Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2820288C2 - Use of cftr modulators for treating cerebrovascular conditions - Google Patents

Use of cftr modulators for treating cerebrovascular conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2820288C2
RU2820288C2 RU2021109689A RU2021109689A RU2820288C2 RU 2820288 C2 RU2820288 C2 RU 2820288C2 RU 2021109689 A RU2021109689 A RU 2021109689A RU 2021109689 A RU2021109689 A RU 2021109689A RU 2820288 C2 RU2820288 C2 RU 2820288C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cftr
mice
cerebral
sah
arteries
Prior art date
Application number
RU2021109689A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021109689A (en
Inventor
Штеффен-Себастьян БОЛЬЦ
Original Assignee
Канатфарма Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Канатфарма Аг filed Critical Канатфарма Аг
Publication of RU2021109689A publication Critical patent/RU2021109689A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2820288C2 publication Critical patent/RU2820288C2/en

Links

Abstract

FIELD: medicine; pharmaceutics.
SUBSTANCE: invention relates to the field of medicine and pharmaceutics and the use of the CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductivity regulator) corrector for the prevention and/or treatment of decreased or disturbed cerebral perfusion, where the CFTR corrector is a cyclopropane carboxamide derivative selected from the group consisting of lumacaftor, tezacaftor, C18 and their pharmaceutically acceptable salts and solvates.
EFFECT: use of the invention enables to effectively prevent and/or treat decreased or disturbed cerebral perfusion.
3 cl, 19 dwg, 1 ex

Description

Настоящее изобретение относится к применению модуляторов CFTR (регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе) для предотвращения и/или лечения цереброваскулярных состояний и к соответствующим способам лечения.The present invention relates to the use of CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) modulators for the prevention and/or treatment of cerebrovascular conditions and corresponding methods of treatment.

Среди пожилого населения число людей, живущих с заболеваниями сердца, быстро растет. Основными причинами являются более высокий уровень заболеваемости среди пожилых людей и достижения в медицине, позволившие значительно улучшить уровень выживаемости. За последнее десятилетие стало очевидно, что увеличение продолжительности жизни связано со значительным снижением когнитивных функций (1) и подпитывает начинающуюся "тихую эпидемию" когнитивных нарушений (2). Воздействие будет значительным: помимо прямых медицинских потребностей, когнитивные нарушения серьезно влияют на способность пациентов справляться со своим основным заболеванием (например, снижение соблюдения режима лечения) и имеют значительные социальные последствия для семей, друзей и общества в целом. Таким образом, истинное бремя этой начинающейся эпидемии невозможно количественно измерить простыми экономическими показателями. Несомненно то, что наши сети медицинского и психического здоровья структурно или финансово не оснащены для того, чтобы справиться с надвигающимся кризисом.Among the older population, the number of people living with heart disease is growing rapidly. The main reasons are higher incidence rates among older people and advances in medicine that have significantly improved survival rates. Over the past decade, it has become clear that increasing life expectancy is associated with significant cognitive decline (1) and is fueling an emerging “silent epidemic” of cognitive impairment (2). The impact will be significant: beyond the direct medical needs, cognitive impairment seriously impacts patients' ability to cope with their underlying illness (eg, decreased adherence to treatment) and has significant social consequences for families, friends and society at large. Thus, the true burden of this emerging epidemic cannot be quantified by simple economic indicators. What is certain is that our medical and mental health networks are not structurally or financially equipped to cope with the coming crisis.

Снижение когнитивных функций у пациентов с сердечной недостаточностью (СН) обычно связывают с "сосудистым когнитивным нарушением", термином, описывающим множественные формы когнитивных нарушений (например, потеря памяти, потеря исполнительной функции, спутанность сознания), которые возникают по причине сосудистых нарушений. В качестве обобщающего термина этиология сосудистых когнитивных нарушений разнообразна и многофакторна; клинический диагноз сложен и неточен; и существует несколько различных и сложных подтипов травм (1). Большинство сердечно-сосудистых и цереброваскулярных патологий (включая гипертензию, ишемический и геморрагический инсульт, заболевания сердца и диабет) считаются основными и значительными причинами снижения когнитивных функций вследствие сосудистых нарушений (1). Хотя сосудистые когнитивные нарушения охватывают множество сложных случайных механизмов, объединяющим аспектом является недостаточная перфузия головного мозга: в этом отношении недавняя работа авторов настоящего изобретения была сосредоточена на улучшении перфузии головного мозга в экспериментальных моделях СН и субарахноидального кровоизлияния (САК) (3-6).Cognitive decline in patients with heart failure (HF) is commonly attributed to “vascular cognitive impairment,” a term that describes multiple forms of cognitive impairment (eg, memory loss, loss of executive function, confusion) that occur due to vascular impairment. As an umbrella term, the etiology of vascular cognitive impairment is diverse and multifactorial; clinical diagnosis is complex and imprecise; and there are several distinct and complex subtypes of injury (1). Most cardiovascular and cerebrovascular pathologies (including hypertension, ischemic and hemorrhagic stroke, heart disease, and diabetes) are considered major and significant causes of cognitive decline due to vascular impairment (1). Although vascular cognitive impairment encompasses many complex random mechanisms, a unifying aspect is insufficient cerebral perfusion: in this regard, recent work by the present inventors has focused on improving cerebral perfusion in experimental models of HF and subarachnoid hemorrhage (SAH) (3–6).

Проблема, лежащая в основе настоящего изобретения, состоит в обеспечении нового режима для улучшения цереброваскулярных состояний.The problem underlying the present invention is to provide a new regimen for improving cerebrovascular conditions.

Решение указанной выше технической проблемы обеспечено вариантами осуществления настоящего изобретения, раскрытыми в формуле изобретения, настоящем описании и прилагаемых графических материалах.A solution to the above technical problem is provided by the embodiments of the present invention disclosed in the claims, the present description and the accompanying drawings.

Авторами настоящего изобретения обнаружены ключевые молекулярные механизмы, снижающие перфузию головного мозга при СН и САК (4-6). Примечательно, что обе патологии изменяют цереброваскулярную ауторегуляцию системы и, следовательно, церебральный кровоток (ЦК) по одному и тому же фундаментальному механизму. В частности, СН и САК индуцируют устойчивую экспрессию фактора некроза опухоли (TNF) в стенке сосуда мозговой артерии: TNF, локализованный в клетках гладких мышц, действует по аутокринному/паракринному механизму, стимулируя выработку сфингозин-1-фосфата (S1P), что затем вызывает сужение сосудов посредством рецептора подтипа S1P2 (3, 4, 6). Авторы настоящего изобретения воспользовались этим механистическим пониманием и успешно подтвердили два способа лечения: блокирование TNF (этанерцепт) или антагонизм передачи сигналов рецептора S1P2 в обеих моделях устраняет опосредованное СН и САК усиление цереброваскулярного сужения сосудов (т.е. измеряется как усиленный миогенный тонус) (3, 4, 6), нормализует перфузию головного мозга (3, 4, 6) и, следовательно, уменьшает повреждение нейронов (5, 6). Однако функциональность этих двух способов может быть ограничена: этанерцепт несет значительный риск, связанный с подавлением иммунитета (7), и может поставить под угрозу контроль артериального давления из-за воздействия на резистивные артерии скелетных мышц (8); в то время как антагонизм рецепторам S1P2, несомненно, вызовет непредсказуемые вторичные эффекты, поскольку эти рецепторы опосредуют важные и разнообразные функции в нескольких органах (9).We have discovered key molecular mechanisms that reduce cerebral perfusion in HF and SAH (4-6). It is noteworthy that both pathologies alter the cerebrovascular autoregulation system and, consequently, cerebral blood flow (CBF) through the same fundamental mechanism. In particular, HF and SAH induce sustained expression of tumor necrosis factor (TNF) in the cerebral artery vessel wall: TNF, localized in smooth muscle cells, acts through an autocrine/paracrine mechanism to stimulate the production of sphingosine-1-phosphate (S1P), which then causes vasoconstriction via the S1P 2 receptor subtype (3, 4, 6). We took advantage of this mechanistic insight and successfully validated two treatments: blocking TNF (etanercept) or antagonizing S1P 2 receptor signaling in both models eliminated HF and SAH-mediated increases in cerebrovascular vasoconstriction (i.e., measured as increased myogenic tone) ( 3, 4, 6), normalizes brain perfusion (3, 4, 6) and, therefore, reduces neuronal damage (5, 6). However, the functionality of these two options may be limited: etanercept carries significant risks associated with immune suppression (7) and may compromise blood pressure control due to effects on skeletal muscle resistance arteries (8); while antagonism of S1P 2 receptors will undoubtedly cause unpredictable secondary effects, since these receptors mediate important and diverse functions in several organs (9).

При поиске альтернативных терапевтических мишеней интересным кандидатом оказался регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR). Предыдущая работа авторов настоящего изобретения продемонстрировала, что при СН и САК подавляется экспрессия белка CFTR в мозговых артериях: поскольку CFTR является важным переносчиком, участвующим в деградации S1P клеток гладких мышц (4), подавление CFTR должно повышать биодоступность S1P и его про-констриктивные действия (3, 4). Действительно, сосудистая экспрессия TNF, экспрессия CFTR и миогенная реактивность тесно коррелированы (3, 4, 6), подпитывая механистическое предположение в соответствии с настоящим изобретением о том, что TNF-зависимое увеличение миогенного тонуса мозговой артерии опосредуется сниженной экспрессией белка CFTR (4). В этом контексте CFTR становится привлекательной и логичной терапевтической мишенью для коррекции миогенной реактивности в микроциркуляции головного мозга, поскольку известно, что CFTR терапевтические средства не нарушают иммунную функцию, и доступны одобренные управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) терапевтические средства, которые увеличивают экспрессию/активность CFTR (10).In the search for alternative therapeutic targets, the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) has emerged as an interesting candidate. Previous work by the present inventors has demonstrated that CFTR protein expression in cerebral arteries is suppressed in HF and SAH: since CFTR is an important transporter involved in the degradation of S1P smooth muscle cells (4), suppression of CFTR should increase the bioavailability of S1P and its pro-constrictive actions ( 3, 4). Indeed, vascular TNF expression, CFTR expression, and myogenic reactivity are closely correlated (3, 4, 6), fueling the mechanistic proposal of the present invention that the TNF-dependent increase in cerebral artery myogenic tone is mediated by reduced CFTR protein expression (4). In this context, CFTR becomes an attractive and logical therapeutic target for correcting myogenic reactivity in the brain microcirculation, since CFTR therapeutics are known not to impair immune function and US Food and Drug Administration (FDA) approved therapeutics are available. which increase CFTR expression/activity (10).

Настоящее изобретение относится к применению соединений модуляторов CFTR, т.е. согласно настоящему изобретению, можно применять один или более модуляторов CFTR для лечения и/или предотвращения цереброваскулярного состояния.The present invention relates to the use of CFTR modulator compounds, i.e. According to the present invention, one or more CFTR modulators can be used to treat and/or prevent a cerebrovascular condition.

Согласно настоящему изобретению "цереброваскулярное состояние" представляет собой состояние, которое снижает, нарушает или иным образом поражает цереброваскулярную систему индивидуума, предпочтительно пациента, представляющего собой человека. В частности, при цереброваскулярном состоянии снижается или нарушается цереброваскулярная перфузия. Термин "цереброваскулярная перфузия" также известен как и является синонимом, соответственно, "церебрального кровотока", "перфузии головного мозга" и "перфузия сосудов головного мозга".According to the present invention, a “cerebrovascular condition” is a condition that impairs, impairs, or otherwise affects the cerebrovascular system of an individual, preferably a human patient. In particular, in cerebrovascular conditions, cerebrovascular perfusion is reduced or impaired. The term "cerebrovascular perfusion" is also known as and is synonymous with, respectively, "cerebral blood flow", "cerebral perfusion" and "cerebral vascular perfusion".

Согласно настоящему изобретению модулятор CFTR оказывает свое действие на белки CFTR, присутствующие или экспрессируемые, соответственно, в клетках гладких мышц сосудов головного мозга. При этом модулятор CFTR нормализует цереброваскулярное фосфорилирование Erk1/2 и передачу сигналов сфингозин-1-фосфата и/или цереброваскулярную миогенную реактивность, и/или цереброваскулярный кровоток, и/или апоптоз нейронов и цереброваскулярное повреждение, и/или корректирует нарушения поведения и обучения у пациентов с цереброваскулярными состояниями, предпочтительно сниженной или нарушенной, соответственно, цереброваскулярной перфузией.According to the present invention, the CFTR modulator exerts its effect on CFTR proteins present or expressed, respectively, in cerebral vascular smooth muscle cells. In this case, the CFTR modulator normalizes cerebrovascular Erk1/2 phosphorylation and sphingosine-1-phosphate signaling and/or cerebrovascular myogenic reactivity, and/or cerebrovascular blood flow, and/or neuronal apoptosis and cerebrovascular damage, and/or corrects behavioral and learning disorders in patients with cerebrovascular conditions, preferably reduced or impaired, respectively, cerebrovascular perfusion.

Обычно пациент, имеющий цереброваскулярное состояние или болезненное состояние, соответственно, имеет первичное болезненное состояние, обычно основное заболевание, которое, в свою очередь, вызывает указанное цереброваскулярное состояние, или по меньшей мере болезненное состояние, которое связано с указанным цереброваскулярным состоянием. Согласно настоящему изобретению предпочтительные цереброваскулярные состояния лечат или предотвращают, соответственно, с помощью указанного одного или более модуляторов CFTR, где состояние(я) вызвано(вызваны) заболеванием сердца, сердечной недостаточностью (СН), субарахноидальным кровоизлиянием (САК), внезапной нейросенсорной тугоухостью (SSHL), сосудистой деменцией, гипертензией, ишемическим инсультом, геморрагическим инсультом, заболеванием сердца, диабетом и болезнью Альцгеймера.Typically, a patient having a cerebrovascular condition or disease state, respectively, has a primary disease condition, typically an underlying disease, which in turn causes the cerebrovascular condition, or at least a disease condition that is associated with the cerebrovascular condition. According to the present invention, preferred cerebrovascular conditions are treated or prevented, respectively, using said one or more CFTR modulators, where the condition(s) are caused by heart disease, heart failure (HF), subarachnoid hemorrhage (SAH), sudden sensorineural hearing loss (SSHL) ), vascular dementia, hypertension, ischemic stroke, hemorrhagic stroke, heart disease, diabetes and Alzheimer's disease.

"Модулятор CFTR" по настоящему изобретению представляет собой соединение, модулирующее функцию белка CFTR, так что он может выполнять свою основную функцию, а именно, создавать канал для хлорида (компонента соли) для прохождения через клеточную поверхность.A "CFTR modulator" of the present invention is a compound that modulates the function of the CFTR protein so that it can perform its primary function, namely, create a channel for chloride (a salt component) to pass through the cell surface.

Несколько пригодных модуляторов CFTR в контексте настоящего изобретения известны в данной области техники и предпочтительно включают усилители CFTR, корректоры CFTR и амплификаторы CFTR. Усилители CFTR увеличивают активность каналов CFTR. Корректоры CFTR увеличивают экспрессию CFTR на клеточной поверхности. Амплификаторы CFTR увеличивают количество экспрессированного CFTR за счет увеличения количества мРНК CFTR. Более предпочтительные модуляторы CFTR по настоящему изобретению представляют собой лекарственные средства, оказывающие протеостатическое действие на CFTR, в частности, корректоры CFTR и амплификаторы CFTR, особенно предпочтительно корректоры CFTR. Корректоры CFTR также очень предпочтительны для применения в настоящем изобретении, поскольку они проявляют очень хорошую активность даже при низком содержании CFTR.Several useful CFTR modulators in the context of the present invention are known in the art and preferably include CFTR amplifiers, CFTR correctors and CFTR amplifiers. CFTR enhancers increase the activity of CFTR channels. CFTR correctors increase cell surface expression of CFTR. CFTR amplification agents increase the amount of CFTR expressed by increasing the amount of CFTR mRNA. More preferred CFTR modulators of the present invention are drugs that have a proteostatic effect on CFTR, in particular CFTR correctors and CFTR amplifiers, especially preferably CFTR correctors. CFTR correctors are also highly preferred for use in the present invention because they exhibit very good activity even at low CFTR content.

Особенно пригодные соединения корректоры CFTR для применения в настоящем изобретении представляют собой производные циклопропанкарбоксамида, такие как раскрыты в WO-A-2005/075435, WO-A-2007/021982, WO-A-2008/127399, WO-A-2009/108657 и WO-A-2009/123896. Другие предпочтительные соединения корректоры CFTR для применения в настоящем изобретении представляют собой производные аминогетероциклила, такие как производные пиримидина, предпочтительно соединения, раскрытые в WO-A-2010/068863, WO-A-2010/151747 и WO-A-2011/008931, производные аминотиазола, предпочтительно соединения, раскрытые в WO-A-2006/101740, и производные хинолина/хиназолина, предпочтительно соединения, раскрытые в WO-A-2012/166654, производные кумарина, предпочтительно соединения, раскрытые в WO-A-2014/152213, и производные триметилангелицина, предпочтительно соединения, раскрытые в WO-A-2012/171954. Дополнительные пригодные соединения корректоры CFTR, которые можно применять в настоящем изобретении, раскрыты в WO-A-2014/081821, WO-A-2014/081820 и WO-A-2010/066912. Дополнительные соединения корректоры CFTR и их композиции для применения в настоящем изобретении включают ингибиторы транглутаминазы 2 (TG2) и ингибиторы казеинкиназы 2 (CK2). Предпочтительный ингибитор TG2 для применения в настоящем изобретении представляет собой цистеамин. Предпочтительный ингибитор СК2 для применения в настоящем изобретении представляет собой эпигаллокатехин галлат (ЭГКГ). Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения ингибитор TG2, предпочтительно цистеамин, и ингибитор CK2, предпочтительно ЭГКГ, применяют в комбинации. Такая комбинация может быть обеспечена в виде одновременного введения, предпочтительно в одной композиции, но также предполагается одновременное введение двух ингибиторов по-отдельности, а именно ингибитора TG2 и ингибитора CK2, каждого ингибитора как такового или в качестве компонента фармацевтической композиции. В альтернативном варианте осуществления ингибитор TG2 и ингибитор CK2 также можно вводить последовательно (так же, либо как таковые, либо в составе подходящей композиции). Комбинация ингибитора TG2 и ингибитора CK2, предпочтительно цистеамина и ЭГКГ, также раскрыта в US-A-2013/0310329.Particularly suitable CFTR corrector compounds for use in the present invention are cyclopropanecarboxamide derivatives such as those disclosed in WO-A-2005/075435, WO-A-2007/021982, WO-A-2008/127399, WO-A-2009/108657 and WO-A-2009/123896. Other preferred CFTR corrector compounds for use in the present invention are aminoheterocyclyl derivatives, such as pyrimidine derivatives, preferably the compounds disclosed in WO-A-2010/068863, WO-A-2010/151747 and WO-A-2011/008931 derivatives aminothiazole, preferably the compounds disclosed in WO-A-2006/101740, and quinoline/quinazoline derivatives, preferably the compounds disclosed in WO-A-2012/166654, coumarin derivatives, preferably the compounds disclosed in WO-A-2014/152213, and trimethylangelicin derivatives, preferably the compounds disclosed in WO-A-2012/171954. Additional suitable CFTR corrector compounds that can be used in the present invention are disclosed in WO-A-2014/081821, WO-A-2014/081820 and WO-A-2010/066912. Additional CFTR corrector compounds and compositions thereof for use in the present invention include transglutaminase 2 (TG2) inhibitors and casein kinase 2 (CK2) inhibitors. A preferred TG2 inhibitor for use in the present invention is cysteamine. A preferred CK2 inhibitor for use in the present invention is epigallocatechin gallate (EGCG). According to a preferred embodiment of the present invention, a TG2 inhibitor, preferably cysteamine, and a CK2 inhibitor, preferably EGCG, are used in combination. Such a combination can be provided by simultaneous administration, preferably in a single composition, but it is also contemplated to simultaneously administer two inhibitors separately, namely a TG2 inhibitor and a CK2 inhibitor, each inhibitor alone or as a component of a pharmaceutical composition. In an alternative embodiment, the TG2 inhibitor and the CK2 inhibitor can also be administered sequentially (either alone or in a suitable composition). A combination of a TG2 inhibitor and a CK2 inhibitor, preferably cysteamine and EGCG, is also disclosed in US-A-2013/0310329.

Конкретные примеры модуляторов CFTR для применения в настоящем изобретении включают, но не ограничиваются ими, C18 (VRT-534), лумакафтор (VX-809), тезакафтор (VX-661), 4,4',6-триметилангелицин, VRT-768, VRT-422, VRT-325, CFpot-532, Copo-22, 002_NB_28 (DBM228), DBM_003_8Cl (DBM308), а также любую комбинацию таких соединений. Наиболее предпочтительные модуляторы CFTR по настоящему изобретению представляют собой C18 и лумакафтор. Следует понимать, что настоящее изобретение также относится к применению фармацевтически приемлемых солей, сольватов, сложных эфиров, солей таких сложных эфиров, а также любого другого аддукта или производного, которые при введении пациенту, нуждающемуся в лечении, могут обеспечить прямо или косвенно модулятор CFTR для применения в настоящем изобретении или его метаболит, или его остаток.Specific examples of CFTR modulators for use in the present invention include, but are not limited to, C18 (VRT-534), lumacaftor (VX-809), tezacaftor (VX-661), 4,4',6-trimethylangelicin, VRT-768, VRT-422, VRT-325, CFpot-532, Copo-22, 002_NB_28 (DBM228), DBM_003_8Cl (DBM308), as well as any combination of such compounds. The most preferred CFTR modulators of the present invention are C18 and lumacaftor. It should be understood that the present invention also relates to the use of pharmaceutically acceptable salts, solvates, esters, salts of such esters, as well as any other adduct or derivative which, when administered to a patient in need of treatment, can provide directly or indirectly a CFTR modulator for use in the present invention, either a metabolite thereof or a residue thereof.

