецепторов позволяют предположить, что система хемокинов играет непосредственную роль в деструктивной фазе RA [22]. Уменьшение продуцирования IP-10 и уровней ЕР-10, вызываемое данным изобретением, будет полезным в лечении и предупреждении RA.

При хроническом гепатите и аутоиммунных заболеваниях печени IP-10 является повышенным и уменьшается после успешного лечения IFN. IP-10 играет специфическую роль в накоплении и гибели гепатоцитов в хроническом гепатите [23]. Сходные результаты были получены у пациентов с аутоиммунным заболеванием печени [24].

IP-10 повышающим образом регулируется в кожных повреждениях у пациентов с хронической красной волчанкой [25], и пациенты с системной красной волчанкой (SLE) имеют увеличенный сывороточный уровень IP-10, и этот уровень коррелирует с уровнем активности заболевания [26]. Таким образом, содержащее металл (оксид) лекарственное средство этого изобретения может быть использовано также для лечения и/или предупреждения этих типов аутоиммунных заболеваний.

Воспалительная реакция, подлежащая лечению или предупреждению лекарственным средством этого изобретения, может быть обусловлена воспалительным заболеванием желудочно-кишечного тракта субъекта. Примеры таких воспалительных заболеваний включают в себя воспалительное заболевание кишечника (IBD), язвенный колит (UC) и болезнь Крона (CD, которая является аутоиммунным заболеванием, влияющим на желудочно-кишечный тракт). Эти заболевания являются тяжелыми хроническими нарушениями желудочно-кишечного тракта неясного происхождения. Все увеличивающиеся доказательства предполагают, что локально продуцируемые хемокины играют важную роль в прогрессировании этих заболеваний [21]. IBD [28], UC [29] и CD [30] характеризуются увеличением экспрессии белка IP-10 в воспаленном кишечнике, и обсуждалась терапевтическая причастность посредством ингибирования пути передачи сигнала IP-10 [31]. Блокада передачи сигнала ЕР-10 введением антител против IP-10 приводила к защите от острого колита [32], а также хронического колита [33]. Бутират ингибирует высвобождение IP-10 [34], и было показано, что он является эффективным в лечении UC-пациентов [35]. Мыши, дефектные в отношении IFN-γ, в которых путь IP-10 уничтожен, не способны к развитию колита в ответ на стимуляцию декстрансульфатом, который развивается в этом случае у мышей дикого типа [28]. Были индуцированы антитела против IP-10 для лечения воспалительных заболеваний кишечника [59]. Эти экспериментальные результаты указывают на то, что ингибирующее IP-10 лекарственное средство данного изобретения может быть использовано для лечения и/или предотвращения воспалительных заболеваний желудочно-кишечного тракта, в том числе IBD, UC и CD.

Лекарственное средство данного изобретения является также высокоэффективным в лечении и/или предотвращении воспалительных заболеваний. Например, IP-10 повышающим образом регулируется в кожных повреждениях у пациентов с лишаем (сильная экспрессия IP-10), хронической красной волчанкой (сильная экспрессия IP-10), аллергическим контактным дерматитом (сильная экспрессия IP-10) и псориазом (слабая экспрессия IP-10) [25]. В этих повреждениях присутствовало высокое количество инфильтрирующих активных Т-клеток, что позволяет предположить функциональное взаимодействие между локально продуцируемыми хемокинами и CXCR3-экспрессирующими Т-клетками. Таким образом, путь IP-10, по-видимому, играет важную роль в рекрутинге и поддержании инфильтратов Т-клеток в воспалительных кожных болезнях. Дополнительные нежелательные воспалительные реакции, которые могут лечиться и/или предупреждаться, включают в себя глаукому и воспалительные реакции, ассоциированные с глаукомой.

Недавно было показано, что IP-10 продуцируется и секретируется адипоцитами (жировыми клетками) [36], и ранее был обнаружен в атеросклеротических повреждениях вместе с активированными Т-клетками [37]. Экспериментальные исследования на мышах, чувствительных в отношении атеросклероза, показали, что IP-10 играет решающую ключевую роль в образовании повреждений локальной модуляцией иммунной системы. Эти результаты в IP-10-недостаточных мышах также показали, что посредством ингибирования пути IP-10 возникала тенденция к уменьшению количества провоспалительных Т-клеток и увеличению популяции защитных Т-клеток, что ингибирует атеросклеротический процесс [38]. Эти самые последние открытия в моделях животных предполагают, что блокирование взаимодействий хемокин/рецептор хемокина могут служить в качестве подходящего подхода к лечению атеросклероза. Подобным образом, антагонисты хемокина, которые ингибируют рекрутинг лейкоцитов, могли бы представлять особый интерес для лечения воспаления в реакции инфаркта миокарда, основном последствии атеросклероза [39]. Таким образом, лекарственное средство данного изобретения, которое приводит к уменьшенной экспрессии IP-10 и уменьшенным уровням IP-10 в субъекте, может быть эффективным для лечения и/или предупреждения атеросклероза.