Настоящее изобретение также относится к модулятору(ам) CFTR, как описано выше, для применения для лечения и/или предотвращения описанных выше состояний. Настоящее изобретение также относится к применению модулятора(ов) CFTR, как описано выше, для получения лекарственного средства для лечения и/или предотвращения описанных выше состояний.The present invention also relates to CFTR modulator(s), as described above, for use in the treatment and/or prevention of the conditions described above. The present invention also relates to the use of CFTR modulator(s), as described above, for the preparation of a medicament for the treatment and/or prevention of the conditions described above.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу предотвращения и/или лечения описанных выше состояний путем введения по меньшей мере одного (т.е. одного или более) модулятора CFTR пациенту, нуждающемуся в таком лечении, предпочтительно пациенту, представляющему собой человека, более предпочтительно пациенту, страдающему цереброваскулярным состоянием, связанным или вызванным, соответственно, одним или более состояниями, выбранными из заболевания сердца, сердечной недостаточности (СН), субарахноидального кровотечения (САК), внезапной нейросенсорной тугоухости (SSHL), сосудистой деменции, гипертензии, ишемического инсульта, геморрагического инсульта, заболевания сердца, диабета и болезни Альцгеймера.Furthermore, the present invention relates to a method of preventing and/or treating the conditions described above by administering at least one (i.e., one or more) CFTR modulator to a patient in need of such treatment, preferably a human patient, more preferably a patient suffering from a cerebrovascular condition associated with or caused, respectively, by one or more conditions selected from heart disease, heart failure (HF), subarachnoid hemorrhage (SAH), sudden sensorineural hearing loss (SSHL), vascular dementia, hypertension, ischemic stroke, hemorrhagic stroke , heart disease, diabetes and Alzheimer's disease.

Согласно настоящему изобретению один или более модулятор(ов) CFTR можно применять в его/их свободной форме. В других вариантах осуществления модулятор(ы) CFTR (т.е. по меньшей мере один модулятор CFTR), применяемый в настоящем изобретении, присутствует в фармацевтической композиции, содержащей указанный по меньшей мере один модулятор CFTR, как правило, в комбинации по меньшей мере с одним фармацевтически приемлемым эксципиентом, разбавителем, носителем и/или наполнителем.According to the present invention, one or more CFTR modulator(s) can be used in its/their free form. In other embodiments, the CFTR modulator(s) (i.e., at least one CFTR modulator) used in the present invention are present in a pharmaceutical composition containing said at least one CFTR modulator, typically in combination with at least one one pharmaceutically acceptable excipient, diluent, carrier and/or excipient.

Эффективное количество модулятора CFTR, необходимое для применения в способе и применениях по настоящему изобретения, т.е. конкретный уровень эффективной дозы для любого конкретного пациента или организма, будет зависеть от множества факторов, включая расстройство, подлежащее лечению, и тяжесть расстройства; активность конкретного применяемого соединения; конкретную применяемую композицию; возраст, массу тела, общее состояние здоровья, пол и диету пациента; время введения, способ введения и скорость выведения конкретного применяемого соединения; продолжительность лечения; лекарственные средства, применяемые в комбинации или одновременно с конкретным применяемым соединением, и подобные факторы, хорошо известные в области медицины.The effective amount of CFTR modulator required for use in the method and applications of the present invention, i.e. the specific effective dose level for any particular patient or organism will depend on many factors, including the disorder being treated and the severity of the disorder; the activity of the particular compound used; the specific composition used; the age, body weight, general health, gender and diet of the patient; timing of administration, route of administration, and rate of elimination of the particular compound used; duration of treatment; drugs used in combination or concurrently with the particular compound used, and similar factors well known in the medical field.

Предпочтительные дозы в контексте настоящего изобретения, в частности, применительно к лумакафтору и C18, составляют от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мг на кг массы тела (далее обозначение "мг/кг"), предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 8 мг/кг, более предпочтительно от приблизительно 3 до приблизительно 5 мг/кг. Дозу можно вводить один или более раз, например, два или три раза в день. Предпочтительно дозы вводят один или два раза в день.Preferred doses in the context of the present invention, particularly with respect to lumacaftor and C18, are from about 0.1 to about 10 mg per kg of body weight (hereinafter referred to as “mg/kg”), preferably from about 1 to about 8 mg/kg , more preferably from about 3 to about 5 mg/kg. The dose may be administered one or more times, for example two or three times a day. Preferably, doses are administered once or twice daily.

Способ введения модулятора CFTR не имеет особого значения, и выбранный способ зависит от определенного применяемого соединения или соединений модулятора CFTR и субъекта, нуждающегося в лечении. Предпочтительно модулятор(ы) CFTR вводят системно, например, путем перорального или внутривенного введения, особенно предпочтительно путем перорального введения. Также можно рассмотреть возможность местного применения, где особенно предпочтительный местный способ введения представляет собой инъекцию в спинномозговую жидкость.The route of administration of the CFTR modulator is not particularly important, and the route chosen depends on the particular CFTR modulator compound or compounds employed and the subject being treated. Preferably, the CFTR modulator(s) are administered systemically, for example by oral or intravenous administration, particularly preferably by oral administration. Topical administration may also be considered, with a particularly preferred local route of administration being injection into the cerebrospinal fluid.

В контексте данного документа термин "пациент" означает животное, предпочтительно млекопитающее и наиболее предпочтительно человека.As used herein, the term “patient” means an animal, preferably a mammal, and most preferably a human.

По меньшей мере один модулятор CFTR, предпочтительно присутствующий в фармацевтической композиции, как описано выше, для применения в соответствии с настоящим изобретением можно вводить с применением любого количества и любого способа введения, эффективных для лечения цереброваскулярного состояния. В соответствии с настоящим изобретением следует понимать, что термин "обработка" или "лечение" означает, что тяжесть состояния по меньшей мере не прогрессирует по сравнению с состоянием, для которого лечение не проводили, предпочтительно тяжесть состояния не прогрессирует, более предпочтительно тяжесть состояния уменьшается, еще более предпочтительно существенно уменьшается и особенно предпочтительно состояние в значительной степени излечивается. Предпочтительно тяжесть состояния в соответствии с настоящим изобретением снижается по меньшей мере на 30%, более предпочтительно по меньшей мере на 50%, еще более предпочтительно по меньшей мере на 70%, особенно предпочтительно по меньшей мере на 90% до полного излечения состояния, что представляет собой наиболее предпочтительный результат лечения в соответствии с настоящим изобретением.The at least one CFTR modulator, preferably present in the pharmaceutical composition as described above, for use in accordance with the present invention can be administered using any amount and any route of administration effective for treating the cerebrovascular condition. In accordance with the present invention, the term "treatment" or "treatment" is to be understood to mean that the severity of the condition is at least not progressive compared to the condition for which no treatment was given, preferably the severity of the condition is not progressing, more preferably the severity of the condition is decreasing, even more preferably, the condition is substantially reduced, and especially preferably, the condition is substantially cured. Preferably, the severity of the condition in accordance with the present invention is reduced by at least 30%, more preferably by at least 50%, even more preferably by at least 70%, especially preferably by at least 90% until the condition is completely cured, which represents is the most preferred outcome of treatment in accordance with the present invention.

В отношении цереброваскулярного состояния, представляющего собой цель применения и способа по настоящему изобретению, соответственно, степень уменьшения тяжести или степень излечения, соответственно, цереброваскулярное состояние обычно оценивают посредством неврологической оценки субъекта, получающего лечение, в соответствии с медицинскими и диагностическими способами, известными специалисту в данной области техники, предпочтительно перед лечением в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно через обычные интервалы после начала лечения в соответствии с настоящим изобретением. Такие оценки включают, предпочтительно, измерение перфузии головного мозга с помощью МРТ (магнитно-резонансная томография), например, как описано в приведенном ниже примере (необязательно адаптировано для обследуемого пациента, например, когда пациент представляет собой человека).With respect to the cerebrovascular condition that is the target of the application and the method of the present invention, the degree of reduction in severity or the degree of cure, respectively, the cerebrovascular condition is usually assessed by neurological evaluation of the subject receiving treatment, in accordance with medical and diagnostic methods known to one skilled in the art. field of technology, preferably before treatment in accordance with the present invention, preferably at normal intervals after initiation of treatment in accordance with the present invention. Such assessments preferably include measuring cerebral perfusion using MRI (magnetic resonance imaging), for example, as described in the example below (optionally tailored to the patient being examined, eg when the patient is a human).

Настоящее изобретение также относится к применению модуляторов CFTR, предпочтительно таких, как раскрыто в данном документе, для предотвращения и/или лечения легочных расстройств, предпочтительно легочной гипертензии, более предпочтительно вторичных легочных расстройств, особенно вторичной легочной гипертензии, связанной или вызванной, соответственно, определенными первичными расстройствами, такими как атеросклероз, заболевания сердечно-сосудистой системы (заболевания сердечно-сосудистой системы, такие как ишемическая болезнь сердца (ИБС) (стенокардия и инфаркт миокарда (обычно известный как сердечный приступ)), инсульт, сердечная недостаточность, гипертоническая болезнь сердца, ревматическая болезнь сердца, кардиомиопатия, нарушения сердечного ритма, врожденные заболевания сердца, порок клапана сердца, кардит, аневризмы аорты, заболевание периферических артерий, тромбоэмболическое заболевание и венозный тромбоз. Настоящее изобретение также относится к способу предотвращения и/или лечения легочных расстройств, предпочтительно легочной гипертензии, более предпочтительно вторичных легочных расстройств, таких как вторичная легочная гипертензия, связанная или вызванная, соответственно, определенными первичными расстройствами, такими как атеросклероз, заболевания сердечно-сосудистой системы (заболевания сердечно-сосудистой системы, такие как ишемическая болезнь сердца (ИБС) (стенокардия и инфаркт миокарда (обычно известный как сердечный приступ)), инсульт, сердечная недостаточность, гипертоническая болезнь сердца, ревматическая болезнь сердца, кардиомиопатия, нарушения сердечного ритма, врожденные заболевания сердца, порок клапана сердца, кардит, аневризмы аорты, заболевание периферических артерий, тромбоэмболическое заболевание и венозный тромбоз, включающему стадию введения эффективного количества по меньшей мере одного модулятора CFTR, предпочтительно модуляторов CFTR, как раскрыто данном документе, пациенту, нуждающемуся в этом.The present invention also relates to the use of CFTR modulators, preferably as disclosed herein, for the prevention and/or treatment of pulmonary disorders, preferably pulmonary hypertension, more preferably secondary pulmonary disorders, especially secondary pulmonary hypertension associated with or caused, respectively, by certain primary disorders such as atherosclerosis, cardiovascular diseases (cardiovascular diseases such as coronary artery disease (CHD) (angina and myocardial infarction (commonly known as heart attack)), stroke, heart failure, hypertensive heart disease, rheumatic heart disease, cardiomyopathy, cardiac arrhythmias, congenital heart disease, valvular heart disease, carditis, aortic aneurysms, peripheral arterial disease, thromboembolic disease and venous thrombosis. The present invention also provides a method for preventing and/or treating pulmonary disorders, preferably pulmonary hypertension, more preferably secondary pulmonary disorders such as secondary pulmonary hypertension associated or caused, respectively, by certain primary disorders such as atherosclerosis, cardiovascular diseases (cardiovascular diseases such as coronary artery disease (CHD) (angina and heart attack) myocardium (commonly known as a heart attack)), stroke, heart failure, hypertensive heart disease, rheumatic heart disease, cardiomyopathy, cardiac arrhythmias, congenital heart disease, valvular heart disease, carditis, aortic aneurysms, peripheral arterial disease, thromboembolic disease and venous thrombosis, comprising the step of administering an effective amount of at least one CFTR modulator, preferably CFTR modulators as disclosed herein, to a patient in need thereof.

ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВDESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS

Фигура 1. Церебральный кровоток снижен у мышей CFTRΔF508.Figure 1. Cerebral blood flow is reduced in CFTRΔF508 mice.

(A) Миогенное сужение кровеносных сосудов сильнее в задних мозговых артериях (ЗМА), полученных от мутантных по регулятору трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR) ΔF508 мышей, по сравнению с контрольными однопометными мышами дикого типа (WT). (B) Задние мозговые артерии, полученные от мышей CFTRΔF508, демонстрируют сдвиг в сторону увеличения их зависимости реакции от дозы фенилэфрина. (C) Однако, как только реакции на фенилэфрин нормализованы по базовому тонусу (тонусактивный - тонуспокой, где тонусактивный представляет собой тонус при заданной концентрации фенилэфрина, а тонуспокой представляет собой тонус непосредственно перед стимуляцией), зависимость реакции от дозы фенилэфрина у WT и CFTRΔF508 практически идентичны (двухфакторный дисперсионный анализ P=N.S.). Средние максимальные диаметры сосудов при 45 мм рт. ст. (диаметрмакс) составляют: CFTRΔF508: 186 ± 2 мкм, n = 6 от 4 мышей и WT: 169 ± 8 мкм, n = 5 от 3 мышей; (критерий Манна-Уитни P=N.S. для диаметрмакс). (D) Магнитно-резонансную томографию применяли для измерения церебрального кровотока в заранее определенных кортикальных областях переднего мозга. Показаны типичные карты перфузии переднего мозга мышей WT и CFTRΔF508. Церебральный кровоток значимо ниже у мышей CFTRΔF508 (n = 10) по сравнению с однопометниками дикого типа (n = 11); однако ни (E) объемная скорость кровотока сердца (CO) (n = 5 для обеих групп), ни (F) общее периферическое сопротивление сосудов (TRP) (n = 5 для обеих групп) не различались между двумя генотипами. (G) У мышей WT экспрессия мРНК CFTR значимо выше в задних мозговых артериях (n = 5) по сравнению с артериями скелетных мышц кремастера (мышца, поддерживающая яичко) (Cre; n = 6). (H) Миогенный тонус резистивной артерии скелетных мышц кремастера не изменяется ингибированием CFTR in vitro (100 нмоль/л CFTR(ингибитор)-172 в течение 30 минут). (I) Делеция гена CFTR (CFTR KO), однако, вызывает умеренное, но значительное ослабление миогенного тонуса. Средние максимальные диаметры сосудов при 60 мм рт. ст. (диаметрмакс) составляют: WT (панель G): 72 ± 3 мкм, n = 5 от 4 мышей; CFTR KO (панель H): 88 ± 4 мкм, n = 6 от 4 мышей; и однопометники дикого типа (панель H): 78 ± 4 мкм, n = 5 от 2 мышей. Все данные представлены в виде среднего значения ± стандартная ошибка среднего. * обозначает P < 0,05 для непарного сравнения при помощи критерия Манна-Уитни. Сокращения: CFTR - регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе; Cre - кремастер; KO - нокаут; ЗМА - задняя мозговая артерия; WT - дикий тип.(A) Myogenic vasoconstriction is greater in posterior cerebral arteries (PCAs) obtained from cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) mutant ΔF508 mice compared with control wild-type (WT) littermates. (B) Posterior cerebral arteries obtained from CFTRΔF508 mice show an upward shift in their phenylephrine dose response. (C) However, once responses to phenylephrine are normalized to baseline tone ( active tone - resting tone, where active tone represents tone at a given phenylephrine concentration and resting tone represents tone immediately before stimulation), the dose-response relationship of phenylephrine in WT and CFTR ΔF508 are almost identical (two-way ANOVA P=NS). Average maximum vessel diameters at 45 mm Hg. Art. (diameter max ) are: CFTR ΔF508 : 186 ± 2 µm, n = 6 from 4 mice and WT: 169 ± 8 µm, n = 5 from 3 mice; (Mann-Whitney test P=NS for diameter max ). (D) Magnetic resonance imaging was used to measure cerebral blood flow in predefined cortical forebrain regions. Representative forebrain perfusion maps of WT and CFTRΔF508 mice are shown. Cerebral blood flow is significantly lower in CFTRΔF508 mice (n = 10) compared to wild-type littermates (n = 11); however, neither (E) cardiac volumetric flow rate (CO) (n = 5 for both groups) nor (F) total peripheral vascular resistance (TRP) (n = 5 for both groups) differed between the two genotypes. (G) In WT mice, CFTR mRNA expression is significantly higher in the posterior cerebral arteries (n = 5) compared to the skeletal muscle arteries of the cremaster (the muscle that supports the testis) (Cre; n = 6). (H) Myogenic tone of the cremaster skeletal muscle resistance artery is not altered by CFTR inhibition in vitro (100 nmol/L CFTR (inhibitor) -172 for 30 minutes). (I) Deletion of the CFTR gene (CFTR KO), however, causes a mild but significant attenuation of myogenic tone. Average maximum vessel diameters at 60 mm Hg. Art. (diameter max ) are: WT (panel G): 72 ± 3 µm, n = 5 from 4 mice; CFTR KO (panel H): 88 ± 4 μm, n = 6 from 4 mice; and wild-type littermates (panel H): 78 ± 4 μm, n = 5 from 2 mice. All data are presented as mean ± standard error of the mean. * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons using the Mann-Whitney test. Abbreviations: CFTR, cystic fibrosis transmembrane conductance regulator; Cre - cremaster; KO - knockout; PCA - posterior cerebral artery; WT - wild type.

Фигура 2. C18 увеличивает экспрессию и функцию белка CFTR дикого типа за счет протеостатического механизма.Figure 2. C18 increases wild-type CFTR protein expression and function through a proteostatic mechanism.

(A) Мозговые артерии, полученные от наивных мышей, получавших C18 (3 мг/кг в день в течение 2 дней; n = 5), имеют более высокую экспрессию белка регулятора трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR), по сравнению с артериями, полученными от контрольных носителей (n = 5). (B) C18 не влияет на экспрессию мРНК CFTR мозговой артерии (контроль n = 6, C18 n = 5). (C) C18 (6 мкмоль/л; 24 ч) увеличивает экспрессию белка CFTR в клетках фибробластов почек детенышей хомяка, стабильно экспрессирующих человеческий CFTR (n = 12 для обеих групп); (D) C18 не влияет на экспрессию мРНК CFTR в данной системе (n = 6 для обеих групп). (E) Фактор некроза опухоли (TNF; 10 нг/мл в течение 48 часов) подавляет экспрессию белка CFTR в первичных сосудистых гладкомышечных клетках брыжеечной артерии (контроль: n = 8; TNF: n = 8); совместная инкубация TNF с C18 (6 мкмоль/л; 24 ч) после 24 ч инкубации TNF (т.е. 48 ч TNF + 24 ч C18) полностью восстанавливает экспрессию белка CFTR (n = 7). Восстановление экспрессии белка CFTR в сосудистых гладкомышечных клетках коррелирует с нормализацией поглощения ослабленного (F) FITC-меченного сфингозин-1-фосфата (измеряется как увеличение интенсивности флуоресценции при 525 нм с помощью стандартного способа анализа сортировки клеток с активацией флуоресценции; контроль: n = 7; TNF: n = 10; TNF + C18: n = 6) и (G) стимулированный форсколином отток йодида (контроль: n = 7; TNF: n = 6; TNF + C18: n = 6). Все данные представлены в виде среднего значения ± стандартная ошибка среднего. На панелях от A до D * обозначает P < 0,05 для непарного сравнения при помощи критерия Манна-Уитни; на панелях от E до G * обозначает P < 0,05 для непарных сравнений с контролем при помощи критерия Краскела-Уоллиса и апостериорного критерия Даннетта. Сокращения: Конт - контроль; CFTR - регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе; TNF - фактор некроза опухоли.(A) Cerebral arteries obtained from naïve mice treated with C18 (3 mg/kg per day for 2 days; n = 5) have higher expression of cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) protein compared with arteries obtained from from control carriers (n = 5). (B) C18 does not affect cerebral artery CFTR mRNA expression (control n = 6, C18 n = 5). (C) C18 (6 μmol/L; 24 h) increases CFTR protein expression in baby hamster kidney fibroblast cells stably expressing human CFTR (n = 12 for both groups); (D) C18 does not affect CFTR mRNA expression in this system (n = 6 for both groups). (E) Tumor necrosis factor (TNF; 10 ng/ml for 48 hours) suppresses CFTR protein expression in primary vascular smooth muscle cells of the mesenteric artery (control: n = 8; TNF: n = 8); Co-incubation of TNF with C18 (6 μmol/L; 24 h) after 24 h of TNF incubation (i.e., 48 h TNF + 24 h C18) completely restored CFTR protein expression (n = 7). Restoration of CFTR protein expression in vascular smooth muscle cells correlates with normalization of attenuated (F)FITC-labeled sphingosine-1-phosphate uptake (measured as an increase in fluorescence intensity at 525 nm using a standard fluorescence-activated cell sorting assay; control: n = 7; TNF: n = 10; TNF + C18: n = 6) and (G) forskolin-stimulated iodide efflux (control: n = 7; TNF: n = 6; TNF + C18: n = 6). All data are presented as mean ± standard error of the mean. In panels A to D, * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons using the Mann-Whitney test; in panels E to G, * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons with controls using the Kruskal-Wallis test and Dunnett's post hoc test. Abbreviations: Cont - control; CFTR - cystic fibrosis transmembrane conductance regulator; TNF - tumor necrosis factor.

Фигура 3. C18 восстанавливает перфузию головного мозга при сердечной недостаточности.Figure 3. C18 restores cerebral perfusion in heart failure.

(A) Мозговые артерии, полученные от мышей с сердечной недостаточностью (СН; 6 недель после перевязки левой передней нисходящей коронарной артерии), имеют сниженную экспрессию белка регулятора трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR) (n = 5) по сравнению с артериями, полученными от ложнооперированных контрольных животных (n = 6). Обработка C18 in vivo (3 мг/кг ежедневно в течение 2 дней) устраняет такое снижение экспрессии белка CFTR в мозговой артерии (n = 8). (B) Обработка C18 in vivo снижает миогенный тонус в задних мозговых артериях, полученных от мышей с СН, эффект (C), не наблюдаемый в задних мозговых артериях, выделенных от мышей с нокаутом CFTR (KO). Средние максимальные диаметры сосудов при 45 мм рт.ст. (диаметрмакс) составляют: ложнооперированные = 146 ± 9 мкм, n = 5 от 3 мышей; СН = 149 ± 8 мкм, n = 6 от 4 мышей; СН + C18 = 155 ± 8 мкм, n = 8 от 6 мышей (критерий Краскела-Уоллиса P=N.S. для диаметрмакс); и CFTR KO = 142 ± 5 мкм, n = 6 от 3 мышей; CFTR KO + C18 = 145 ± 5 мкм, n = 6 от 3 мышей (критерий Манна-Уитни P=N.S. для диаметрмакс). По сравнению с ложнооперированными контрольными животными, мыши с СН имеют (D) сниженную объемную скорость кровотока сердца (ложнооперированные: n = 6; СН: n = 8; СН + C18: n = 8), (E) повышенное общее периферическое сопротивление сосудов (n = 6 для всех групп) и (F) снижение среднего артериального давления (САД) (n = 6 для всех групп). (G) Показаны типичные карты перфузии магнитно-резонансной томографии, которые применяли для определения церебрального кровотока коры переднего мозга. СН провоцирует снижение церебральной перфузии; обработка C18 значимо улучшает перфузию головного мозга у мышей с СН (ложнооперированные: n = 6; СН: n = 8; СН + C18: n = 8). Все данные представлены в виде среднего значения ± стандартная ошибка среднего. Для панелей A и G * обозначает P < 0,05 для непарных сравнений с ложнооперированными животными при помощи критерия Краскела-Уоллиса и апостериорного критерия Даннетта; для панели B * обозначает P < 0,05 для непарных сравнений с ложнооперированными животными при помощи двухфакторного дисперсионного анализа и ретроспективного анализа с критерием Тьюки; на панели C группы статистически сравнивали при помощи двухфакторного дисперсионного анализа (P=N.S.); и на панелях от E до G * обозначает P < 0,05 для непарных сравнений с СН при помощи критерия Краскела-Уоллиса и апостериорного критерия Даннетта. Все образцы на типичном изображении вестерн-блоттинга, отображаемом на панели А, получены от одной и той же пленки, но образец СН + C18 не был расположен рядом на этой пленке, как показано на данной фигуре. Сокращения: Конт - контроль; CFTR - регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе; диаметрмакс максимальный диаметр сосуда; СН - сердечная недостаточность; KO - нокаут.(A) Cerebral arteries obtained from mice with heart failure (HF; 6 weeks after ligation of the left anterior descending coronary artery) have reduced expression of cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) protein (n = 5) compared with arteries obtained from sham-operated control animals (n = 6). In vivo treatment with C18 (3 mg/kg daily for 2 days) reversed this reduction in CFTR protein expression in the cerebral artery (n = 8). (B) In vivo C18 treatment reduces myogenic tone in posterior cerebral arteries isolated from HF mice, an effect (C) not observed in posterior cerebral arteries isolated from CFTR knockout (KO) mice. Average maximum vessel diameters at 45 mm Hg. (diameter max ) are: sham operated = 146 ± 9 µm, n = 5 from 3 mice; CH = 149 ± 8 µm, n = 6 from 4 mice; CH + C18 = 155 ± 8 µm, n = 8 from 6 mice (Kruskal-Wallis test P=NS for diameter max ); and CFTR KO = 142 ± 5 μm, n = 6 from 3 mice; CFTR KO + C18 = 145 ± 5 µm, n = 6 from 3 mice (Mann-Whitney test P=NS for diameter max ). Compared with sham-operated controls, mice with HF have (D) reduced cardiac volume velocity (sham-operated: n = 6; HF: n = 8; HF + C18: n = 8), (E) increased total peripheral vascular resistance ( n = 6 for all groups) and (F) reduction in mean arterial pressure (MAP) (n = 6 for all groups). (G) Shown are representative magnetic resonance imaging perfusion maps that were used to determine cerebral blood flow in the forebrain cortex. HF provokes a decrease in cerebral perfusion; C18 treatment significantly improved brain perfusion in mice with HF (sham-operated: n = 6; HF: n = 8; HF + C18: n = 8). All data are presented as mean ± standard error of the mean. For panels A and G, * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons with sham-operated animals using the Kruskal-Wallis test and Dunnett's post hoc test; for panel B, * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons with sham-operated animals using two-way ANOVA and post hoc analysis with Tukey's test; in panel C, groups were statistically compared using two-way analysis of variance (P=NS); and in panels E to G, * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons with HF using the Kruskal-Wallis test and Dunnett's post hoc test. All samples in the typical Western blot image displayed in panel A are from the same film, but the CH+C18 sample was not located side by side on that film as shown in this figure. Abbreviations: Cont - control; CFTR - cystic fibrosis transmembrane conductance regulator; diameter max is the maximum diameter of the vessel; HF - heart failure; KO - knockout.

Фигура 4. C18 не вызывает отек головного мозга.Figure 4. C18 does not cause cerebral edema.

Показаны типичные количественные карты T2, которые оценивают содержание воды в головном мозге как время релаксации T2 на изображениях магнитного резонанса. В общей сложности для каждой мыши оценивали девять карт Т2, которые покрывают переднюю, среднюю и заднюю области мозга. На типичных изображениях показаны срезы передней (слева), средней (в центре) и задней (справа) областей мозга ложнооперированных мышей (вверху), мышей с сердечной недостаточностью (СН; в центре) и мышей с СН, обработанных C18 (3 мг/кг в день в течение 2 дней) (внизу). Ни СН, ни обработка C18 у мышей с СН не вызывает изменения времени релаксации T2 в любой из интересующих областей в любом из оцениваемых срезов. Таким образом, данные объединяли для получения среднего времени релаксации T2 для корковой и подкорковой областей и представляли графически (ложнооперированные: n = 7; СН: n = 7; СН + C18: n = 6; критерий Манна-Уитни P=N.S. между группами в корковой и подкорковой областях соответственно). Все данные представлены в виде среднего значения ± стандартная ошибка среднего. Группы статистически сравнивали при помощи критерия Краскела-Уоллиса (P = N.S.). Сокращения: СН - сердечная недостаточность.Shown are typical quantitative T 2 maps that estimate brain water content as T 2 relaxation time on magnetic resonance images. A total of nine T 2 maps were assessed for each mouse, covering the anterior, middle and posterior brain regions. Representative images show sections of the anterior (left), middle (center), and posterior (right) brain regions of sham-operated mice (top), mice with heart failure (HF; center), and mice with HF treated with C18 (3 mg/kg per day for 2 days) (below). Neither CH nor C18 treatment in CH mice caused changes in T2 relaxation times in any of the regions of interest in any of the slices assessed. Thus, the data were combined to obtain the mean T2 relaxation time for the cortical and subcortical regions and presented graphically (sham: n = 7; CH: n = 7; CH + C18: n = 6; Mann-Whitney test P=NS between groups in the cortical and subcortical regions, respectively). All data are presented as mean ± standard error of the mean. Groups were statistically compared using the Kruskal-Wallis test (P = NS). Abbreviations: HF - heart failure.

Фигура 5. C18 восстанавливает перфузию головного мозга при субарахноидальном кровоизлиянии.Figure 5. C18 restores cerebral perfusion in subarachnoid hemorrhage.

(A) Мозговые артерии, полученные от мышей с субарахноидальным кровоизлиянием (САК; через 2 дня после индукции САК), имеют пониженную экспрессию белка регулятора трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR) (n = 6), по сравнению с артериями, полученными от ложнооперированных контрольных животных (n = 6). Обработка C18 in vivo (3 мг/кг в день в течение 2 дней) устраняет это снижение в экспрессии белка CFTR в артериях (n = 6). (B) Обработка C18 in vivo снижает миогенный тонус в обонятельных артериях, полученных от мышей с САК, эффект (C), не наблюдаемый в обонятельных артериях, полученных от мышей с нокаутом CFTR (KO). Средние максимальные диаметры сосудов при 45 мм рт.ст. (диаметрмакс) составляют: ложнооперированные = 113 ± 3 мкм, n = 5 от 3 мышей; САК = 109 ± 6 мкм, n = 6 от 6 мышей; САК + C18 = 104 ± 12 мкм, n = 5 от 4 мышей (критерий Краскела-Уоллиса P=N.S. для диаметрмакс); и CFTR WT = 98 ± 6 мкм, n = 8 от 4 мышей; CFTR KO = 110 ± 8 мкм, n = 5 от 4 мышей; CFTR KO + C18 = 96 ± 6 мкм, n = 6 от 3 мышей (критерий Краскела-Уоллиса P=N.S. для диаметрмакс). (D) Показаны типичные карты перфузии магнитно-резонансной томографии, которые применяли для определения церебрального кровотока коры переднего мозга. САК стимулирует снижение перфузии головного мозга; обработка C18 значительно улучшает перфузию головного мозга у мышей с САК (ложнооперированные: n = 10; САК: n = 5; САК + C18: n = 9). Все данные представлены в виде среднего значения ± стандартная ошибка среднего. На панелях A и D * обозначает P < 0,05 для непарных сравнений с САК при помощи критерия Краскела-Уоллиса и апостериорного критерия Даннетта; на панели B * обозначает P < 0,05 для непарных сравнений с САК при помощи двухфакторного дисперсионного анализа и ретроспективного анализа с критерием Тьюки; на панели C группы статистически сравнивали при помощи двухфакторного дисперсионного анализа (P = N.S.). Сокращения: CFTR - регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе; диаметрмакс - максимальный диаметр сосуда; СН - сердечная недостаточность; KO - нокаут; САК - субарахноидальное кровоизлияние.(A) Cerebral arteries obtained from mice with subarachnoid hemorrhage (SAH; 2 days after SAH induction) have reduced expression of cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) protein (n = 6), compared with arteries obtained from sham-operated controls animals (n = 6). Treatment with C18 in vivo (3 mg/kg per day for 2 days) reversed this decrease in arterial CFTR protein expression (n = 6). (B) In vivo C18 treatment reduces myogenic tone in olfactory arteries obtained from SAH mice, an effect (C) not observed in olfactory arteries obtained from CFTR knockout (KO) mice. Average maximum vessel diameters at 45 mm Hg. (diameter max ) are: sham operated = 113 ± 3 µm, n = 5 from 3 mice; SAC = 109 ± 6 μm, n = 6 from 6 mice; SAC + C18 = 104 ± 12 µm, n = 5 from 4 mice (Kruskal-Wallis test P=NS for diameter max ); and CFTR WT = 98 ± 6 μm, n = 8 from 4 mice; CFTR KO = 110 ± 8 μm, n = 5 from 4 mice; CFTR KO + C18 = 96 ± 6 µm, n = 6 from 3 mice (Kruskal-Wallis test P=NS for diameter max ). (D) Representative magnetic resonance imaging perfusion maps used to determine cerebral blood flow in the forebrain cortex are shown. SAH stimulates decreased cerebral perfusion; C18 treatment significantly improved brain perfusion in SAH mice (sham-operated: n = 10; SAH: n = 5; SAH + C18: n = 9). All data are presented as mean ± standard error of the mean. In panels A and D, * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons with SAH using the Kruskal-Wallis test and Dunnett's post hoc test; in panel B, * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons with SAH using two-way ANOVA and post hoc ANOVA with Tukey's test; in panel C, groups were statistically compared using two-way analysis of variance (P = NS). Abbreviations: CFTR, cystic fibrosis transmembrane conductance regulator; diameter max - maximum diameter of the vessel; HF - heart failure; KO - knockout; SAH - subarachnoid hemorrhage.

Фигура 6: Лумакафтор увеличивает экспрессию белка CFTR дикого типа с помощью протеостатического механизма и восстанавливает перфузию головного мозга при субарахноидальном кровоизлиянии.Figure 6: Lumacaftor increases wild-type CFTR protein expression through a proteostatic mechanism and restores cerebral perfusion in subarachnoid hemorrhage.

(A) Мозговые артерии, полученные от наивных мышей, получавших лумакафтор (Лум; 3 мг/кг ежедневно в течение 2 дней; n = 6), имеют более высокую экспрессию белка регулятора трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR), по сравнению с артериями, полученными от контрольных носителей (n = 7). (B) лумакафтор не влияет на экспрессию мРНК CFTR в мозговой артерии (n = 5 для обеих групп). (C) лумакафтор (6 мкмоль/л; 24 ч) увеличивает экспрессию белка CFTR в клетках фибробластов почек детенышей хомяка, стабильно экспрессирующих человеческий CFTR (n = 13 для обеих групп); (D) лумакафтор не влияет на экспрессию мРНК CFTR в данной системе (n = 6 для обеих групп). (E) Мозговые артерии, полученные от мышей с субарахноидальным кровоизлиянием (САК; 2 дня после индукции САК), имеют пониженную экспрессию белка CFTR (n = 5) по сравнению с артериями, полученными от ложнооперированных контрольных животных (n = 6). Обработка лумакафтором in vivo (3 мг/кг ежедневно в течение 2 дней) устраняет такое снижение экспрессии белка CFTR в мозговой артерии (n = 6). (F) Обработка лумакафтором in vivo снижает миогенный тонус в обонятельных артериях, выделенных от мышей с САК. Средние максимальные диаметры сосудов при 45 мм рт. ст. (диаметрмакс) составляют: ложнооперированные = 91 ± 3 мкм, n = 7 от 4 мышей, САК = 86 ± 2 мкм, n = 6 от 3 мышей; САК + Лум = 87 ± 4 мкм, n = 7 из 4 мышей (критерий Краскела-Уоллиса P=N.S. для диаметрмакс). (G) Показаны типичные карты перфузии магнитно-резонансной томографии, которые применяли для определения церебрального кровотока. САК провоцирует снижение перфузии головного мозга; лечение лумакафтором значительно улучшает перфузию головного мозга у мышей с САК (ложнооперированные: n = 6; САК: n = 5; САК + Лум: n = 6). Все данные представлены в виде среднего значения ± стандартная ошибка среднего. На панелях от A до D * обозначает P < 0,05 для непарного сравнения при помощи критерия Манна-Уитни; на панелях от E до G * обозначает P < 0,05 для непарных сравнений с САК при помощи критерия Краскела-Уоллиса и апостериорного критерия Даннетта. На панели F * обозначает P < 0,05 для непарных сравнений с САК при помощи двухфакторного дисперсионного анализа и ретроспективного анализа с критерием Тьюки. Сокращения: CFTR - регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе; диаметрмакс - максимальный диаметр сосуда; Лум - лумакафтор; САК - субарахноидальное кровоизлияние.(A) Cerebral arteries obtained from naïve mice treated with lumacaftor (Lum; 3 mg/kg daily for 2 days; n = 6) have higher expression of cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) protein compared with arteries obtained from control carriers (n = 7). (B) Lumacaftor did not affect CFTR mRNA expression in the cerebral artery (n = 5 for both groups). (C) lumacaftor (6 μmol/L; 24 h) increases CFTR protein expression in baby hamster kidney fibroblast cells stably expressing human CFTR (n = 13 for both groups); (D) Lumacaftor did not affect CFTR mRNA expression in this system (n = 6 for both groups). (E) Cerebral arteries obtained from mice with subarachnoid hemorrhage (SAH; 2 days after SAH induction) have reduced CFTR protein expression (n = 5) compared with arteries obtained from sham-operated controls (n = 6). In vivo treatment with lumacaftor (3 mg/kg daily for 2 days) reversed this reduction in CFTR protein expression in the cerebral artery (n = 6). (F) In vivo treatment with lumacaftor reduces myogenic tone in olfactory arteries isolated from mice with SAH. Average maximum vessel diameters at 45 mm Hg. Art. (diameter max ) are: sham operated = 91 ± 3 µm, n = 7 from 4 mice, SAC = 86 ± 2 µm, n = 6 from 3 mice; NAC + Lum = 87 ± 4 µm, n = 7 of 4 mice (Kruskal-Wallis test P=NS for diameter max ). (G) Representative magnetic resonance imaging perfusion maps used to determine cerebral blood flow are shown. SAH provokes a decrease in cerebral perfusion; treatment with lumacaftor significantly improves brain perfusion in mice with SAH (sham-operated: n = 6; SAH: n = 5; SAH + Lum: n = 6). All data are presented as mean ± standard error of the mean. In panels A to D, * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons using the Mann-Whitney test; in panels E to G, * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons with SAH using the Kruskal-Wallis test and Dunnett's post hoc test. In panel F* denotes P < 0.05 for unpaired comparisons with SAH using two-way ANOVA and post hoc analysis with Tukey's test. Abbreviations: CFTR, cystic fibrosis transmembrane conductance regulator; diameter max - maximum diameter of the vessel; Lum - lumacaftor; SAH - subarachnoid hemorrhage.

Фигура 7: Коррекция CFTR снижает повреждение нейронов при субарахноидальном кровоизлиянии.Figure 7: Correction of CFTR reduces neuronal damage in subarachnoid hemorrhage.

Показаны типичные изображения кортикальных клеток, окрашенных по экспрессии расщепленной каспазы-3 (вверху) и фтор-нефритом (внизу) для когорт, включающих схемы лечения (A) C18 (3 мг/кг ежедневно в течение 2 дней) и (B) лумакафтор (Лум; 3 мг/кг ежедневно в течение 2 дней). Субарахноидальное кровоизлияние (САК; n = 13 мышей) увеличивает количество (C) каспазы-3 и (D) положительных по фтор-нефриту клеток по сравнению с ложнооперированными контрольными животными (n = 12); как C18 (n = 6), так и лумакафтор (n = 5) устраняют усиление окрашивания каспазы-3 и фтор-нефритом. (E) Мыши с САК (n = 11) имеют более низкий балл по модифицированной шкале Гарсия (максимальный балл = 18; слепые оценки, сделанные через 2 дня после САК), по сравнению с ложнооперированными мышами (n = 11); обработка C18 (n = 10) восстанавливает неврологическую оценку до уровня ложнооперированных животных. Все данные представлены в виде среднего значения ± стандартная ошибка среднего. * обозначает P < 0,05 для непарных сравнений с ложнооперированными животными при помощи критерия Краскела-Уоллиса и апостериорного критерия Даннетта. На панелях C и D знак + означает P < 0,05 по сравнению с САК без обработки при помощи критерия Краскела-Уоллиса и апостериорного критерия Даннетта. Сокращения: Лум - лумакафтор; САК - субарахноидальное кровоизлияние.Shown are representative images of cortical cells stained for cleaved caspase-3 expression (top) and fluorinephritis (bottom) for cohorts including treatment regimens of (A) C18 (3 mg/kg daily for 2 days) and (B) lumacaftor ( Lum; 3 mg/kg daily for 2 days). Subarachnoid hemorrhage (SAH; n = 13 mice) increases the number of (C) caspase-3 and (D) FJ-positive cells compared with sham-operated controls (n = 12); both C18 (n = 6) and lumacaftor (n = 5) abolished the enhancement of caspase-3 and FJ staining. (E) SAH mice (n = 11) have a lower modified Garcia score (maximum score = 18; blinded assessments made 2 days after SAH) compared with sham-operated mice (n = 11); treatment with C18 (n = 10) restored neurological scores to the level of sham-operated animals. All data are presented as mean ± standard error of the mean. * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons with sham-operated animals using the Kruskal-Wallis test and Dunnett's post hoc test. In panels C and D, the + sign indicates P < 0.05 compared with untreated SAH using the Kruskal-Wallis test and Dunnett's post hoc test. Abbreviations: Lum - lumacaftor; SAH - subarachnoid hemorrhage.

Фигура 8: Размещение интересующей области на изображениях FAIR-EPI и анализах.Figure 8: Placement of region of interest on FAIR-EPI images and analyses.

Показаны типичные анатомические T2-взвешенные карты, T1-взвешенные карты потокозависимой последовательности инверсия-восстановление (FAIR), и карты FAIR церебрального кровотока (ЦК) для мышей, перенесших хирургическую процедуру по сердечной недостаточности (верхний ряд) или субарахноидальному кровоизлиянию (САК; нижний ряд). Интересующие области были вручную нарисованы на изображениях FAIR среза переднего мозга, полученных при времени инверсии (TI) 825 мс с применением программного обеспечения MIPAV. Как показано, интересующие области охватывают приблизительно 1 мм3 объема коры головного мозга в пределах одного полушария. Затем интересующие области скопировали непосредственно на карты ЦК, полученные из изображений FAIR в отдельные моменты времени инверсии. Мыши с САК и ложнооперированные контрольные животные демонстрировали различную степень искажения эхо-планарной визуализации (EPI) (лучше всего визуализируемое на изображении FAIR); искажение EPI было минимальным у мышей с сердечной недостаточностью.Shown are representative anatomical T2-weighted maps, T1-weighted flow-dependent inversion-recovery (FAIR) maps, and cerebral blood flow (CBF) FAIR maps for mice undergoing a surgical procedure for heart failure (top row) or subarachnoid hemorrhage (SAH; bottom row). ). Regions of interest were manually drawn on FAIR images of forebrain slices acquired at an inversion time (TI) of 825 ms using MIPAV software. As shown, the regions of interest span approximately 1 mm 3 of cortical volume within one hemisphere. Regions of interest were then copied directly onto CB maps obtained from FAIR images at individual inversion time points. SAH mice and sham-operated controls showed varying degrees of echo-planar imaging (EPI) distortion (best visualized on the FAIR image); EPI distortion was minimal in mice with heart failure.

Сокращения: ЦК - церебральный кровоток; EPI - эхо-планарная визуализация; FAIR - потокозависимая последовательность инверсия-восстановление; САК - субарахноидальное кровоизлияние.Abbreviations: CB - cerebral blood flow; EPI - echo planar imaging; FAIR - flow-dependent inversion-recovery sequence; SAH - subarachnoid hemorrhage.

Фигура 9: Среднее артериальное давление у мышей с нокаутом CFTRFigure 9: Mean arterial pressure in CFTR knockout mice

Среднее артериальное давление ниже у мышей с нокаутом регулятора трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR KO; CFTRtm1Unc; n = 6), по сравнению с однопометниками дикого типа (WT; n = 6). * обозначает P < 0,05 для непарного сравнения при помощи t-критерия.Mean arterial pressure is lower in cystic fibrosis transmembrane conductance regulator knockout (CFTR KO; CFTRtm1Unc; n = 6) mice compared with wild-type (WT; n = 6) littermates. * denotes P < 0.05 for unpaired comparison using t test.

Сокращения: CFTR - регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе; KO - нокаут; WT - дикий типAbbreviations: CFTR, cystic fibrosis transmembrane conductance regulator; KO - knockout; WT - wild type

Фигура 10: Реакции на фенилэфрин в артериях кремастера мышейFigure 10: Responses to phenylephrine in mouse cremaster arteries

Фенилэфрин стимулирует дозозависимое сужение кровеносных сосудов в артериях скелетных мышц кремастера, полученных от мышей дикого типа и с нокаутом регулятора трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR KO; CFTRtm1Unc). Зависимость реакции от дозы фенилэфрина не изменяется (А) ингибированием CFTR in vitro (100 нмоль/л CFTR(ингибитор)-172 в течение 30 минут) или (B) делецией гена CFTR. Средние максимальные диаметры сосудов при 60 мм рт. ст. (диаметрмакс) составляют: дикий тип (панель A): 72 ± 3 мкм, n = 5 от 4 мышей; CFTR KO (панель B): 88 ± 4 мкм, n = 6 от 4 мышей; и однопометники дикого типа (панель B): 79 ± 4 мкм, n = 5 от 2 мышей. Кривые "доза-реакция" на панели A сравниваются при помощи парного двухфакторного дисперсионного анализа (P=N.S.); кривые на панели B сравниваются при помощи непарного двухфакторного дисперсионного анализа (P=N.S.). Для панели B значения диаметрмакс KO и дикого типа не различаются (t-критерий P=N.S.).Phenylephrine stimulates dose-dependent vasoconstriction in cremaster skeletal muscle arteries obtained from wild-type and cystic fibrosis transmembrane conductance regulator knockout (CFTR KO; CFTRtm1Unc) mice. The dose response of phenylephrine is not altered by (A) inhibition of CFTR in vitro (100 nmol/L CFTR(inhibitor)-172 for 30 minutes) or (B) deletion of the CFTR gene. Average maximum vessel diameters at 60 mm Hg. Art. (diameter max ) are: wild type (panel A): 72 ± 3 µm, n = 5 from 4 mice; CFTR KO (panel B): 88 ± 4 μm, n = 6 from 4 mice; and wild-type littermates (panel B): 79 ± 4 μm, n = 5 from 2 mice. The dose-response curves in panel A are compared using paired two-way ANOVA (P=NS); curves in panel B are compared using unpaired two-way ANOVA (P=NS). For panel B, diameter max KO and wild type values do not differ (t-test P=NS).