Другой нежелательной воспалительной реакцией, которая характеризуется нежелательной экспрессией IP-10, является астма. В мышиной модели астмы было показано, что IP-10 способствует проблемной гиперреакции в дыхательных путях. IP-10-недостаточные мыши демонстрировали противоположные результаты в сравнении с животными дикого типа, что указывает на то, что путь IP-10 является мишенью терапии астмы [40, 41]. Хемокины и IP-10 оказывают также влияние на другие состояния, отрицательно воздействующие на дыхательные пути субъекта. Хроническая обструктивная болезнь легких (COPD, ХОБЛ) является состоянием, которое характеризуется необратимой обструкцией дыхательных путей вследствие сужения малых дыхательных путей и деструкции паренхимы легких. Это состояние вызывает воспаление дыхательных путей, вовлекающее в себя нейтрофилы, гранулоциты, макрофаги и лимфоциты. IP-10 повышающим образом регулируется в дыхательных путях пациентов с COPD [42]. Таким образом, лекарственное средство данного изобретения может быть использовано для лечения и/или предупреждения COPD и других воспалительных состояний, поражающих дыхательные пути.

При трансплантации имплантата в тело субъекта будет запускаться реакция организма на инородное тело. Эта реакция является особой формой нежелательной воспалительной реакции, вызываемой введением инородного материала, например имплантата, в субъекта. Такая воспалительная реакция характеризуется увеличением секреции IP-10, причем IP-10 может быть ключевой эффекторной молекулой в этой воспалительной реакции. Таким образом, уменьшение уровней IP-10 будет уменьшать воспалительную реакцию на инородный имплантат и посредством этого ингибировать реакцию на инородное тело.

Металлы и оксиды металлов данного изобретения могут быть также использованы для предотвращения или лечения реакций «трансплантат против хозяина». Таким образом, это изобретение может быть использовано в связи с трансплантацией трансплантатов для предупреждения или по меньшей мере уменьшения риска отторжения трансплантатов, в частности острой фазы отторжения трансплантата. Исход трансплантации основан в основном на реакции в хозяине на этот трансплантат, так как лечение отторжения органа, ткани или клеток является проблемой. В фазе острого отторжения трансплантата количество IP-10 увеличивается и может быть использовано в качестве диагностического маркера процесса отторжения, так как IP-10 коррелирует с тяжестью отторжения [43-46]. Эксперименты показали, что трансплантация трансплантата в присутствии антител, направленных против IP-10, или трансплантатов из IP-10-недостаточных мышей приводили к более продолжительному выживанию трансплантата и меньшей инфильтрации Т-клеток в этот трансплантат [47, 48]. Противоположные результаты, т.е. более продолжительное выживание, наблюдали в животных, не способных отвечать на IP-10 [49]. Были разработаны антагонисты к пути передачи сигнала IP-10, и была предложена терапия, которая могла бы улучшать исход трансплантаций [50]. Взятые вместе, эти результаты показывают, что акцептирующие и уменьшающие IP-10 агенты-металлы данного изобретения могут быть очень эффективными лекарственными средствами в лечении или предупреждении отторжения имплантатов трансплантированных тканей, имплантатов органов или имплантатов клеток, таких как островки Лангерганса.

Инфильтрация лейкоцитов участвует в нескольких типах рака (неоплазиях). Эти инфильтрирующие лейкоциты могут быть потенциальным источником факторов роста и ангиогенных факторов для эндотелиальных клеток. Было показано, что IP-10 является цитокином, участвующим в таких типах рака. Кроме того, поскольку хемокины являются важными медиаторами рекрутинга лейкоцитов и демонстрируют измененные характеристики экспрессии и активации в хронически воспаленной ткани, считается, что они участвуют в качестве ключевых регуляторов воспаления и ангиогенеза во время развития рака.

Хроническая активация природных иммунных клеток в участках роста предраковых опухолей может усиливать развитие опухоли. Было также очевидно, что ранние и стойкие воспалительные реакции, наблюдаемые во многих твердых опухолях или около многих солидных опухолей, играют важную роль в установлении среды, подходящей для неопластического прогрессирования обеспечением разнообразных факторов, которые изменяют гомеостаз ткани [51-53].

Таким образом, идеи данного изобретения могут быть использованы для лечения или предупреждения рака у субъекта.

Второй аспект данного изобретения относится к способу лечения или предотвращения заболевания или нарушения, характеризующегося нежелательной экспрессией и/или высвобождением IP-10 в субъекте, предпочтительно субъекте-млекопитающем и более предпочтительно в субъекте-человеке. Этот способ предусматривает введение металла и/или оксида металла субъекту, страдающему от заболевания, где этот металл находится в группе 4 или 5 в периодической таблице элементов.

В соответствии с этим изобретением металлы или оксиды металлов могут быть обеспечены в виде фармацевтически приемлемых композиций с использованием способов приготовления, известных специалистам с обычной квалификацией в данной области. Эти композиции могут вводиться стандартными способами. Обычно эта композиция может вводиться внутривенно, внутрибрюшинно, подкожно, буккально, ректально, дермально, наза