Сокращения: CFTR - регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе; диаметрмакс - максимальный диаметр сосуда; KO - нокаут; N.S. - незначимый.Abbreviations: CFTR, cystic fibrosis transmembrane conductance regulator; diameter max - maximum diameter of the vessel; KO - knockout; NS - not significant.

Фигура 11: Реакции на фенилэфрин в задних мозговых артериях мыши после обработки С18 in vivoFigure 11: Responses to phenylephrine in mouse posterior cerebral arteries following C18 treatment in vivo

(A) Фенилэфрин стимулирует дозозависимое сужение кровеносных сосудов в задних мозговых артериях, полученных от мышей с сердечной недостаточностью (СН) и мышей с сердечной недостаточностью, получавших C18 in vivo (3 мг/кг внутрибрюшинно ежедневно в течение 2 дней). Статистический анализ выявляет значимую разницу между двумя кривыми (т.е. значимо более высокий тонус артерий от мышей с СН по сравнению с мышами СН + C18). Однако (B), когда данные нормализованы по базовому тонусу (тонусактивный - тонуспокой, где тонусактивный представляет собой тонус при данной концентрации фенилэфрина, а тонуспокой представляет собой тон непосредственно перед стимуляцией), зависимости реакции от дозы существенно не различаются. Средние максимальные диаметры сосудов при 45 мм рт.ст. (диаметрмакс) составляют: СН: 137 ± 7 мкм, n = 5 от 3 мышей и СН + C18: 140 ± 8 мкм, n = 5 от 4 мышей (t-критерий P=N.S.). На обеих панелях * обозначает P < 0,05 при помощи двухфакторного дисперсионного анализа.(A) Phenylephrine stimulates dose-dependent vasoconstriction in posterior cerebral arteries obtained from heart failure (HF) mice and heart failure mice treated with C18 in vivo (3 mg/kg i.p. daily for 2 days). Statistical analysis reveals a significant difference between the two curves (i.e., significantly higher arterial tone from HF mice compared to HF + C18 mice). However (B), when the data are normalized to baseline tone ( active tone - resting tone, where active tone represents the tone at a given phenylephrine concentration and resting tone represents the tone immediately before stimulation), dose-response relationships are not significantly different. Average maximum vessel diameters at 45 mm Hg. (diameter max ) are: CH: 137 ± 7 µm, n = 5 from 3 mice and CH + C18: 140 ± 8 µm, n = 5 from 4 mice (t-test P=NS). In both panels, * denotes P < 0.05 using two-way ANOVA.

Сокращения: диаметрмакс - максимальный диаметр сосуда; СН - сердечная недостаточность; NS - незначимый.Abbreviations: diameter max - maximum diameter of the vessel; HF - heart failure; NS - not significant.

Фигура 12: Обработка C18 in vivo не изменяет миогенный тонус или реакции на фенилэфрин в задних мозговых артериях, полученных от ложнооперированных мышей.Figure 12: In vivo treatment with C18 does not alter myogenic tone or responses to phenylephrine in posterior cerebral arteries obtained from sham-operated mice.

Обработка С18 in vivo (3 мг/кг внутрибрюшинно ежедневно в течение 2 дней) не изменяет (А) миогенный тонус или (В) реакции на фенилэфрин в задних мозговых артериях, полученных от ложнооперированных мышей. Средние максимальные диаметры сосудов при 45 мм рт.ст. (диаметрмакс) в панели A: ложнооперированные: 146 ± 9 мкм, n = 5 от 3 мышей и ложнооперированные + C18: 138 ± 9 мкм, n = 7 от 4 мышей (t-критерий P=N.S.); и на панели B: ложнооперированные: 148 ± 7 мкм, n = 6 от 3 мышей и ложнооперированные + C18: 130 ± 10 мкм, n = 5 от 3 мышей (t-критерий P=N.S.). Кривые на обеих панелях сравниваются при помощи двухфакторного дисперсионного анализа (P=N.S.).In vivo C18 treatment (3 mg/kg i.p. daily for 2 days) did not alter (A) myogenic tone or (B) phenylephrine response in posterior cerebral arteries obtained from sham-operated mice. Average maximum vessel diameters at 45 mm Hg. (diameter max ) in panel A: sham-operated: 146 ± 9 μm, n = 5 from 3 mice and sham-operated + C18: 138 ± 9 μm, n = 7 from 4 mice (t-test P=NS); and in panel B: sham-operated: 148 ± 7 μm, n = 6 from 3 mice and sham-operated + C18: 130 ± 10 μm, n = 5 from 3 mice (t-test P=NS). The curves in both panels are compared using two-way analysis of variance (P=NS).

Сокращения: диаметрмакс - максимальный диаметр сосуда; NS - незначимый.Abbreviations: diameter max - maximum diameter of the vessel; NS - not significant.

Фигура 13: Реакции на фенилэфрин в задних мозговых артериях от мышей с нокаутом CFTR, получавших C18Figure 13: Phenylephrine responses in posterior cerebral arteries from CFTR knockout mice treated with C18

Фенилэфрин провоцирует дозозависимое сужение кровеносных сосудов в задних мозговых артериях, полученных от мышей с нокаутом регулятора трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR KO; CFTRtm1Unc). Обработка C18 in vivo (3 мг/кг внутрибрюшинно ежедневно в течение 2 дней) не изменяет зависимость реакции от дозы фенилэфрина. Средние максимальные диаметры сосудов при 45 мм рт.ст. (диаметрмакс) составляют: CFTR KO: 142 ± 5 мкм, n = 6 от 3 мышей и CFTR KO + C18: 145 ± 5 мкм, n = 6 от 3 мышей (t-критерий P=N.S.). Кривые сравниваются при помощи двухфакторного дисперсионного анализа (P=N.S.).Phenylephrine causes dose-dependent vasoconstriction in posterior cerebral arteries obtained from cystic fibrosis transmembrane conductance regulator knockout (CFTR KO; CFTRtm1Unc) mice. Treatment with C18 in vivo (3 mg/kg i.p. daily for 2 days) did not alter the dose-response relationship of phenylephrine. Average maximum vessel diameters at 45 mm Hg. (diameter max ) are: CFTR KO: 142 ± 5 μm, n = 6 from 3 mice and CFTR KO + C18: 145 ± 5 μm, n = 6 from 3 mice (t-test P=NS). Curves are compared using two-way analysis of variance (P=NS).

Сокращения: CFTR - регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе; диаметрмакс- максимальный диаметр сосуда; KO - нокаут; NS - незначимый.Abbreviations: CFTR, cystic fibrosis transmembrane conductance regulator; diameter max - maximum diameter of the vessel; KO - knockout; NS - not significant.

Фигура 14: Анализ Шолла апикальных и базальных дендритов.Figure 14: Sholl analysis of apical and basal dendrites.

(A) Показаны гистограммы анализа Шолла, отображающие количество пересечений дендритов (т.е. ветвление дендритов) в зависимости от длины дендрита (т.е. расстояния от сомы нейрона) для апикальных дендритов. Не обнаружено различий морфологии ветвления между группами ложнооперированных мышей (n = 13 нейронов от N = 4 мышей), с сердечной недостаточностью (СН; n = 11; N = 4) и СН + C18 (3 мг/кг внутрибрюшинно ежедневно в течение 2 недель; n = 11; N = 4); однако длина апикальных дендритов короче у мышей с СН по сравнению с группами ложнооперированных контрольных животных и СН + C18. Соответственно, (B) средняя длина апикального дендрита (т.е. максимальный радиус) значимо уменьшена у мышей с СН по сравнению с ложнооперированными мышами; данный эффект нормализуется обработкой C18. Точно так же (C) гистограммы анализа Шолла для базальных дендритов не показывают различий в морфологии ветвления в группах ложнооперированных животных (n = 12; N = 4), с СН (n = 13; N = 4) и СН + C18 (n = 11; N = 4); однако длина базальных дендритов короче у мышей с СН по сравнению с ложнооперированными мышами и группой СН + C18. Соответственно, (D) средняя длина базального дендрита (т.е. максимальный радиус) значимо уменьшена у мышей с СН по сравнению с ложнооперированными мышами, эффект, который нормализуется обработкой C18. * обозначает P < 0,05 для непарных сравнений с ложнооперированными животными при помощи однофакторного дисперсионного анализа и апостериорного критерия Даннета.(A) Shown are Sholl analysis histograms plotting the number of dendritic crossings (i.e., dendritic branching) as a function of dendrite length (i.e., distance from the neuron soma) for apical dendrites. There were no differences in branching morphology between groups of sham-operated mice (n = 13 neurons from N = 4 mice), heart failure (HF; n = 11; N = 4) and HF + C18 (3 mg/kg i.p. daily for 2 weeks ; n = 11; N = 4); however, apical dendritic length is shorter in CH mice compared to sham-operated control and CH+C18 groups. Accordingly, (B) the average apical dendrite length (i.e., maximum radius) is significantly reduced in CH mice compared with sham-operated mice; this effect is normalized by treatment with C18. Similarly, (C) Sholl analysis histograms for basal dendrites show no differences in branching morphology in the groups of sham-operated animals (n = 12; N = 4), CH (n = 13; N = 4), and CH + C18 (n = 11; N = 4); however, the length of basal dendrites is shorter in CH mice compared with sham-operated mice and the CH+C18 group. Accordingly, (D) the average basal dendrite length (i.e., maximum radius) is significantly reduced in CH mice compared with sham-operated mice, an effect that is normalized by C18 treatment. * denotes P < 0.05 for unpaired comparisons with sham-operated animals using one-way ANOVA and Dunnett's post hoc test.

Сокращения: СН - сердечная недостаточность.Abbreviations: HF - heart failure.

Фигура 15: Анализ плотности шипиков апикальных дендритовFigure 15: Analysis of spine density of apical dendrites

(A) У ложнооперированных (n = 8 нейронов от N = 4 мышей), с сердечной недостаточностью (СН; n = 6; N = 3) и мышей с СН + C18 (3 мг/кг внутрибрюшинно ежедневно в течение 2 недель; n = 10; N = 4), плотность шипиков апикальных дендритов (т.е. мера плотности синапсов) относительно постоянна по длине дендрита, давая наклоны, которые статистически не отличаются от нуля. (B) Хотя тенденции присутствуют, средняя плотность шипиков апикальных дендритов, измеренная на расстоянии от 60 до 100 мкм от сомы, не достигает статистической значимости. Группы статистически сравнивали с помощью однофакторного дисперсионного анализа (P=N.S.).(A) In sham-operated (n = 8 neurons from N = 4 mice), heart failure (HF; n = 6; N = 3), and HF+C18 mice (3 mg/kg i.p. daily for 2 weeks; n = 10; N = 4), apical dendritic spine density (i.e., a measure of synaptic density) is relatively constant along the length of the dendrite, yielding slopes that are not statistically different from zero. (B) Although trends are present, the average density of apical dendritic spines measured between 60 and 100 μm from the soma does not reach statistical significance. Groups were statistically compared using one-way analysis of variance (P=N.S.).

Сокращения: СН - сердечная недостаточность; NS - незначимый.Abbreviations: HF - heart failure; NS - not significant.

Фигура 16: Реакции на фенилэфрин в обонятельных мозговых артериях мыши после обработки С18 in vivo.Figure 16: Responses to phenylephrine in mouse olfactory cerebral arteries after C18 treatment in vivo.

(A) Фенилэфрин стимулирует дозозависимое сужение кровеносных сосудов в обонятельных мозговых артериях, полученных от мышей с субарахноидальным кровоизлиянием (САК) и мышей с САК, получавших C18 in vivo (3 мг/кг внутрибрюшинно в течение 2 дней). Несмотря на явную тенденцию к разделению, две кривые статистически не различаются. (B) Когда данные нормализованы по базовому тонусу (тонусактивный - тонуспокой, где тонусактивный представляет собой тонус при данной концентрации фенилэфрина, а тонуспокой представляет собой тонус, непосредственно перед стимуляцией), разделение зависимостей реакции от дозы минимально. Средние максимальные диаметры сосудов при 45 мм рт.ст. (диаметрмакс) составляют: САК: 109 ± 6 мкм, n = 6 от 6 мышей и САК + C18: 105 ± 12 мкм, n = 5 от 4 мышей (t-тест P=N.S.). Кривые сравниваются при помощи двухфакторного дисперсионного анализа.(A) Phenylephrine stimulates dose-dependent vasoconstriction in olfactory cerebral arteries obtained from mice with subarachnoid hemorrhage (SAH) and SAH mice treated with C18 in vivo (3 mg/kg i.p. for 2 days). Despite the clear tendency to separate, the two curves are not statistically different. (B) When data are normalized to baseline tone ( active tone- resting tone, where active tone represents tone at a given phenylephrine concentration and resting tone represents tone immediately before stimulation), the separation of dose-response relationships is minimal. Average maximum vessel diameters at 45 mm Hg. (diameter max ) are: SAC: 109 ± 6 μm, n = 6 from 6 mice and SAC + C18: 105 ± 12 μm, n = 5 from 4 mice (t-test P=NS). Curves are compared using two-way analysis of variance.

Сокращения: диаметрмакс - максимальный диаметр сосуда; NS - незначимый; САК - субарахноидальное кровоизлияние.Abbreviations: diameter max - maximum diameter of the vessel; NS - not significant; SAH - subarachnoid hemorrhage.

Фигура 17: C18 не влияет на миогенный тонус или реакции на фенилэфрин у ложнооперированных мышей.Figure 17: C18 does not affect myogenic tone or responses to phenylephrine in sham-operated mice.

Обработка C18 in vivo (3 мг/кг внутрибрюшинно ежедневно в течение 2 дней) не изменяет (A) миогенный тонус или (B) зависимость реакции от дозы фенилэфрина в обонятельных мозговых артериях, полученных от ложнооперированных мышей. Средние максимальные диаметры сосудов при 45 мм рт.ст. (диаметрмакс) составляют: ложнооперированные: 113 ± 3 мкм, n = 5 от 3 мышей; и ложнооперированные + C18: 110 ± 8 мкм, n = 6 от 4 мышей (t-критерий P=N.S.). Кривые сравниваются при помощи двухфакторного дисперсионного анализа.In vivo C18 treatment (3 mg/kg i.p. daily for 2 days) did not alter (A) myogenic tone or (B) phenylephrine dose response in olfactory cerebral arteries obtained from sham-operated mice. Average maximum vessel diameters at 45 mm Hg. (diameter max ) are: sham-operated: 113 ± 3 µm, n = 5 from 3 mice; and sham-operated + C18: 110 ± 8 μm, n = 6 from 4 mice (t-test P=NS). Curves are compared using two-way analysis of variance.

Сокращения: диаметрмакс - максимальный диаметр сосуда; NS - незначимый.Abbreviations: diameter max - maximum diameter of the vessel; NS - not significant.

Фигура 18: Реакции на фенилэфрин в обонятельных мозговых артериях, полученных от мышей с нокаутом CFTRFigure 18: Responses to phenylephrine in olfactory cerebral arteries obtained from CFTR knockout mice

Фенилэфрин провоцирует дозозависимое сужение кровеносных сосудов в обонятельных мозговых артериях, полученных от мышей с нокаутом регулятора трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR KO; CFTRtm1Unc), что аналогично таковому у однопометников дикого типа (WT). Обработка C18 in vivo (3 мг/кг внутрибрюшинно ежедневно в течение 2 дней) не изменяет зависимостей реакции от дозы фенилэфрина. Средние максимальные диаметры сосудов при 45 мм рт.ст. (диаметрмакс) составляют: WT: 98 ± 6 мкм, n = 8 от 4 мышей; CFTR KO: 110 ± 8 мкм, n = 5 от 4 мышей и CFTR KO + C18: 96 ± 6 мкм, n = 6 от 3 мышей (однофакторный дисперсионный анализ P=N.S.). Кривые сравниваются при помощи двухфакторного дисперсионного анализа.Phenylephrine provokes dose-dependent vasoconstriction in olfactory cerebral arteries obtained from cystic fibrosis transmembrane conductance regulator knockout (CFTR KO; CFTRtm1Unc) mice, which is similar to that of wild-type (WT) littermates. Treatment with C18 in vivo (3 mg/kg i.p. daily for 2 days) did not alter the dose-response relationships of phenylephrine. Average maximum vessel diameters at 45 mm Hg. (diameter max ) are: WT: 98 ± 6 µm, n = 8 from 4 mice; CFTR KO: 110 ± 8 μm, n = 5 from 4 mice and CFTR KO + C18: 96 ± 6 μm, n = 6 from 3 mice (one-way ANOVA P=NS). Curves are compared using two-way analysis of variance.

Сокращения: CFTR - регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе; диаметрмакс - максимальный диаметр сосуда; KO - нокаут; NS - незначимый; WT - дикого типа.Abbreviations: CFTR, cystic fibrosis transmembrane conductance regulator; diameter max - maximum diameter of the vessel; KO - knockout; NS - not significant; WT - wild type.

Фигура 19. Реакции на фенилэфрин в обонятельных мозговых артериях мыши после обработки лумакафтором in vivo.Figure 19. Responses to phenylephrine in mouse olfactory cerebral arteries following lumacaftor treatment in vivo.

Обработка лумакафтором (Лум) in vivo (3 мг/кг внутрибрюшинно ежедневно в течение 2 дней) не изменяет зависимостей реакции от дозы фенилэфрина в обонятельных мозговых артериях, полученных от мышей с субарахноидальным кровоизлиянием (САК). Средние максимальные диаметры сосудов при 45 мм рт.ст. (диаметрмакс) составляют: САК: 86 ± 2 мкм, n = 6 от 3 мышей; и САК + Лум: 87 ± 4 мкм, n = 7 от 4 мышей (t-критерий P=N.S.). Кривые сравниваются при помощи двухфакторного дисперсионного анализа.Treatment with lumacaftor (Lum) in vivo (3 mg/kg intraperitoneally daily for 2 days) did not alter phenylephrine dose-response relationships in olfactory cerebral arteries obtained from mice with subarachnoid hemorrhage (SAH). Average maximum vessel diameters at 45 mm Hg. (diameter max ) are: SAC: 86 ± 2 µm, n = 6 from 3 mice; and SAH + Lum: 87 ± 4 μm, n = 7 from 4 mice (t-test P=NS). Curves are compared using two-way analysis of variance.

Сокращения: диаметрмакс - максимальный диаметр сосуда; Лум - лумакафтор; NS - незначимый; САК - субарахноидальное кровоизлияние.Abbreviations: diameter max - maximum diameter of the vessel; Lum - lumacaftor; NS - not significant; SAH - subarachnoid hemorrhage.

Настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано следующим неограничивающим примером.The present invention is further illustrated by the following non-limiting example.

ПРИМЕРEXAMPLE

Способы и реактивыMethods and reagents

РеактивыReagents

Антитело к регулятору трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR) человека, применяли для обнаружения CFTR в клетках фибробластов почек детенышей хомяка ("антитело 596"), терапевтический корректор CFTR "C18" (CF-106951; см. WO 2007/021982; 1-(бензо[d][1,3]диоксол-5-ил)-N-(5-((2-хлорфенил)(3-гидроксипирролидин-1-ил)метил)тиазол-2-ил)циклопропанкарбоксамид) приобретали в рамках программ по распространению реактивов и антител Фонда лечения муковисцидоза (http://www.cff.org/research). Д-р Джон Риордан (John Riordan) (Университет Северной Каролины - Чапел-Хилл) предоставил "антитело 596 CFTR", и д-р Роберт Бриджес (Robert Bridges) (Университет медицины и науки Розалинды Франклин, Чикаго, США) предоставил соединение C18. Антитело 596 CFTR нацелено на аминокислоты с 1204 по 1211 (т.е. расположенные в нуклеотид-связывающем домене 2) (1). Меченный флуоресцеином S1P (FITC-S1P) приобретали в Echelon Biosciences (через Cedarlane Laboratories; Берлингтон, Канада); лумакафтор приобретали в компании Selleck Chemicals (Cedarlane Laboratories); рекомбинантный фактор некроза опухоли приобретали у Sigma-Aldrich Canada (Оквилл, Canada; номер по каталогу T6674); и таблетки смеси ингибиторов протеаз (Complete®; применяют в лизирующих буферах для вестерн-блотов) приобретали у Roche (Миссиссога, Канада). Все остальные химические реактивы приобретали у Sigma-Aldrich. Сбалансированный солевой раствор MOPS содержал (ммоль/л): NaCl 145, KCl 4,7, CaCl2 3,0, MgSO4⋅7H2O 1,17, NaH2PO4⋅2H2O 1,2, пируват 2,0, этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) 0,02, 3-морфолинопропансульфоновая кислота (MOPS) 3,0, и глюкоза 5,0.Human cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) antibody was used to detect CFTR in baby hamster kidney fibroblast cells ("antibody 596"), CFTR therapeutic corrector "C18"(CF-106951; see WO 2007/021982; 1-( benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)-N-(5-((2-chlorophenyl)(3-hydroxypyrrolidin-1-yl)methyl)thiazol-2-yl)cyclopropanecarboxamide) was purchased under the programs to distribute reagents and antibodies from the Cystic Fibrosis Foundation (http://www.cff.org/research). Dr John Riordan (University of North Carolina - Chapel Hill) provided “antibody 596 CFTR”, and Dr Robert Bridges (Rosalind Franklin University of Medicine and Science, Chicago, USA) provided compound C18 . Antibody 596 CFTR targets amino acids 1204 to 1211 (i.e., located in nucleotide-binding domain 2) (1). Fluorescein-labeled S1P (FITC-S1P) was purchased from Echelon Biosciences (via Cedarlane Laboratories; Burlington, Canada); lumacaftor was purchased from Selleck Chemicals (Cedarlane Laboratories); recombinant tumor necrosis factor was purchased from Sigma-Aldrich Canada (Oakville, Canada; catalog number T6674); and protease inhibitor cocktail tablets (Complete®; used in lysis buffers for Western blots) were purchased from Roche (Mississauga, Canada). All other chemicals were purchased from Sigma-Aldrich. MOPS balanced salt solution contained (mmol/L): NaCl 145, KCl 4.7, CaCl 2 3.0, MgSO 4 ⋅7H 2 O 1.17, NaH 2 PO 4 ⋅2H 2 O 1.2, pyruvate 2, 0, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) 0.02, 3-morpholinopropanesulfonic acid (MOPS) 3.0, and glucose 5.0.

Мутантные и нокаутные мыши CFTRCFTR mutant and knockout mice

Самцы мышей, гомозиготные по мутации ΔF508 CFTR (CFTRtm1EUR; обозначены как "ΔF508" в настоящем документе) (2), делеции гена CFTR (CFTRtm1Unc; обозначены как CFTR-/-), и комплементарные контрольные однопометники дикого типа были получены из стабилизированной колонии в Госпитале для больных детей, Торонто (все CFTR-/-, CFTRΔF508 и однопометники дикого типа представляют собой смешанные линии). Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что мыши CFTR-/- очень склонны к смерти под наркозом. Хотя эта смертность не была проблемой для экспериментов по выделению мозговой артерии (например, фиг. 3C и 5C), она значительно мешала церебральному кровотоку и системным измерениям гемодинамики. В отличие от мышей CFTR-/-, мутантные мыши с CFTRΔF508 были не так предрасположены к смерти во время анестезии. Поскольку мутация CFTRΔF508 значительно снижает доставку CFTR к плазматической мембране (3), активность CFTR очень низкая в модели мышей CFTRΔF508 (2, 4, 5). Таким образом, модель CFTRΔF508 обеспечила подходящую альтернативу мышам CFTR-/- для церебрального кровотока и системных гемодинамических измерений. Авторы настоящего изобретения не исследовали основную причину смертности CFTR-/-. Оба варианта CFTR-/-, и CFTRΔF508, как хорошо известно, неблагоприятно реагируют на стресс. Например, условия содержания и перемещения являются двумя заметными стрессогенными факторами, которые могут значительно увеличить смертность (6). Интересно, что мыши CFTRΔF508 демонстрируют менее тяжелый фенотип, чем мыши CFTR-/- (5, 6): предполагается, что это связано с небольшим количеством остаточной активности CFTR, которая присутствует у животных CFTRΔF508 (2). В этом контексте авторы настоящего изобретения предполагают, что мыши CFTR-/- могли быть более чувствительны к внешним стрессогенным факторам окружающей среды в экспериментальном помещении для животных (например, условиям содержания, шуму и уходу), что в конечном итоге проявилось в повышенной смертности под наркозом. В качестве экспериментальной модели мыши CFTRΔF508 обладают несколькими аномалиями, связанными с потерей функции CFTR. Кишечные осложнения являются наиболее выраженным патологическим действием мутации CFTR: и также является основной причиной послеродовой смертности (6, 7). Общие желудочно-кишечные проблемы включают задержку густой слизи, нарушение моторики и сильную склонность к непроходимости кишечника. Мыши CFTRΔF508 на 40-50 % меньше по массе/размеру по сравнению с аналогами дикого типа, хотя они хорошо развиваются во взрослой жизни (6, 7). Наблюдалось несколько других отличий от мышей дикого типа; однако они кажутся относительно небольшими (6, 7). Например, были отмечены измененные токи хлоридов и/или транспорт натрия в определенных тканях (например, почках, желчном пузыре, назальном эпителии), но патологическое значение этих различий неясно, так как ткани не кажутся гистологически дефектными (6, 7). Следует отметить, что мыши CFTRΔF508 (и мутантные мыши CFTR в целом) обладают довольно мягким фенотипом муковисцидоза по сравнению с муковисцидозом человека. Нижние дыхательные пути мышей CFTRΔF508 в основном нормальны: эпителиальных аномалий нижних дыхательных путей нет, и воспаление легких не развивается спонтанно без заражения (6, 7). Поджелудочная железа, желчный пузырь, печень, желчный проток, мужской половой тракт, слезная железа и подчелюстные железы не имеют явной гистопатологии (5-7). Отсутствие тяжелого фенотипа муковисцидоза частично объясняется экспрессией без CFTR, кальций-активированного хлоридного канала (CACC) в определенных тканях мыши, что компенсирует потерю CFTR (7, 8).Male mice homozygous for the ΔF508 CFTR mutation (CFTRtm1EUR; referred to as “ΔF508” herein) ( 2 ), a deletion of the CFTR gene (CFTRtm1Unc; referred to as CFTR −/− ), and complemented wild-type littermate controls were obtained from a stabilized colony in Hospital for Sick Children, Toronto (all CFTR-/-, CFTRΔF508 and wild-type littermates are mixed strains). The present inventors have discovered that CFTR-/- mice are highly susceptible to death under anesthesia. Although this mortality was not a problem for cerebral artery isolation experiments (e.g., Figs. 3C and 5C), it significantly interfered with cerebral blood flow and systemic hemodynamic measurements. Unlike CFTR −/− mice, CFTR ΔF508 mutant mice were not as prone to death during anesthesia. Because the CFTR ΔF508 mutation significantly reduces delivery of CFTR to the plasma membrane ( 3 ), CFTR activity is very low in the CFTR ΔF508 mouse model ( 2 , 4 , 5 ). Thus, the CFTR ΔF508 model provided a suitable alternative to CFTR −/− mice for cerebral blood flow and systemic hemodynamic measurements. The present inventors have not investigated the underlying cause of death in CFTR-/-. Both CFTR−/− and CFTRΔF508 variants are well known to respond adversely to stress. For example, housing and movement conditions are two prominent stressors that can significantly increase mortality (6). Interestingly, CFTRΔF508 mice exhibit a less severe phenotype than CFTR−/− mice (5, 6): this is thought to be due to the small amount of residual CFTR activity that is present in CFTRΔF508 animals (2). In this context, we speculate that CFTR−/− mice may have been more sensitive to external environmental stressors in the experimental animal facility (e.g., housing, noise, and grooming), which ultimately resulted in increased mortality under anesthesia . As an experimental model, CFTRΔF508 mice have several abnormalities associated with loss of CFTR function. Intestinal complications are the most significant pathological effect of the CFTR mutation and are also a leading cause of postpartum mortality (6, 7). Common gastrointestinal problems include retention of thick mucus, impaired motility, and a strong tendency toward intestinal obstruction. CFTR ΔF508 mice are 40–50% smaller in weight/size compared to wild-type counterparts, although they develop well into adulthood ( 6 , 7 ). Several other differences from wild-type mice were observed; however, they appear to be relatively small (6, 7). For example, altered chloride currents and/or sodium transport in certain tissues (eg, kidney, gallbladder, nasal epithelium) have been noted, but the pathological significance of these differences is unclear since the tissues do not appear histologically defective (6, 7). It should be noted that CFTR ΔF508 mice (and CFTR mutant mice in general) have a rather mild cystic fibrosis phenotype compared to human cystic fibrosis. The lower respiratory tract of CFTR ΔF508 mice is essentially normal: there are no lower respiratory tract epithelial abnormalities, and pulmonary inflammation does not develop spontaneously without infection ( 6 , 7 ). The pancreas, gallbladder, liver, bile duct, male reproductive tract, lacrimal gland, and submandibular glands do not have obvious histopathology (5–7). The lack of a severe cystic fibrosis phenotype is explained in part by the expression of a CFTR-free calcium-activated chloride channel (CACC) in certain mouse tissues, which compensates for the loss of CFTR ( 7 , 8 ).

Глобальные гемодинамические параметрыGlobal hemodynamic parameters

Как описано ранее (9-11), эхокардиографические измерения были получены с помощью механического секторного датчика 30 МГц (Vevo 770; Visual Sonics, Торонто, Канада) в сочетании с измерениями среднего артериального давления (MAP, САД) (манометрический катетер для мыши с микронаконечником Millar SPR-671; Inter V Medical Inc., Монреаль, Канада). Интеграл скорости кровотока в аорте (VTI) измеряли с помощью импульсно-волнового допплера чуть выше корня аорты. Площадь поперечного сечения аорты (CSA) рассчитывали из размера корня аорты (ARD): CSA = π(ARD/2)2. Ударный объем (SV), объемную скорость кровотока сердца (CO) и общее периферическое сопротивление сосудов (TPR) рассчитывали по формуле: SV = CSA × VTI; CO = SV × HR; TPR = MAP/CO.As described previously (9–11), echocardiographic measurements were obtained using a 30 MHz mechanical sector transducer (Vevo 770; Visual Sonics, Toronto, Canada) combined with mean arterial pressure (MAP) measurements (mouse microtip manometric catheter Millar SPR-671; Inter V Medical Inc., Montreal, Canada). Aortic velocity integral (VTI) was measured using pulsed wave Doppler just above the aortic root. Aortic cross-sectional area (CSA) was calculated from aortic root size (ARD): CSA = π(ARD/2)2. Stroke volume (SV), cardiac volume velocity (CO), and total peripheral vascular resistance (TPR) were calculated using the formula: SV = CSA × VTI; CO = SV × HR; TPR = MAP/CO.

Измерение перфузии головного мозга с помощью МРТMeasuring brain perfusion using MRI

Как описано ранее (10-12), авторы настоящего изобретения применяли способ магнитно-резонансной томографии (МРТ) с потокозависимой последовательностью инверсия-восстановление (FAIR) (13) для оценки церебрального кровотока (ЦК). Во время визуализации мышей иммобилизовали 1,8% изофлураном, доставляемым через назальный конус. Для поддержания температуры тела в МРТ встроены трубки, отводящие воду от внешнего нагревателя-насоса. Дыхание контролировали с помощью пневматической подушки (SA Instruments, Стоуни-Брук, США); уровни изофлурана регулировали для поддержания дыхания приблизительно 50 вдохов в минуту.As previously described (10-12), the present inventors used magnetic resonance imaging (MRI) flow-dependent inversion recovery (FAIR) (13) to assess cerebral blood flow (CBF). During imaging, mice were immobilized with 1.8% isoflurane delivered via a nasal cone. To maintain body temperature, the MRI has built-in tubes that drain water from an external pump heater. Respiration was controlled using a pneumatic bag (SA Instruments, Stony Brook, USA); Isoflurane levels were adjusted to maintain breathing at approximately 50 breaths per minute.

Изображения FAIR получали с применением системы микро-МРТ 7 Тесла (BioSpec 70/30 USR, Bruker BioSpin, Эттлинген, Германия), включая градиентную вставку B-GA12, линейный объемный резонатор с внутренним диаметром 72 мм для передачи радиочастот и расположенную спереди головную катушку для приема радиочастот. FAIR выделяет перфузию как ускоренную релаксацию сигнала T1 после срез-селективной по сравнению с неселективной инверсионной подготовкой согласно следующему уравнению: ЦК = l (1/T1, ss - 1/T1, ns) (мл/(100 г*мин), где "ss" и "ns" обозначают срез-селективные и неселективные измерения, и l представляет собой коэффициент распределения между кровью и мозгом, определяемый как соотношение между концентрацией воды на грамм ткани мозга и на мл крови. Этот коэффициент составляет приблизительно 90 мл/100 г у мышей (14). Оптимизация FAIR, примененная в настоящем изобретении, представляла собой способ одноимпульсной эхо-планарной визуализации (EPI) с предшествующей адиабатической инверсией. Параметры включали время эхо-сигнала 12,5 мс, время повторения 17 с, 18 значений времени инверсии от 25 до 6825 мс с шагом 400 мс, срез-селективная инверсионная пластина 3 мм, область сканирования 18×18 мм с матрицей 72×72 для разрешения в плоскости 250 мкм, толщина срезов 1 мм и время получения данных 10 мин 12 с. Получение данных повторяли в вертикальных срезах переднего, среднего и заднего мозга, соответственно передней, смешанной и задней зоне кровоснабжения. FAIR-изображения оценивали прописью (MIPAV, NIH, Bethesda, MD; http://mipav.cit.nih.gov) субполушарных областей интереса (ROI), называемых "глобальными", и локальных ROI, соответствующих кортикальной и субкортикальной паренхиме в отделах переднего мозга; кортикальной и паравентрикулярной паренхиме в средних отделах; и кортикальной и паравентрикулярной паренхиме среднего мозга в отделах заднего мозга. Области интереса нарисованы непосредственно на T1-взвешенных изображениях сигналов, чтобы обеспечить возможность ручной коррекции движения внутри сканирования. ROI регистрировали с помощью параметрических карт ЦК, чтобы проверить отсутствие смещения от сосудов с высокой перфузией и мозговых оболочек. Регрессии T1 и расчеты ЦК выполнялись с применением Matlab (Mathworks, Нейтик, Массачусетс). Все сообщенные значения ЦК попадают в опубликованный диапазон измерений ЦК у мышей для уровня изофлурана, в соответствии с настоящим изобретением (15). EPI особенно подвержен искажениям, связанным с магнитной восприимчивостью, в направлении фазового кодирования (16), которое соответствует вертикальному направлению в данном протоколе FAIR. Как видно на фиг. 8, коррекция неоднородности магнитного поля недостаточно ограничивает искажение EPI в хирургической модели субарахноидального кровоизлияния (САК) из-за границ воздух-ткань, непосредственно прилегающих к мозгу в моменты томографирования после операции. В некоторых случаях искажение было настолько серьезным, что области интереса приходилось размещать более латерально в коре головного мозга (фиг. 8). Однако, поскольку искажение одинаково во всех T1-взвешенных изображениях, это не влияет на измерение T1 при условии, что искаженная область не перекрывается с другой областью. Относительно согласованные значения ns-T1 в каждой когорте (т.е. стандартное отклонение 7% между когортами, отсутствие различий в группах лечения внутри когорт) обеспечивают подтверждающие доказательства того, что смещение искажения оказало незначительное влияние на измерения ЦК.FAIR images were acquired using a 7 Tesla micro-MRI system (BioSpec 70/30 USR, Bruker BioSpin, Ettlingen, Germany), including a B-GA12 gradient insert, a 72 mm ID linear cavity resonator for RF transmission, and a front-mounted head coil for receiving radio frequencies. FAIR highlights perfusion as an accelerated relaxation of the T1 signal after slice-selective versus non-selective inversion preparation according to the following equation: CC = l (1/T1, ss - 1/T1, ns) (ml/(100 g*min), where " ss" and "ns" denote slice-selective and non-selective measurements, and l is the blood-brain partition coefficient, defined as the ratio between the water concentration per gram of brain tissue and per ml of blood. This coefficient is approximately 90 ml/100 g y mice (14). The FAIR optimization used in the present invention was a single-pulse echo-planar imaging (EPI) method with adiabatic inversion preceding. Parameters included an echo time of 12.5 ms, a repetition time of 17 s, and 18 inversion times from. 25 to 6825 ms in 400 ms increments, 3 mm slice-selective inversion plate, 18 x 18 mm scan area with 72 x 72 matrix for 250 µm in-plane resolution, 1 mm slice thickness and 10 min 12 s acquisition time. Data acquisition was repeated in vertical sections of the forebrain, midbrain, and hindbrain, respectively, in the anterior, mixed, and posterior zones of the blood supply. FAIR images were assessed in words (MIPAV, NIH, Bethesda, MD; http://mipav.cit.nih.gov) subhemispheric regions of interest (ROIs) called “global” and local ROIs corresponding to the cortical and subcortical parenchyma in the anterior brain; cortical and paraventricular parenchyma in the middle sections; and cortical and paraventricular parenchyma of the midbrain in the hindbrain. Regions of interest are drawn directly onto T1-weighted signal images to allow manual motion correction within the scan. ROIs were recorded using parametric CBF maps to verify the absence of displacement from highly perfused vessels and meninges. T1 regressions and CC calculations were performed using Matlab (Mathworks, Natick, MA). All reported CBF values fall within the published range of CBF measurements in mice for isoflurane levels according to the present invention (15). EPI is particularly susceptible to magnetic susceptibility distortion in the phase encoding direction (16), which corresponds to the vertical direction in this FAIR protocol. As can be seen in FIG. 8, correction of magnetic field inhomogeneity does not sufficiently limit EPI distortion in a surgical model of subarachnoid hemorrhage (SAH) due to air-tissue boundaries immediately adjacent to the brain at postoperative imaging moments. In some cases, the distortion was so severe that the regions of interest had to be placed more laterally in the cortex (Fig. 8). However, since the distortion is the same in all T1-weighted images, it does not affect the T1 measurement provided that the distorted region does not overlap with another region. The relatively consistent ns-T1 values in each cohort (i.e., 7% standard deviation between cohorts, no treatment group differences within cohorts) provide supporting evidence that confounding bias had little impact on CBF measurements.

Культура клетокCell culture

Процедуры выделения и культивирования гладкомышечных клеток брыжеечной артерии выполняли, как описано в публикации (10). Кратко, сегменты брыжеечной артерии выделяли, разрезали на мелкие кусочки и подвергали воздействию трипсина, коллагеназы и эластазы. Полученную суспензию клеток промывали несколько раз фосфатно-солевым буфером и помещали в культуральную среду Игла, модифицированную по Дульбекко, (DMEM), содержащую 10% фетальную бычью сыворотку и 1% пенициллин и стрептомицин. Культуры клеток поддерживали при 37°C и 5% CO2 и разделяли при плотности посева 106 клеток. Клетки фибробластов почек детенышей хомяка, стабильно экспрессирующие человеческий CFTR дикого типа (10, 17), поддерживали в среде DMEM/F12, содержащей 5% фетальную бычью сыворотку и 250 мкмоль/л метотрексата (который активирует промотор трансгена CFTR). Клетки поддерживали в стандартных условиях культивирования клеток при 37°C и 5% CO2.Procedures for isolating and culturing mesenteric artery smooth muscle cells were performed as described elsewhere (10). Briefly, mesenteric artery segments were isolated, cut into small pieces, and exposed to trypsin, collagenase, and elastase. The resulting cell suspension was washed several times with phosphate-buffered saline and placed in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) containing 10% fetal bovine serum and 1% penicillin and streptomycin. Cell cultures were maintained at 37°C and 5% CO 2 and separated at a seeding density of 10 6 cells. Baby hamster kidney fibroblast cells stably expressing wild-type human CFTR ( 10 , 17 ) were maintained in DMEM/F12 containing 5% fetal bovine serum and 250 μmol/L methotrexate (which activates the CFTR transgene promoter). Cells were maintained under standard cell culture conditions at 37°C and 5% CO 2 .

Измерение поглощения FITC-S1P на основе FACSFACS-based FITC-S1P absorbance measurement

Как описано ранее (10), клеточные монослои (обработанные или необработанные) инкубировали с 1 мкмоль/л S1P-FITC в течение 60 минут; затем клетки отделяли трипсинизацией, дважды промывали ледяным фосфатно-солевым буфером, фильтровали через фильтр для клеток 35 мкм и анализировали, применяя Becton-Dickinson FACS Canto, при помощи программного обеспечения FACS DIVA версии 6.1. Монослои клеток, обработанные немеченым S1P, служили фоновым контролем. В ходе процедуры анализа определяли среднюю интенсивность флуоресценции (условные единицы) каждой клеточной популяции, которая является мерой поглощения.As described previously ( 10 ), cell monolayers (treated or untreated) were incubated with 1 μmol/L S1P-FITC for 60 min; cells were then separated by trypsinization, washed twice with ice-cold phosphate-buffered saline, filtered through a 35-μm cell filter, and analyzed using Becton-Dickinson FACS Canto using FACS DIVA software version 6.1. Cell monolayers treated with unlabeled S1P served as background controls. During the analysis procedure, the average fluorescence intensity (arbitrary units) of each cell population, which is a measure of absorption, was determined.

Оценка оттока йодидаAssessing iodide efflux

Измерения оттока йодида проводили, как описано ранее (18). Кратко, монослои конфлюэнтных клеток нагружали йодидом, инкубируя их в загрузочном буфере на основе HEPES (136 ммоль/л NaI, 3 ммоль/л KNO3, 2 ммоль/л Ca(NO3)2, 11 ммоль/л глюкозы и 20 ммоль/л HEPES; pH 7,4) в течение 1 часа (в стандартных условиях культивирования клеток при 37°C в 5% CO2). После нагрузки йодидом клетки промывали 4 раза буфером оттока, не содержащим йодида (где NaNO3 заменен на NaI). Уровни йодида в супернатанте количественно определяли с помощью йодид-селективного электрода (Lazar Research Laboratories; Лос-Анджелес, США), калиброванного стандартами NaI. Определяли уровни йодида перед стимуляцией, а затем клетки стимулировали смесью, содержащей 10 мкмоль/л форсколина, 1 ммоль/л изобутилметилксантина и 100 мкмоль/л cpt-цАМФ (в 1% об./об. ДМСО). Стимулирующая смесь сильно активирует протеинкиназу А и, следовательно, максимально фосфорилирует/активирует CFTR. Уровни йодида в супернатанте определяли через семь последовательных 1-минутных интервалов после стимуляции. В соответствии с предыдущими результатами (18), отток был очевидным в течение первой минуты и был достоверно максимальным между 60 и 120 секундами. Таким образом, максимальная скорость оттока была рассчитана с применением измеренного уровня оттока между 60 и 120 секундами после стимуляции (18).Iodide efflux measurements were performed as described previously (18). Briefly, monolayers of confluent cells were loaded with iodide by incubating them in HEPES-based loading buffer (136 mmol/L NaI, 3 mmol/L KNO3 , 2 mmol/L Ca( NO3 ) 2 , 11 mmol/L glucose and 20 mmol/L l HEPES; pH 7.4) for 1 hour (under standard cell culture conditions at 37°C in 5% CO 2 ). After loading with iodide, cells were washed 4 times with iodide-free efflux buffer (where NaNO 3 was replaced by NaI). Iodide levels in the supernatant were quantified using an iodide-selective electrode (Lazar Research Laboratories; Los Angeles, USA) calibrated with NaI standards. Prestimulation iodide levels were determined, and cells were then stimulated with a mixture containing 10 μmol/L forskolin, 1 mmol/L isobutylmethylxanthine, and 100 μmol/L cpt-cAMP (in 1% v/v DMSO). The stimulating mixture strongly activates protein kinase A and therefore maximally phosphorylates/activates CFTR. Iodide levels in the supernatant were determined at seven consecutive 1-min intervals after stimulation. Consistent with previous results (18), outflow was evident within the first minute and was reliably maximal between 60 and 120 seconds. Thus, the maximum outflow rate was calculated using the measured outflow rate between 60 and 120 seconds after stimulation (18).

Вестерн-блоттингWestern blotting

Вестерн-блоттинг для CFTR проводили, как описано ранее (12, 18). Лизаты мозговых артерий получали измельчением образцов артерий в буфере для лизиса, содержащем 50 мМ Трис (pH 7,3), 150 мМ NaCl, 2 мМ ЭДТА, 0,1% тритон-X-100, 0,1% SDS и ингибиторы протеаз; тот же буфер для лизиса применяли для получения лизатов клеточных культур. После лизиса образцы центрифугировали (10 минут при 13500 g; при 4°C) для удаления нерастворимого материала. Непосредственно перед электрофорезом в полиакриламиде добавляли дополнительный SDS (до конечной концентрации 2%), глицерин (до конечной концентрации 2%), β-меркаптоэтанол (до конечной концентрации 2%) и дитиотреитол (конечная концентрация 2 мМ). Белки разделяли электрофоретически на 7% акриламидных гелях и переносили на мембраны из поливинилидендифторида (ПВДФ). Мембраны блокировали на время от 30 до 40 минут в 5% обезжиренном молоке (в фосфатно-солевом буфере, содержащем 1% Твин 20 (ФСБТ); 137 мМ NaCl, 2,7 мМ KCl, 10 мМ Na2HPO4, 1,76 мМ K2HPO4; pH 7,4). Обработка первичными антителами включала: (i) кроличьи поликлональные антитела к CFTR (1:1000 в 5% молоке/ФСБТ; Cell Signaling Technology от New England Biolabs Canada; Уитби, Канада; номер по каталогу 2269); лизаты мозговых артерий и сосудистых гладкомышечных клеток.Western blotting for CFTR was performed as previously described ( 12 , 18 ). Cerebral artery lysates were prepared by grinding arterial samples in lysis buffer containing 50 mM Tris (pH 7.3), 150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 0.1% Triton-X-100, 0.1% SDS, and protease inhibitors; the same lysis buffer was used to prepare cell culture lysates. After lysis, samples were centrifuged (10 minutes at 13500 g; 4°C) to remove insoluble material. Immediately before polyacrylamide electrophoresis, additional SDS (to a final concentration of 2%), glycerol (to a final concentration of 2%), β-mercaptoethanol (to a final concentration of 2%), and dithiothreitol (to a final concentration of 2 mM) were added. Proteins were separated electrophoretically on 7% acrylamide gels and transferred to polyvinylidene difluoride (PVDF) membranes. The membranes were blocked for 30 to 40 minutes in 5% skim milk (phosphate-buffered saline containing 1% Tween 20 (PSBT); 137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10 mM Na 2 HPO 4 , 1.76 mM K 2 HPO 4 ; pH 7.4). Primary antibody treatments included: (i) rabbit polyclonal anti-CFTR antibody (1:1000 in 5% milk/PBST; Cell Signaling Technology from New England Biolabs Canada; Whitby, Canada; catalog no. 2269); lysates of cerebral arteries and vascular smooth muscle cells.

(ii) Мышиные моноклональные антитела к CFTR человека (разведение 1:20000 в 5% молоке/ФСБT; "антитело 596"); лизаты клеток фибробластов почек детенышей хомяков.(ii) Mouse monoclonal antibodies to human CFTR (1:20,000 dilution in 5% milk/PBST; “antibody 596”); lysates of fibroblast cells from the kidneys of baby hamsters.

(iii) Мышиные моноклональные антитела к α-тубулину (1:5000 в 5% молоке/ФСБT; клон DM1A; Cell Signaling Technology от New England Biolabs Canada; номер по каталогу 3873).(iii) Mouse monoclonal antibody to α-tubulin (1:5000 in 5% milk/PBST; clone DM1A; Cell Signaling Technology from New England Biolabs Canada; catalog number 3873).

Первичные антитела конъюгировали либо с вторичными меченными пероксидазой ослиными антителами к IgG кролика (GE Healthcare Amersham (Пискатауэй, США), номер по каталогу NA934), либо с вторичными меченными пероксидазой козьими антителами к IgG мыши (GE Healthcare Amersham, номер по каталогу NA931). Для экспонирования рентгеновской пленки или сбора цифровых изображений применяли стандартный способ хемилюминесценции (Westar ETA C; VPQ Scientific, Торонто, Канада) (ChemiDoc; Bio-Rad Laboratories; Миссиссога, Канада). Проявленные пленки оценивали при помощи денситометрии с применением программного обеспечения "Image J" (свободно доступного от NIH); цифровые изображения оценивали с помощью программного обеспечения Image Lab (Bio-Rad).Primary antibodies were conjugated to either peroxidase-labeled secondary donkey anti-rabbit IgG (GE Healthcare Amersham (Piscataway, USA), catalog no. NA934) or secondary peroxidase-labeled goat anti-mouse IgG (GE Healthcare Amersham, catalog no. NA931). A standard chemiluminescence method (Westar ETA C; VPQ Scientific, Toronto, Canada) (ChemiDoc; Bio-Rad Laboratories; Mississauga, Canada) was used to expose X-ray film or collect digital images. Developed films were assessed by densitometry using Image J software (freely available from the NIH); digital images were assessed using Image Lab software (Bio-Rad).

Выделение РНК и обратная транскрипцияRNA isolation and reverse transcription

РНК резистивной артерии выделяли при помощи спин-колонок Norgen Biotek (Торолд, Канада) "Total RNA Purification Micro", применяя способы расщепления протеиназой K и удаления ДНК, как указано в инструкциях производителя. Элюированную РНК количественно определяли с помощью набора Agilent Technologies RNA 6000 Pico и биоанализатора; анализом подтвердили получение высококачественной РНК из образцов ткани артерии (целостность РНК [RIN]: мозговая = 8,4 ± 0,1, n = 5; кремастер = 8,2 ± 0,4, n = 6). Выделение РНК из клеток фибробластов почки детеныша хомяка выполняли тем же способом, исключая стадию расщепления протеиназой К. Во всех случаях из РНК получали кДНК с применением набора для обратной транскрипции Superscript III (Invitrogen Life Technologies; Берлингтон, Канада) в соответствии с инструкциями производителя. Остаточную РНК удаляли путем инкубации полученной кДНК с РНКазой H (0,125 Ед/мкл; New England Biolabs Canada; Уитби, Канада).Resistance artery RNA was isolated using Norgen Biotek (Thorold, Canada) "Total RNA Purification Micro" spin columns using proteinase K digestion and DNA removal methods as specified in the manufacturer's instructions. Eluted RNA was quantified using an Agilent Technologies RNA 6000 Pico kit and bioanalyzer; analysis confirmed the receipt of high-quality RNA from arterial tissue samples (RNA integrity [RIN]: brain = 8.4 ± 0.1, n = 5; cremaster = 8.2 ± 0.4, n = 6). RNA isolation from baby hamster kidney fibroblast cells was performed using the same method, minus the proteinase K digestion step. In all cases, cDNA was prepared from RNA using a Superscript III reverse transcription kit (Invitrogen Life Technologies; Burlington, Canada) according to the manufacturer's instructions. Residual RNA was removed by incubating the resulting cDNA with RNase H (0.125 U/μl; New England Biolabs Canada; Whitby, Canada).

Количественная ПЦРQuantitative PCR

Количественную ПЦР проводили с применением системы ПЦР в реальном времени Applied Biosystems ViiA™ 7 и мастер-микса Power SYBR® Green PCR (оба от Invitrogen Life Technologies). Каждый набор праймеров был тщательно проверен для гарантии специфичности и сопоставимой эффективности. Гены-мишени оценивали в трех повторах с применением 1 нг кДНК, полученной при обратной транскрипции; в качестве отрицательных контролей применяли воду. ПЦР-амплификация состояла из 10 минут денатурации при 95°C, с последующими 40 циклами амплификации (15 с при 95°C и 60 с при 60°C). После амплификации ампликоны плавили: полученная кривая диссоциации подтвердила получение одного продукта. Уровни экспрессии транскрипта в тканях мыши рассчитывали по значениям DCt относительно стандартного гена домашнего хозяйства гидроксиметилбилансинтазы (HMBS). Чтобы подтвердить надежность HMBS для нормализации, уровни экспрессии транскриптов также рассчитывали из значений DCt относительно гена глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (G6PD), с получением аналогичных результатов. В экспериментах с клетками фибробластов почек детенышей хомяка применяли праймеры, специфичные для CFTR человека и GAPDH хомяка, последний представляет собой ген домашнего хозяйства, подходящий для нормализации.Quantitative PCR was performed using an Applied Biosystems ViiA™ 7 Real-Time PCR System and Power SYBR® Green PCR Master Mix (both from Invitrogen Life Technologies). Each primer set was carefully tested to ensure specificity and comparable performance. Target genes were assessed in triplicate using 1 ng of cDNA obtained by reverse transcription; Water was used as negative controls. PCR amplification consisted of 10 min of denaturation at 95°C, followed by 40 cycles of amplification (15 s at 95°C and 60 s at 60°C). After amplification, the amplicons were melted: the resulting dissociation curve confirmed the formation of a single product. Transcript expression levels in mouse tissues were calculated from DCt values relative to the standard housekeeping gene hydroxymethylbilane synthase (HMBS). To confirm the reliability of HMBS for normalization, transcript expression levels were also calculated from DCt values relative to the glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) gene, obtaining similar results. In experiments with baby hamster kidney fibroblast cells, primers specific for human CFTR and hamster GAPDH were used, the latter being a housekeeping gene suitable for normalization.

Фиксация мозга и подготовка срезов для иммуногистохимии и окрашивания фтор-нефритомFixation of the brain and preparation of sections for immunohistochemistry and fluorine nephritis staining

Развитие отсроченного сужения кровеносных сосудов и повреждения головного мозга происходит быстрее в экспериментальной модели мышей с САК (от 2 до 5 дней после САК) (12, 19-21) по сравнению с тем, что наблюдается клинически (от 4 до 12 дней после САК) (22, 23). Авторами изобретения была выбрана временная точка 2 дня после индукции САК для оценки маркеров повреждения на основе предыдущей работы, демонстрирующей значительное повреждение нейронов и поведенческий дефицит в этот момент времени (12). Через 2 дня после индукции САК животных анестезировали изофлураном; их мозг перфузировали фосфатно-солевым буфером (ФСБ), а затем перфузию фиксировали параформальдегидом в фосфатном буфере (4%; pH 7,4), оба раствора вводили через восходящую аорту. Мозг немедленно препарировали и разрезали на корональные срезы на 1 мм сзади от брегмы. Эти срезы головного мозга после фиксировали в 4% параформальдегиде (pH 7,4) в течение 48 часов при 4°C, а затем инкубировали в 10% сахарозе (3 часа), а затем 30% сахарозе в течение ночи (при 4°C) для цитопротекции. Затем срезы мозга помещали в реагент OCT (Sakura Finetek USA; Торранс, США) на изопентане и сухом льду. Криостатные срезы (корональные срезы толщиной 5 мкм) собирали на предметных стеклах "Tissue Path Superfrost Plus Gold" (Fisher Scientific; Уитби, Канада) и хранили при -80°C до применения.The development of delayed blood vessel constriction and brain damage occurs more rapidly in the experimental mouse model of SAH (2 to 5 days post-SAH) (12, 19-21) compared to what is observed clinically (4 to 12 days post-SAH). (22, 23). We chose the time point of 2 days after SAH induction to assess damage markers based on previous work demonstrating significant neuronal damage and behavioral deficits at this time point ( 12 ). 2 days after SAH induction, animals were anesthetized with isoflurane; their brains were perfused with phosphate-buffered saline (PBS) and then perfusion-fixed with paraformaldehyde in phosphate buffer (4%; pH 7.4), both solutions injected through the ascending aorta. The brain was immediately dissected and cut into coronal sections 1 mm posterior to the bregma. These brain sections were then fixed in 4% paraformaldehyde (pH 7.4) for 48 hours at 4°C and then incubated in 10% sucrose (3 hours) and then 30% sucrose overnight (at 4°C ) for cytoprotection. The brain sections were then placed in OCT reagent (Sakura Finetek USA; Torrance, USA) on isopentane and dry ice. Cryostat sections (5-μm-thick coronal sections) were collected on Tissue Path Superfrost Plus Gold slides (Fisher Scientific; Whitby, Canada) and stored at −80°C until use.

Флуоресцентная иммуногистохимияFluorescent immunohistochemistry

Все образцы предварительно обрабатывали 10 минут протеиназой (20 мкг/мл; Promega; Мэдисон, США) и затем в течение 60 минут блокировали стандартным способом 10% нормальной ослиной сывороткой (Jackson ImmunoResearch Laboratories; Уэст-Гроув, США) в ФСБ или 10% козьей сывороткой (Invitrogen Life Technologies; Берлингтон, Канада) в ФСБ, содержащей 1% бычий сывороточный альбумин. Срезы мозга инкубировали с моноклональными кроличьими антителами к активной расщепленной каспазе-3 человека (клон C92-605; разведение 1:1000; BD Biosciences Canada; Миссиссога, Канада) и конъюгировали с козьими антителами к IgG кролика Alexa Fluor 488 (Invitrogen). Оба вида антител разводили в растворе усилителя иммунной реакции Can Get Signal® и применяли время инкубации 1 час при комнатной температуре. Образцы промывали и закрепляли с помощью CC MountÔ.All samples were pretreated for 10 minutes with proteinase (20 μg/ml; Promega; Madison, USA) and then blocked for 60 minutes in a standard manner with 10% normal donkey serum (Jackson ImmunoResearch Laboratories; West Grove, USA) in PBS or 10% goat serum. serum (Invitrogen Life Technologies; Burlington, Canada) in PBS containing 1% bovine serum albumin. Brain sections were incubated with monoclonal rabbit anti-human active cleaved caspase-3 antibody (clone C92-605; 1:1000 dilution; BD Biosciences Canada; Mississauga, Canada) and conjugated to goat anti-rabbit IgG antibody Alexa Fluor 488 (Invitrogen). Both types of antibodies were diluted in Can Get Signal® immune response enhancer solution and an incubation time of 1 hour at room temperature was used. Samples were washed and mounted using CC MountÔ.

Окрашивание фтор-нефритомFluorine jade staining

Срезы мозга последовательно инкубировали 1% NaOH/80% этанолом (5 минут), 70% этанолом (2 минуты), дистиллированной водой (2 минуты) и 0,06% перманганатом калия (10 минут). После промывания деионизированной водой срезы головного мозга окрашивали 0,0004% фтор-нефритом B (Histo-Chem Inc., Джефферсон, США) в 0,1% уксусной кислоте (15 минут). Затем образцы промывали деионизированной водой, сушили и очищали погружением в ксилол на 1 минуту. Слайды закрепляли с помощью среды для заключения срезов DPX (Sigma).Brain sections were sequentially incubated with 1% NaOH/80% ethanol (5 minutes), 70% ethanol (2 minutes), distilled water (2 minutes), and 0.06% potassium permanganate (10 minutes). After rinsing with deionized water, brain sections were stained with 0.0004% Fluoride-Jade B (Histo-Chem Inc., Jefferson, USA) in 0.1% acetic acid (15 min). The samples were then rinsed with deionized water, dried, and cleaned by immersion in xylene for 1 minute. Slides were mounted using DPX section mounting medium (Sigma).

Цифровая визуализация и оценка повреждений мозга путем подсчета клетокDigital imaging and assessment of brain damage by cell counting

Цифровые иммунофлуоресцентные изображения получали с применением конфокального лазерно-сканирующего микроскопа Zeiss LSM 710 в сочетании с программным обеспечением Zeiss ZEN 2010 (изображения сосудов). Наложения создавались с помощью свободно доступного программного обеспечения ImageJ 1.44p (National Institutes of Health, США). Двумя независимыми экспертами были подсчитаны положительные по каспазе-3 и фтор-нефриту клетки в слепых условиях, как описано ранее (12). Для каждого животного подсчет проводили для кортикальной области на одном корональном срезе головного мозга 1 мм сзади от брегмы (увеличение 200×), которая включает левую и правую височные и теменные доли. Число положительных клеток, подсчитанное каждым экспертом, усредняли, получая среднее количество положительных клеток на животное, которое затем применяли для статистического анализа.Digital immunofluorescence images were obtained using a Zeiss LSM 710 confocal laser scanning microscope coupled with Zeiss ZEN 2010 software (vascular imaging). Overlays were created using freely available ImageJ 1.44p software (National Institutes of Health, USA). Caspase-3 and FJ-positive cells were scored by two independent reviewers under blinded conditions as previously described ( 12 ). For each animal, counts were performed for a cortical region on a single coronal section of the brain 1 mm posterior to bregma (magnification 200×), which included the left and right temporal and parietal lobes. The number of positive cells counted by each examiner was averaged to obtain the average number of positive cells per animal, which was then used for statistical analysis.

Гистологический анализ морфологии дендритов:Histological analysis of dendritic morphology:

Мозг перфузировали гепаринизированным солевым раствором посредством транскардиальной перфузии, изолировали и обрабатывали/окрашивали с применением коммерческого, доступного в продаже набора Rapid GolgiStain (FD NeuroTechnologies Inc.; Колумбия, США). В наборе применяется модифицированный способ окрашивания по Гольджи-Коксу, первоначально описанный Глэзером и Ван дер Лоосом (24). Кратко, выделенные образцы ткани головного мозга погружали в раствор, входящий с состав набора, содержащий хлорид ртути, дихромат калия и хромат калия, в темноте в течение 8 дней; затем 6 дней инкубировали с раствором для защиты тканей. Затем образцы головного мозга промывали, заключали в 4% легкоплавкую агарозу, делали срезы в корональной плоскости (толщина 150 мкм; вибрационный микротом Campden Instruments 7000smz-2) и помещали на покрытые желатином стеклянные предметные стекла. Затем процедуру окрашивания завершали с применением реагентов для проявления/окрашивания, входящих в состав набора, в соответствии с инструкциями производителя. Нейроны и дендритные сегменты визуализировали с помощью стереологического программного обеспечения NIS Elements AR на микроскопе Nikon Eclipse Ti2 с моторизованным фокусом X, Y и Z для получения изображений с высоким разрешением (Nikon Instruments Europe; Амстердам, Нидерланды). Авторами изобретения проанализированы как базальные, так и апикальные дендритные сети пирамидных кортикальных нейронов лобной коры, с применением количественного подхода, первоначально описанного Шоллем (25). Применяли программное обеспечение Image J в сочетании с полуавтоматическим плагином Simple Neurite Tracer (оба находятся в свободном доступе от NIH) для идентификации и цифрового выделения дендритных сетей одного кортикального нейрона из изображения гиперпробы с увеличением 200×. Центр сомы отмечали стрелкой; затем морфологию дендритов характеризовали анализом Шолля (см. https://imagej.net/Sholl_Analysis, версия 3.7.4) с применением интервалов 5 мкм до максимального радиуса 300 мкм. Этот анализ характеризует морфологию дендритов с точки зрения пересечений дендритов (то есть ветвления) и длины дендрита. Для каждой группы обработки, от 2 до 4 нейронов на мышь от 4 мышей анализировали в слепых условиях. Для оценки плотности дендритных шипиков (то есть количество небольших выступов, обнаруженных на дендритах), визуализировали дендритные сегменты 3-го порядка ветви при 100× увеличении. Плотность шипиков измеряли как количество шипиков на сегмент для следующих сегментов: от 20 до 50 мкм от сомы; от 30 до 60 мкм от сомы; от 50 до 80 мкм от сомы; и от 60 до 100 мкм от сомы). Данный подход "скользящего измерения" позволяет оценить то, как плотность шипиков изменяется по длине дендритной ветви. Для каждой группы лечения плотность шипиков измеряли в пирамидных кортикальных нейронах от 2 до 4 (от 2 до 4 ветвей третьего порядка на нейрон) на мышь у от 3 до 4 мышей на группу в слепых условиях.Brains were perfused with heparinized saline via transcardial perfusion, isolated, and processed/stained using a commercial, commercially available Rapid GolgiStain kit (FD NeuroTechnologies Inc.; Columbia, USA). The kit uses a modified Golgi-Cox staining method originally described by Glaeser and van der Loos (24). Briefly, isolated brain tissue samples were immersed in the kit's solution containing mercuric chloride, potassium dichromate, and potassium chromate in the dark for 8 days; then incubated for 6 days with a tissue protection solution. Brain samples were then washed, mounted in 4% low-melting agarose, sectioned in the coronal plane (150 μm thick; Campden Instruments 7000smz-2 vibrating microtome), and mounted on gelatin-coated glass slides. The staining procedure was then completed using the development/staining reagents provided in the kit according to the manufacturer's instructions. Neurons and dendritic segments were imaged using NIS Elements AR stereology software on a Nikon Eclipse Ti2 microscope with motorized X, Y, and Z focus for high-resolution imaging (Nikon Instruments Europe; Amsterdam, the Netherlands). We analyzed both basal and apical dendritic networks of pyramidal cortical neurons in the frontal cortex using a quantitative approach originally described by Scholl ( 25 ). Image J software was used in combination with the semi-automated plugin Simple Neurite Tracer (both freely available from the NIH) to identify and digitally extract the dendritic networks of a single cortical neuron from a hyperprobe image at 200× magnification. The center of the soma was marked with an arrow; dendritic morphology was then characterized by Sholl analysis (see https://imagej.net/Sholl_Analysis, version 3.7.4) using 5-μm intervals up to a maximum radius of 300 μm. This analysis characterizes dendritic morphology in terms of dendritic intersections (i.e., branching) and dendrite length. For each treatment group, 2 to 4 neurons per mouse from 4 mice were analyzed in a blinded manner. To assess dendritic spine density (i.e., the number of small projections found on dendrites), 3rd order arbor dendritic segments were imaged at 100× magnification. Spine density was measured as the number of spines per segment for the following segments: 20 to 50 μm from the soma; from 30 to 60 µm from the soma; from 50 to 80 µm from the soma; and from 60 to 100 µm from the soma). This “sliding measurement” approach allows us to assess how spine density varies along the length of a dendritic arbor. For each treatment group, spine density was measured in 2 to 4 pyramidal cortical neurons (2 to 4 third-order branches per neuron) per mouse in 3 to 4 mice per group under blinded conditions.

Как описано выше, корректор C18 CFTR и антитело к CFTR человека (обозначенное "596") приобретали в рамках программ по распространению реактивов и антител Фонда лечения муковисцидоза. Все остальные применяемые реагенты коммерчески доступны, как указано выше.As described above, the C18 CFTR corrector and anti-human CFTR antibody (designated “596”) were purchased through the Cystic Fibrosis Foundation reagent and antibody distribution programs. All other reagents used are commercially available as described above.

Животные: Институциональные комитеты по уходу за животными и их использованию в Университете Торонто и Университетской сети здравоохранения (UHN) одобрили все протоколы ухода за животными и экспериментов. Коммерчески доступных самцов мышей дикого типа (от 2 до 3 месяцев; C57BL/6N) приобретали в Charles River Laboratories (Монреаль, Канада). Самцов мышей, гомозиготных по мутации ΔF508 CFTR (CFTRtm1EUR; обозначены как "ΔF508" в настоящем документе) (11), делеции гена CFTR (CFTRtm1Unc; обозначены CFTR-/-), и комплементарных контрольных однопометников дикого типа получали из стабилизированной колонии в Госпитале для больных детей, Торонто (все CFTR-/-, CFTRΔF508 и однопометники представляют собой смешанные линии). Всех мышей содержали в соответствии со стандартным циклом 14 часов: 10 часов свет-темнота, кормили обычной пищей и обеспечивали неограниченный доступ к воде.Animals: The Institutional Animal Care and Use Committees at the University of Toronto and the University Health Network (UHN) approved all animal care and experimental protocols. Commercially available male wild-type mice (2 to 3 months old; C57BL/6N) were purchased from Charles River Laboratories (Montreal, Canada). Male mice homozygous for the ΔF508 CFTR mutation (CFTR tm1EUR ; referred to as “ΔF508” herein) ( 11 ), a deletion of the CFTR gene (CFTR tm1Unc ; designated CFTR −/− ), and complemented wild-type littermate controls were obtained from a stabilized colony in Hospital for Sick Children, Toronto (all CFTR -/- , CFTR ΔF508 and littermates are mixed strains). All mice were housed on a standard 14-h:10-h light-dark cycle, fed regular chow, and provided with ad libitum access to water.

Инфаркт миокарда: сердечную недостаточность вызывали хирургической перевязкой левой передней нисходящей коронарной артерии (3). Кратко, мышей анестезировали изофлураном, интубировали ангиокатетером 20 размера и вентилировали комнатным воздухом. В стерильных условиях грудную клетку и перикард вскрывали, и левую переднюю нисходящую коронарную артерию необратимо перевязывали шелковой нитью 7-0 (Deknatel; Фолл-Ривер, США). В контрольной группе ложнооперированным животным вскрывали грудную клетку и перикард, но левую переднюю нисходящую коронарную артерию не перевязывали. После процедуры грудную клетку закрывали и мышам проводили экстубацию при самостоятельном дыхании. Задние мозговые артерии (ЗМА) выделяли спустя от 4 до 6 недель после инфаркта.Myocardial infarction: Heart failure was induced by surgical ligation of the left anterior descending coronary artery (3). Briefly, mice were anesthetized with isoflurane, intubated with a 20-gauge angiocatheter, and ventilated with room air. Under sterile conditions, the chest and pericardium were opened, and the left anterior descending coronary artery was permanently ligated with 7-0 silk suture (Deknatel; Fall River, USA). In the control group, the chest and pericardium were opened in sham-operated animals, but the left anterior descending coronary artery was not ligated. After the procedure, the chest was closed and the mice were extubated while breathing spontaneously. Posterior cerebral arteries (PCAs) were isolated 4 to 6 weeks after infarction.

Индукция субарахноидального кровоизлияния: применяли хорошо изученную модель экспериментального САК (6). Кратко, каждую мышь анестезировали (изофлуран) и голову фиксировали в стереотаксической рамке; вдоль средней линии передней части волосистой части головы делали разрез 7 мм и просверливали отверстие 0,9 мм в черепе на 4,5 мм спереди от брегмы. Спинальную иглу вводили к хиазмальной цистерне: 80 мкл артериальной крови вводили во внутричерепное пространство в течение 10 секунд. Введенная кровь была получена от отдельной мыши-донора дикого типа (посредством пункции сердца) непосредственно перед инъекцией и не содержала антикоагулянты. После инъекции разрез скальпа зашивали. Бупренорфин (0,05 мг/кг; объем от 0,5 до 1,0 мл) вводили два раза в день (сразу после хирургической процедуры САК). Ложнооперированным животным проводили идентичную хирургическую процедуру с введением стерильного физиологического раствора вместо крови. Обонятельные мозговые артерии выделяли через 2 дня после индукции САК.Induction of subarachnoid hemorrhage: A well-studied model of experimental SAH was used (6). Briefly, each mouse was anesthetized (isoflurane) and head fixed in a stereotaxic frame; A 7 mm incision was made along the midline of the anterior scalp and a 0.9 mm hole was drilled into the skull 4.5 mm anterior to the bregma. A spinal needle was inserted into the chiasmatic cistern: 80 μl of arterial blood was injected into the intracranial space over 10 seconds. The administered blood was obtained from an individual wild-type donor mouse (via cardiac puncture) immediately before injection and did not contain anticoagulants. After injection, the scalp incision was sutured. Buprenorphine (0.05 mg/kg; volume 0.5 to 1.0 mL) was administered twice daily (immediately after the SAH surgical procedure). Sham-operated animals underwent an identical surgical procedure using sterile saline instead of blood. Olfactory cerebral arteries were isolated 2 days after SAH induction.

Выделение и функциональная оценка резистивных артерий: обонятельные артерии мыши (первая ветвь передней мозговой артерии) и ЗМА аккуратно рассекали, канюлировали на микропипетки, растянуты до их длины in vivo и подвергнуты давлению до 45 мм рт.ст., как описано ранее (3, 6); резистивные артерии скелетных мышц мышей отделяли от мышцы кремастера, канюлировали и создавали давление до 60 мм рт.ст. Все функциональные эксперименты проводили в солевом растворе с 3-морфолинопропансульфоновой кислотой (MOPS), при 37°C без перфузии. Вазомоторные реакции на фенилэфрин (5 мкмоль/л для задних мозговых артерий, 10 мкмоль/л для артерий скелетных мышц кремастера) обеспечивали оценку жизнеспособности сосудов в начале и в конце каждого эксперимента. Артерии, не показавшие реакции сужения на фенилэфрин более или равной 25 %, были исключены.Isolation and functional assessment of resistance arteries: The mouse olfactory arteries (first branch of the anterior cerebral artery) and PCA were carefully dissected, cannulated into micropipettes, stretched to their in vivo length, and pressurized to 45 mmHg as described previously (3, 6) ); The resistance arteries of mouse skeletal muscles were separated from the cremaster muscle, cannulated, and pressure was applied to 60 mmHg. All functional experiments were performed in 3-morpholinopropanesulfonic acid (MOPS) saline at 37°C without perfusion. Vasomotor responses to phenylephrine (5 μmol/L for posterior cerebral arteries, 10 μmol/L for cremaster skeletal muscle arteries) provided an assessment of vascular viability at the beginning and end of each experiment. Arteries that did not show a constriction response to phenylephrine greater than or equal to 25% were excluded.

Миогенные реакции вызывали ступенчатым повышением трансмурального давления на 20 мм рт.ст. от 20 мм рт.ст. до 80 мм рт.ст. (обонятельные артерии) или 100 мм рт.ст. (задние мозговые артерии и резистивные артерии скелетных мышц кремастера). На каждой ступени давления измеряли диаметр сосуда (диаметрактивный) после достижения стационарного состояния (5 мин). Сосуды, требующие обработки (например, CFTR(ингибитор)-172), инкубировали с реагентом в MOPS в течение 30 минут, а затем оценивали миогенные реакции в присутствии данного реагента. После завершения всех измерений диаметраактивный, буфер MOPS заменяли версией, не содержащей Ca2+, и максимальный пассивный диаметр (диаметрмакс) регистрировали на каждой ступени давления.Myogenic reactions were induced by a stepwise increase in transmural pressure by 20 mm Hg. from 20 mm Hg up to 80 mm Hg (olfactory arteries) or 100 mm Hg. (posterior cerebral arteries and resistive arteries of the skeletal muscles of the cremaster). At each pressure stage, the diameter of the vessel ( active diameter) was measured after reaching a steady state (5 min). Vessels requiring treatment (eg, CFTR( inhibitor )-172) were incubated with the reagent in MOPS for 30 minutes, and then myogenic responses in the presence of this reagent were assessed. After all active diameter measurements were completed, the MOPS buffer was replaced with a Ca 2+ -free version, and the maximum passive diameter (diameter max ) was recorded at each pressure step.

Миогенный тонус рассчитывали в виде процента сужения по отношению к максимальному диаметру при каждом соответствующем трансмуральном давлении: тонус (%диаметрмакс) = [(диаметрмакс-диаметрактивный)/диаметрмакс] × 100, где диаметрактивный представляет собой диаметр сосуда в MOPS, содержащем Са2+, а диаметрмакс представляет собой диаметр в MOPS без Ca2+. При анализе вазомоторных реакций на фенилэфрин применяли то же уравнение, но в таком случае диаметрактивный представляет собой диаметр сосуда в стационарном состоянии после применения данного агента, а диаметрмакс представляет собой максимальный диаметр, измеренный в условиях отсутствия Ca2+.Myogenic tone was calculated as the percentage of constriction relative to the maximum diameter at each corresponding transmural pressure: tone (%diameter max ) = [(diameter max - diameter active )/diameter max ] × 100, where diameter active is the diameter of the vessel in MOPS, containing Ca 2+ , and diameter max is the diameter in MOPS without Ca 2+ . When analyzing vasomotor responses to phenylephrine, the same equation was used, but in this case, active diameter represents the diameter of the vessel at steady state after administration of the agent, and max diameter represents the maximum diameter measured in the absence of Ca 2+ .

Измерения церебрального кровотока на основе магнитно-резонансной томографии: для оценки церебральной перфузии применяли способ неинвазивной магнитно-резонансной томографии (МРТ) (способ FAIR), как описано ранее (6). Кратко, способ FAIR выделяет перфузию как ускоренную релаксацию сигнала T1. Сигналы МРТ (Bruker Corporation Biospec 70/30 USR; Эттлинген, Германия) получали на вертикальных срезах переднего, среднего и заднего мозга, которые соответствуют переднему, смешанному и заднему кровообращению. Изображения FAIR оценивали для обозначенных областей интереса (расположение областей показано на фиг. 8) с применением стандартизированных алгоритмов и способов обработки изображений (MIPAV; Национальные институты здравоохранения, Бетесда, США; http://mipav.cit.nih.gov/).Magnetic resonance imaging-based cerebral blood flow measurements: The non-invasive magnetic resonance imaging (MRI) method (FAIR method) was used to assess cerebral perfusion as previously described (6). Briefly, the FAIR method highlights perfusion as an accelerated relaxation of the T1 signal. MRI signals (Bruker Corporation Biospec 70/30 USR; Ettlingen, Germany) were obtained from vertical sections of the forebrain, midbrain, and hindbrain, which correspond to the anterior, mixed, and posterior circulation. FAIR images were assessed for designated regions of interest (location of regions shown in Fig. 8) using standardized image processing algorithms and techniques (MIPAV; National Institutes of Health, Bethesda, USA; http://mipav.cit.nih.gov/).

Измерение отека на основе магнитно-резонансной томографии: отек оценивали с помощью количественного картирования T2 (12) с применением системы микро-МРТ 7 Tesla (Bruker Corporation Biospec 70/30 USR; Эттлинген, Германия). Получение карт T2 позволило получить количественные карты T2 в 9 смежных двухмерных аксиальных срезах толщиной 1 мм, покрывающих объем от переднего мозга до заднего мозга. Карты T2 были сгенерированы из T2-взвешенных изображений с временем появления эхо-сигнала от 12 до 384 мс с применением встроенного программного обеспечения Bruker посредством линейной регрессии логарифмически преобразованных величин сигналов и времени появления эхо-сигналов для каждого вокселя. Значения T2 были извлечены с применением программного обеспечения MIPAV с применением вручную нарисованных областей интереса, помещенных в карты T2 переднего, среднего и заднего мозга.Magnetic resonance imaging-based edema measurement: Edema was assessed using quantitative T2 mapping (12) using a 7 Tesla micro-MRI system (Bruker Corporation Biospec 70/30 USR; Ettlingen, Germany). T 2 mapping acquisition produced quantitative T 2 maps in 9 contiguous 1-mm-thick two-dimensional axial slices covering the volume from the forebrain to the hindbrain. T 2 maps were generated from T 2 -weighted images with echo times ranging from 12 to 384 ms using built-in Bruker software through linear regression of log-transformed signal magnitudes and echo times for each voxel. T2 values were extracted using MIPAV software using manually drawn regions of interest placed in the forebrain, midbrain, and hindbrain T2 maps.

Оценка неврологической функции: Неврологическую функцию оценивали с применением модифицированной шкалы Гарсиа, как описано ранее (6). Неврологическая оценка состоит из 6 доменов: спонтанная активность, спонтанное движение всех 4 конечностей, вытягивание передних конечностей, способность к лазанию, проприоцепция тела и реакция на прикосновение к вибриссам. Двое наблюдателей провели слепое неврологическое обследование через 2 дня после САК. Максимальный балл составляет 18, что свидетельствует о нормальной неврологической функции.Assessment of neurological function: Neurological function was assessed using the modified Garcia score as previously described (6). The neurological assessment consists of 6 domains: spontaneous activity, spontaneous movement of all 4 limbs, forelimb extension, climbing ability, body proprioception and response to whisker touch. Two observers performed a blinded neurological examination 2 days after SAH. The maximum score is 18, indicating normal neurological function.

Статистика: все данные представлены в виде средних значений ± стандартная ошибка среднего, где n представляет собой количество независимых измерений (т.е. оценок образцов, сосудов или объектов эксперимента). Для статистических сравнений применяли непараметрический критерий Манна-Уитни с точным вычислением p-значения для сравнения двух независимых групп. Для сравнения нескольких независимых групп применяли непараметрический однофакторный дисперсионный анализ (критерий Краскела-Уоллиса), с последующим апостериорным критерием Даннетта. Для оценки миогенных ответов и зависимостей "доза-реакция" данные были проанализированы с помощью двухфакторного дисперсионного анализа с последующим ретроспективным анализом с критерием Тьюки. Различия считали достоверными при P < 0,05. Все данные, представленные на фиг. 6, были собраны в слепых условиях; все другие данные, представленные в настоящем документе, не требовали слепого анализа и не собирались в слепых условиях.Statistics: All data are presented as means ± standard error of the mean, where n represents the number of independent measurements (i.e., ratings of specimens, vessels, or test subjects). For statistical comparisons, the nonparametric Mann-Whitney test was used, with an exact p-value calculated to compare two independent groups. To compare several independent groups, nonparametric one-way analysis of variance (Kruskal-Wallis test) was used, followed by Dunnett's post hoc test. To evaluate myogenic responses and dose-response relationships, data were analyzed using two-way ANOVA followed by post hoc analysis with Tukey's test. Differences were considered significant at P < 0.05. All data presented in Fig. 6, were collected under blind conditions; all other data presented herein did not require blinding and were not collected under blinded conditions.

В приведенном выше разделе "Способы и реактивы" приведены следующие ссылки на источники:The following references are provided in the Methods and Reagents section above:

1. Cui L, Aleksandrov L, Chang XB, et al. Domain interdependence in the biosynthetic assembly of CFTR. J Mol Biol 2007; 365:981-94.1. Cui L, Aleksandrov L, Chang XB, et al. Domain interdependence in the biosynthetic assembly of CFTR. J Mol Biol 2007; 365:981-94.

2. van Doorninck JH, French PJ, Verbeek E, et al. A mouse model for the cystic fibrosis delta F508 mutation. EMBO J 1995; 14:4403-11.2. van Doorninck JH, French PJ, Verbeek E, et al. A mouse model for the cystic fibrosis delta F508 mutation. EMBO J 1995; 14:4403-11.

3. Van Goor F, Straley KS, Cao D, et al. Rescue of DeltaF508-CFTR trafficking and gating in human cystic fibrosis airway primary cultures by small molecules. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2006; 290:L1117-30.3. Van Goor F, Straley KS, Cao D, et al. Rescue of DeltaF508-CFTR trafficking and gating in human cystic fibrosis airway primary cultures by small molecules. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2006; 290:L1117-30.

4. French PJ, van Doorninck JH, Peters RH, et al. A delta F508 mutation in mouse cystic fibrosis transmembrane conductance regulator results in a temperature-sensitive processing defect in vivo. J Clin Invest 1996; 98:1304-12.4. French PJ, van Doorninck JH, Peters RH, et al. A delta F508 mutation in mouse cystic fibrosis transmembrane conductance regulator results in a temperature-sensitive processing defect in vivo. J Clin Invest 1996; 98:1304-12.

5. Zeiher BG, Eichwald E, Zabner J, et al. A mouse model for the delta F508 allele of cystic fibrosis. J Clin Invest 1995; 96:2051-64.5. Zeiher BG, Eichwald E, Zabner J, et al. A mouse model for the delta F508 allele of cystic fibrosis. J Clin Invest 1995; 96:2051-64.

6. Wilke M, Buijs-Offerman RM, Aarbiou J, et al. Mouse models of cystic fibrosis: phenotypic analysis and research applications. J Cyst Fibros 2011; 10 Suppl 2:S152-71.6. Wilke M, Buijs-Offerman RM, Aarbiou J, et al. Mouse models of cystic fibrosis: phenotypic analysis and research applications. J Cyst Fibros 2011; 10 Suppl 2:S152-71.

7. Lavelle GM, White MM, Browne N, McElvaney NG, Reeves EP. Animal Models of Cystic Fibrosis Pathology: Phenotypic Parallels and Divergences. Biomed Res Int 2016; 2016:5258727.7. Lavelle GM, White MM, Browne N, McElvaney NG, Reeves EP. Animal Models of Cystic Fibrosis Pathology: Phenotypic Parallels and Divergences. Biomed Res Int 2016; 2016:5258727.

8. Nilius B, Droogmans G. Amazing chloride channels: an overview. Acta Physiol Scand 2003; 177:119-47.8. Nilius B, Droogmans G. Amazing chloride channels: an overview. Acta Physiol Scand 2003; 177:119-47.

9. Hoefer J, Azam MA, Kroetsch JT, et al. Sphingosine-1-phosphate-dependent activation of p38 MAPK maintains elevated peripheral resistance in heart failure through increased myogenic vasoconstriction. Circ Res 2010; 107:923-33.9. Hoefer J, Azam MA, Kroetsch JT, et al. Sphingosine-1-phosphate-dependent activation of p38 MAPK maintains elevated peripheral resistance in heart failure through increased myogenic vasoconstriction. Circ Res 2010; 107:923-33.

10. Meissner A, Yang J, Kroetsch JT, et al. Tumor Necrosis Factor-α-Mediated Downregulation of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Drives Pathological Sphingosine-1-hosphate Signaling in a Mouse Model of Heart Failure. Circulation 2012; 125:2739 50.10. Meissner A, Yang J, Kroetsch JT, et al. Tumor Necrosis Factor-α-Mediated Downregulation of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Drives Pathological Sphingosine-1-hosphate Signaling in a Mouse Model of Heart Failure. Circulation 2012; 125:2739 50.

11. Yang J, Hossein Noyan-Ashraf M, Meissner A, et al. Proximal Cerebral Arteries Develop Myogenic Responsiveness in Heart Failure via Tumor Necrosis Factor-α-Dependent Activation of Sphingosine-1-Phosphate Signaling. Circulation 2012; 126:196-206.11. Yang J, Hossein Noyan-Ashraf M, Meissner A, et al. Proximal Cerebral Arteries Develop Myogenic Responsiveness in Heart Failure via Tumor Necrosis Factor-α-Dependent Activation of Sphingosine-1-Phosphate Signaling. Circulation 2012; 126:196-206.

12. Yagi K, Lidington D, Wan H, et al. Therapeutically Targeting Tumor Necrosis Factor-α/Sphingosine-1-Phosphate Signaling Corrects Myogenic Reactivity in Subarachnoid Hemorrhage. Stroke 2015; 46:2260-70.12. Yagi K, Lidington D, Wan H, et al. Therapeutically Targeting Tumor Necrosis Factor-α/Sphingosine-1-Phosphate Signaling Corrects Myogenic Reactivity in Subarachnoid Hemorrhage. Stroke 2015; 46:2260-70.

13. Kim SG. Quantification of relative cerebral blood flow change by flow-sensitive alternating inversion recovery (FAIR) technique: application to functional mapping. Magn Reson Med 1995; 34:293-301.13. Kim S.G. Quantification of relative cerebral blood flow change by flow-sensitive alternating inversion recovery (FAIR) technique: application to functional mapping. Magn Reson Med 1995; 34:293-301.

14. Herscovitch P, Raichle ME. What is the correct value for the brain--blood partition coefficient for water? J Cereb Blood Flow Metab 1985; 5:65-9.14. Herscovitch P, Raichle ME. What is the correct value for the brain--blood partition coefficient for water? J Cereb Blood Flow Metab 1985; 5:65-9.

15. Foley LM, Hitchens TK, Kochanek PM, Melick JA, Jackson EK, Ho C. Murine orthostatic response during prolonged vertical studies: effect on cerebral blood flow measured by arterial spinlabeled MRI. Magn Reson Med 2005; 54:798-806.15. Foley LM, Hitchens TK, Kochanek PM, Melick JA, Jackson EK, Ho C. Murine orthostatic response during prolonged vertical studies: effect on cerebral blood flow measured by arterial spinlabeled MRI. Magn Reson Med 2005; 54:798-806.

16. Foltz WD, Porter DA, Simeonov A, et al. Readout-segmented echo-planar diffusion-weighted imaging improves geometric performance for image-guided radiation therapy of pelvic tumors. Radiother Oncol 2015; 117:525-31.16. Foltz WD, Porter DA, Simeonov A, et al. Readout-segmented echo-planar diffusion-weighted imaging improves geometric performance for image-guided radiation therapy of pelvic tumors. Radiother Oncol 2015; 117:525-31.

17. Sharma M, Benharouga M, Hu W, Lukacs GL. Conformational and temperature-sensitive stability defects of the delta F508 cystic fibrosis transmembrane conductance regulator in post-endoplasmic reticulum compartments. J Biol Chem 2001; 276:8942-50.17. Sharma M, Benharouga M, Hu W, Lukacs GL. Conformational and temperature-sensitive stability defects of the delta F508 cystic fibrosis transmembrane conductance regulator in post-endoplasmic reticulum compartments. J Biol Chem 2001; 276:8942-50.

18. Malik FA, Meissner A, Semenkov I, et al. Sphingosine-1-Phosphate Is a Novel Regulator of Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) Activity. PLoS One 2015; 10:e0130313.18. Malik FA, Meissner A, Semenkov I, et al. Sphingosine-1-Phosphate Is a Novel Regulator of Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) Activity. PLoS One 2015; 10:e0130313.

19. Lin CL, Calisaneller T, Ukita N, Dumont AS, Kassell NF, Lee KS. A murine model of subarachnoid hemorrhage-induced cerebral vasospasm. J Neurosci Methods 2003; 123:89-97.19. Lin CL, Calisaneller T, Ukita N, Dumont AS, Kassell NF, Lee KS. A murine model of subarachnoid hemorrhage-induced cerebral vasospasm. J Neurosci Methods 2003; 123:89-97.

20. Parra A, McGirt MJ, Sheng H, Laskowitz DT, Pearlstein RD, Warner DS. Mouse model of subarachnoid hemorrhage associated cerebral vasospasm: methodological analysis. Neurol Res 2002; 24:510-6.20. Parra A, McGirt MJ, Sheng H, Laskowitz DT, Pearlstein RD, Warner DS. Mouse model of subarachnoid hemorrhage associated cerebral vasospasm: methodological analysis. Neurol Res 2002; 24:510-6.

21. Aum DJ, Vellimana AK, Singh I, et al. A novel fluorescent imaging technique for assessment of cerebral vasospasm after experimental subarachnoid hemorrhage. Sci Rep 2017; 7:9126.21. Aum DJ, Vellimana AK, Singh I, et al. A novel fluorescent imaging technique for assessment of cerebral vasospasm after experimental subarachnoid hemorrhage. Sci Rep 2017; 7:9126.

22. Brilstra EH, Rinkel GJ, Algra A, van Gijn J. Rebleeding, secondary ischemia, and timing of operation in patients with subarachnoid hemorrhage. Neurology 2000; 55:1656-60.22. Brilstra EH, Rinkel GJ, Algra A, van Gijn J. Rebleeding, secondary ischemia, and timing of operation in patients with subarachnoid hemorrhage. Neurology 2000; 55:1656-60.

23. Macdonald RL. Delayed neurological deterioration after subarachnoid haemorrhage. Nat Rev Neurol 2014; 10:44-58.23. Macdonald RL. Delayed neurological deterioration after subarachnoid haemorrhage. Nat Rev Neurol 2014; 10:44-58.

24. Glaser EM, Van der Loos H. Analysis of thick brain sections by obverse-reverse computer microscopy: application of a new, high clarity Golgi-Nissl stain. J Neurosci Methods 1981; 4:117-25.24. Glaser EM, Van der Loos H. Analysis of thick brain sections by obverse-reverse computer microscopy: application of a new, high clarity Golgi-Nissl stain. J Neurosci Methods 1981; 4:117-25.

25. Sholl DA. Dendritic organization in the neurons of the visual and motor cortices of the cat. J Anat 1953; 87:387-406.25. Sholl DA. Dendritic organization in the neurons of the visual and motor cortices of the cat. J Anat 1953; 87:387-406.

РЕЗУЛЬТАТЫRESULTS

Недостаточная функция CFTR приводит к снижению церебральной перфузииInsufficient CFTR function leads to decreased cerebral perfusion

Предыдущая работа продемонстрировала, что CFTR в значительной степени регулирует миогенный тонус мозговой артерии, и выявила сильную корреляцию между экспрессией белка CFTR в мозговой артерии и церебральной перфузией (4, 6). Таким образом, механистическая концепция предполагает, что коррекция недостаточной цереброваскулярной активности CFTR (то есть снижение транспорта S1P из-за снижения экспрессии CFTR на поверхности клетки) является жизнеспособной терапевтической стратегией для нормализации нарушенной церебральной миогенной реакции и, следовательно, церебрального кровотока (4).Previous work has demonstrated that CFTR significantly regulates cerebral artery myogenic tone and has identified a strong correlation between cerebral artery CFTR protein expression and cerebral perfusion ( 4 , 6 ). Thus, the mechanistic concept suggests that correction of insufficient cerebrovascular CFTR activity (i.e., reduction of S1P transport due to decreased cell surface expression of CFTR) is a viable therapeutic strategy to normalize the impaired cerebral myogenic response and hence cerebral blood flow (4).

Для установления причинной связи между активностью CFTR мозговой артерии и церебральной перфузией применяли мышей, мутантных по CFTR. Поскольку мыши CFTR-/- были чрезвычайно чувствительны к экспериментальным стрессогенным факторам, это не позволяло проводить точные и воспроизводимые измерения эхокардиографии/ЦК. Поэтому применяли более стабильных мышей CFTRΔF508, которые имеют минимальную экспрессию и активность CFTR на клеточной поверхности (11). Это подкрепило стратегическое решение авторов изобретения применять мышей CFTRΔF508 для установления связи миогенного тонуса мозговой артерии с гемодинамическими параметрами при фенотипе с потерей функции.CFTR mutant mice were used to establish the causal relationship between cerebral artery CFTR activity and cerebral perfusion. Because CFTR −/− mice were extremely sensitive to experimental stressors, this did not allow for accurate and reproducible echocardiographic/CBF measurements. Therefore, we used the more stable CFTR ΔF508 mice, which have minimal cell surface CFTR expression and activity (11). This supported the inventors' strategic decision to use CFTR ΔF508 mice to correlate cerebral artery myogenic tone with hemodynamic parameters in a loss-of-function phenotype.

Оценивали вазомоторную реактивность в задних мозговых артериях (ЗМА), чтобы напрямую сравнить фенотип CFTRΔF508 с ранее опубликованной характеристикой ответов ЗМА от мышей с нокаутом CFTR (4). Как и ожидалось, ЗМА мышей CFTRΔF508 демонстрируют повышенный миогенный тонус по сравнению с однопометниками дикого типа (фиг. 8A); величина повышения качественно аналогична величине, обнаруженной для мышей CFTR-/- (4). Реакции на фенилэфрин демонстрируют сдвиг вверх из-за повышенного миогенного тонуса (фиг. 8B); однако значения EC50 не различаются (log EC50 WT: -5,83 ± 0,21, n = 5 от 3 мышей; log EC50 CFTRΔF508: -6,00 ± 0,04, n = 6 от 4 мышей; критерий Манна-Уитни P=N.S.) и различие между кривыми устраняется путем корректировки различия в базальном тонусе (т.е. миогенном тонусе при 45 мм рт.ст.; фиг. 8C). Таким образом, мутация ΔF508 увеличивает миогенную чувствительность, но не влияет на общую сократимость. ЦК значительно ниже у мышей CFTRΔF508 (фиг. 8D); однако ни CO (фиг. 8E), ни TPR (фиг. 8F) не подвержены мутации. На основании этих наблюдений очевидно, что дефицит церебральной перфузии имеет сосудистое происхождение.Vasomotor reactivity in the posterior cerebral arteries (PCAs) was assessed to directly compare the CFTRΔF508 phenotype with a previously published characterization of PCA responses from CFTR knockout mice ( 4 ). As expected, the PCA of CFTRΔF508 mice exhibited increased myogenic tone compared with wild-type littermates ( Fig. 8A ); the magnitude of the increase is qualitatively similar to that found for CFTR −/− mice ( 4 ). Responses to phenylephrine show an upward shift due to increased myogenic tone (Fig. 8B); however, EC50 values did not differ (log EC50 WT: -5.83 ± 0.21, n = 5 from 3 mice; log EC50 CFTR ΔF508 : -6.00 ± 0.04, n = 6 from 4 mice; Mann-Whitney test P=NS) and the difference between the curves is eliminated by adjusting for differences in basal tone (ie, myogenic tone at 45 mmHg; Fig. 8C). Thus, the ΔF508 mutation increases myogenic sensitivity but does not affect overall contractility. CBF is significantly lower in CFTRΔF508 mice ( Fig. 8D ); however, neither CO (Fig. 8E) nor TPR (Fig. 8F) were mutated. Based on these observations, it is clear that the cerebral perfusion deficiency is of vascular origin.

Мутация CFTRΔF508 не изменяет TPR, указывая на то, что не все сосудистые русла подвержены CFTR-зависимой регуляции. Так как TPR в первую очередь генерируется и регулируется резистивными артериями скелетных мышц (14), было проанализировано, влияет ли CFTR на миогенный тонус в резистивных артериях скелетных мышц мышей. Экспрессия мРНК CFTR примерно в 10 раз ниже в резистивных артериях скелетных мышц мышей дикого типа по сравнению с мозговыми артериями (фиг. 1G). Ингибирование активности CFTR in vitro (100 нмоль/л CFTR(ингибитор)-172, 30 минут) не влияет на миогенный тонус артерии кремастера дикого типа (фиг. 1H), что противоречит недавним наблюдениям, согласно которым CFTR(ингибитор)-172 усиливает миогенный тонус обонятельной мозговой артерии (6). В отличие от ЗМА (4), делеция гена CFTR не увеличивает миогенный тонус в резистивных артериях скелетных мышц кремастера (фиг. 1I); на самом деле миогенный тонус слегка ослаблен и соответствует более низкому среднему артериальному давлению (САД) (фиг. 9). Зависимость реакции от дозы фенилэфрина не изменяется ни ингибированием CFTR in vitro, ни делецией гена CFTR (фиг. 10).The CFTR ΔF508 mutation does not alter TPR, indicating that not all vascular beds are subject to CFTR-dependent regulation. Since TPR is primarily generated and regulated by skeletal muscle resistance arteries (14), it was analyzed whether CFTR influences myogenic tone in mouse skeletal muscle resistance arteries. CFTR mRNA expression is approximately 10-fold lower in skeletal muscle resistance arteries of wild-type mice compared with cerebral arteries ( Fig. 1G ). Inhibition of CFTR activity in vitro (100 nmol/L CFTR(inhibitor)-172, 30 minutes) did not affect the myogenic tone of the wild-type cremaster artery (Fig. 1H), which contradicts recent observations that CFTR(inhibitor)-172 enhances myogenic tone. tone of the olfactory cerebral artery (6). In contrast to PMA ( 4 ), deletion of the CFTR gene did not increase myogenic tone in the skeletal muscle cremaster resistance arteries ( Fig. 1I ); in fact, myogenic tone is slightly weakened and corresponds to a lower mean arterial pressure (MAP) (Fig. 9). The dose response of phenylephrine was not altered by either inhibition of CFTR in vitro or deletion of the CFTR gene (Fig. 10).

Таким образом, настоящие эксперименты с CFTRΔF508 устанавливают: (i) причинную связь между экспрессией CFTR, миогенной реактивностью ЗМА и ЦК; (ii) CFTR модулирует миогенный тонус в определенных сосудистых руслах; и (iii) CFTR не модулирует тонус резистивных артерий скелетных мышц, что примечательно, потому что указанные артерии вносят значительный вклад в TPR. Поскольку СН и САК подавляют экспрессию CFTR в мозговых артериях одновременно с микрососудистой дисфункцией (4, 6), эти данные обеспечивают прочную механистическую основу для применения лекарственных средств, модулирующих CFTR, для специфической коррекции цереброваскулярной дисфункции и дефицита ЦК при данной патологии.In summary, the present experiments with CFTRΔF508 establish: (i) a causal relationship between CFTR expression, PCA myogenic reactivity, and CD; (ii) CFTR modulates myogenic tone in specific vascular beds; and (iii) CFTR does not modulate the tone of skeletal muscle resistance arteries, which is noteworthy because these arteries make a significant contribution to TPR. Because HF and SAH suppress CFTR expression in cerebral arteries concurrently with microvascular dysfunction (4, 6), these data provide a strong mechanistic basis for the use of CFTR-modulating drugs to specifically correct cerebrovascular dysfunction and CBF deficiency in this disease.

C18 увеличивает активность CFTR после TNF-зависимого подавления регуляцииC18 increases CFTR activity after TNF-dependent downregulation

Лекарственные средства, применяемые в настоящее время, модулирующие CFTR, идентифицированные с помощью высокопроизводительных проверок лекарственных средств, экспериментально и клинически применяются для смягчения последствий муковисцидоза. В соответствии с настоящим изобретением, C18 был выбран для исследований, поскольку ранее было продемонстрировано, что он напрямую взаимодействует с CFTR дикого типа и стабилизирует его, тем самым увеличивая экспрессию CFTR на плазматической мембране (15).Current CFTR-modulating drugs identified through high-throughput drug screening are being used experimentally and clinically to mitigate the effects of cystic fibrosis. In accordance with the present invention, C18 was chosen for studies because it has previously been demonstrated that it directly interacts with and stabilizes wild-type CFTR, thereby increasing CFTR expression at the plasma membrane (15).

В соответствии с настоящим изобретением сначала было подтверждено, что C18 способен увеличивать экспрессию CFTR как мыши, так и человека. Мозговые артерии, полученные от наивных мышей, которым вводили С18 (3 мг/кг ежедневно в течение 2 дней), демонстрируют более высокие уровни экспрессии белка CFTR по сравнению с контрольными животными, получавшими носитель (фиг. 2А); C18 не влияет на экспрессию мРНК CFTR (фиг. 2В). Чтобы подтвердить действие C18 на CFTR человека, применяли гетерологичную экспрессию системы клеток фибробластов почки детеныша хомяка, стабильно экспрессирующей конструкцию CFTR человека. Обработка C18 (6 мкмоль/л; 24 ч) более чем вдвое увеличивает экспрессию белка CFTR в клетках фибробластов почек детенышей хомяка (фиг. 2C); C18 не влияет на экспрессию мРНК CFTR в данной системе (фиг. 2D). В совокупности данные согласуются с предыдущими наблюдениями о том, что C18 оказывает прямое стабилизирующее действие на экспрессию белка CFTR (15) и демонстрирует его эффективность против мышиного и человеческого CFTR.In accordance with the present invention, it was first confirmed that C18 is able to increase the expression of CFTR in both mice and humans. Cerebral arteries obtained from naïve mice treated with C18 (3 mg/kg daily for 2 days) exhibited higher levels of CFTR protein expression compared with vehicle-treated controls ( Fig. 2A ); C18 did not affect CFTR mRNA expression (Fig. 2B). To confirm the effect of C18 on human CFTR, heterologous expression of a baby hamster kidney fibroblast cell system stably expressing a human CFTR construct was used. Treatment with C18 (6 μmol/L; 24 h) more than doubled CFTR protein expression in baby hamster kidney fibroblast cells (Fig. 2C); C18 did not affect CFTR mRNA expression in this system (Fig. 2D). Taken together, the data are consistent with previous observations that C18 has a direct stabilizing effect on CFTR protein expression (15) and demonstrates its effectiveness against murine and human CFTR.

Затем оценивали, увеличивает ли обработка C18 содержание CFTR в условиях культивирования клеток, которые в достаточной мере имитируют соответствующие патофизиологические механизмы и клеточную среду. Как было ранее продемонстрировано (4), TNF (10 нг/мл) снижает экспрессию белка CFTR в первичных сосудистых гладкомышечных клетках и, таким образом, имитирует TNF-зависимую подавляющую регуляцию CFTR, наблюдаемую при СН (4) и САК (фиг. 2E) (6). Как и ожидалось, снижение экспрессии CFTR коррелирует с ослаблением поглощения FITC-S1P (т.е. CFTR-зависимым процессом (4); фиг. 2F) и оттоком йодида, стимулированным форсколином (т.е. классической оценкой активности CFTR (13); фиг. 2G). Обработка C18 (6 мкмоль/л; 24-часовая совместная инкубация с 10 нг/мл TNF после 24-часовой инкубации с 10 нг/мл TNF) обращает вспять снижение экспрессии CFTR (фиг. 2E) и полностью восстанавливает поглощение FITC-S1P (фиг. 2F) и отток йодида (фиг. 2G). Эти результаты полностью согласуются с предположением, сделанным в настоящем документе о том, что в условиях, когда CFTR снижается, протеостатический эффект C18 увеличивает общую экспрессию CFTR и восстанавливает его активность.We then assessed whether C18 treatment increases CFTR content under cell culture conditions that sufficiently mimic the relevant pathophysiological mechanisms and cellular environment. As previously demonstrated (4), TNF (10 ng/ml) reduces CFTR protein expression in primary vascular smooth muscle cells and thus mimics the TNF-dependent down-regulation of CFTR observed in HF (4) and SAH (Figure 2E) (6). As expected, decreased CFTR expression correlated with attenuated FITC-S1P uptake (i.e., a CFTR-dependent process (4); Fig. 2F) and forskolin-stimulated iodide efflux (i.e., a classic measure of CFTR activity (13); Fig. 2G). Treatment with C18 (6 μmol/L; 24-h co-incubation with 10 ng/ml TNF followed by 24-h incubation with 10 ng/ml TNF) reversed the decrease in CFTR expression (Fig. 2E) and completely restored FITC-S1P uptake (Fig. . 2F) and iodide efflux (Fig. 2G). These results are entirely consistent with the suggestion made herein that, under conditions where CFTR is decreased, the proteostatic effect of C18 increases overall CFTR expression and restores its activity.

Обработка C18 устраняет дефицит церебрального кровотока при сердечной недостаточностиC18 Treatment Reverses Cerebral Blood Flow Deficiency in Heart Failure

Как ранее было опубликовано Meissner et al. (4), индукция СН стимулирует значительное снижение экспрессии белка CFTR в мозговой артерии (фиг. 3A), что совпадает с заметным увеличением миогенного тонуса ЗМА (фиг. 3B). Как и было предсказано данными на фиг. 2, обработка C18 in vivo (3 мг/кг ежедневно в течение 2 дней) восстанавливает экспрессию CFTR в мозговых артериях, полученных от мышей с СН (фиг. 3A), и одновременно нормализует миогенный тонус ЗМА (фиг. 3B). Ослабление миогенного тонуса ассоциируется с ожидаемым сдвигом в реакции на фенилэфрин из-за снижения базального тонуса; однако значения EC50 не отличаются (log EC50 ложнооперированные: -6,30 ± 0,14, n = 6 от 4 мышей; log EC50 СН: -6,25 ± 0,07, n = 5 от 3 мышей; log EC50 СН + C18: -5,94 ± 0,21, n = 5 от 4 мышей; критерий Краскела-Уоллиса P=N.S.), и кривые перекрываются после поправки на разницу в базальном тонусе (фиг. 11). Обработка C18 не влияет на миогенный тонус ЗМА или реакции на фенилэфрин у ложнооперированных мышей (фиг. 12). Применяя ЗМА, полученные от мышей с нокаутом CFTR, авторами настоящего изобретения было подтверждено, что C18 опосредует его ослабляющее действие на миогенный тонус путем воздействия на CFTR. Как и ожидалось, ЗМА от мышей с нокаутом CFTR демонстрируют повышенный миогенный тонус, который не чувствителен к обработке C18 in vivo (фиг. 3C); обработка C18 не влияет на реакцию на фенилэфрин (фиг. 13).As previously published by Meissner et al. (4), induction of HF stimulates a significant decrease in CFTR protein expression in the cerebral artery (Fig. 3A), which coincides with a marked increase in PCA myogenic tone (Fig. 3B). As predicted by the data in FIG. 2, in vivo treatment with C18 (3 mg/kg daily for 2 days) restored CFTR expression in cerebral arteries obtained from mice with HF (Fig. 3A) and simultaneously normalized PCA myogenic tone (Fig. 3B). Decreased myogenic tone is associated with an expected shift in response to phenylephrine due to decreased basal tone; however, EC 50 values do not differ (log EC 50 sham-operated: -6.30 ± 0.14, n = 6 from 4 mice; log EC 50 CH: -6.25 ± 0.07, n = 5 from 3 mice; log EC 50 CH + C18: -5.94 ± 0.21, n = 5 from 4 mice; Kruskal-Wallis test P=NS), and the curves overlap after correction for differences in basal tone (Fig. 11). C18 treatment did not affect PCA myogenic tone or responses to phenylephrine in sham-operated mice (Fig. 12). Using PMA obtained from CFTR knockout mice, we confirmed that C18 mediates its attenuating effect on myogenic tone through its action on CFTR. As expected, PMAs from CFTR knockout mice exhibited increased myogenic tone that was insensitive to C18 treatment in vivo ( Fig. 3C ); treatment with C18 did not affect the response to phenylephrine (Fig. 13).

На системном уровне индукция СН значительно снижает CO по сравнению с ложнооперированными контрольными животными (фиг. 3D; измерено через 6 недель после инфаркта); TPR увеличивается как компенсаторная реакция (фиг. 3E), чтобы предотвратить значительное снижение САД (фиг. 3F) (3, 4). Несмотря на относительно небольшое сокращение САД, ЦК заметно снижается (фиг. 3G). Обработка C18 in vivo восстанавливает ЦК у мышей с СН (фиг. 3G), точно коррелируя с нормализацией миогенного тонуса ЗМА (фиг. 3B). C18 не улучшает повреждение сердечно-сосудистой системы, вызванное процедурой перевязки левой передней нисходящей коронарной артерии: поэтому улучшение ЦК может быть однозначно отнесено к сосудистому механизму. Кроме того, поскольку C18 не влияет на TPR или САД (фиг. 3), C18-опосредованное восстановление ЦК должно представлять собой локализованный микрососудистый эффект, который не зависит от изменений системных гемодинамических параметров. Этот терапевтический профиль идеально согласуется с ранее описанным применением этанерцепта (3).At the systemic level, CH induction significantly reduced CO compared with sham-operated controls ( Fig. 3D ; measured 6 weeks post-infarction); TPR increases as a compensatory response (Fig. 3E) to prevent a significant decrease in SBP (Fig. 3F) (3, 4). Despite the relatively small reduction in SBP, CBF decreased markedly (Fig. 3G). In vivo treatment with C18 restores CBF in mice with HF (Fig. 3G), closely correlating with normalization of PCA myogenic tone (Fig. 3B). C18 does not improve the cardiovascular damage caused by the left anterior descending coronary artery ligation procedure: therefore, the improvement in CBF can be clearly attributed to a vascular mechanism. Moreover, since C18 does not affect TPR or SBP (Fig. 3), C18-mediated CBF restoration must represent a localized microvascular effect that is independent of changes in systemic hemodynamic parameters. This therapeutic profile is ideally consistent with the previously described use of etanercept (3).

Помимо поддержания постоянной перфузии при колебаниях системного давления, миогенная реакция также защищает хрупкое капиллярное русло от повреждающего давления (16) и поддерживает капиллярное гидростатическое давление на уровнях, которые сводят к минимуму образование отеков (17). В этом контексте терапевтическое снижение миогенного тонуса церебральной артерии даже с повышенного уровня, который наблюдается при СН, потенциально может вызвать контрпродуктивный побочный эффект образования отека мозга. Таким образом, неинвазивную визуализацию отека применяли для подтверждения того, что ни лечение СН, ни C18 в контексте СН не вызывает явного отека в какой-либо области мозга (фиг. 4).In addition to maintaining constant perfusion when systemic pressure fluctuates, the myogenic response also protects the fragile capillary bed from damaging pressure (16) and maintains capillary hydrostatic pressure at levels that minimize edema formation (17). In this context, therapeutic reduction of cerebral artery myogenic tone, even from the elevated levels observed in HF, could potentially cause the counterproductive side effect of cerebral edema formation. Thus, noninvasive edema imaging was used to confirm that neither HF nor C18 treatment in the context of HF caused overt edema in any brain region ( Fig. 4 ).

Обработка C18 устраняет дефицит церебрального кровотока при САКC18 Treatment Reverses Cerebral Blood Flow Deficiency in SAH

Предыдущая работа демонстрирует, что САК имеет такой же цереброваскулярный фенотип, что и СН, в том, что (i) экспрессия белка CFTR в церебральной артерии снижена; (ii) повышен миогенный тонус мозговой артерии; и (iii) церебральная перфузия снижена (6). Как в СН (фиг. 3), обработка C18 in vivo (3 мг/кг ежедневно в течение 2 дней) восстанавливает экспрессию CFTR в мозговых артериях мышей с САК (фиг. 5A) и одновременно нормализует миогенный тонус обонятельной мозговой артерии (фиг. 5B). Ослабление миогенного тонуса связано с ожидаемым сдвигом базовой линии в ответной реакции на фенилэфрин из-за снижения базального тонуса; однако значения EC50 не различаются (log EC50 ложнооперированные: -5,52 ± 0,23, n = 5 от 3 мышей; log EC50 САК: -6,01 ± 0,16, n = 6 от 6 мышей; log EC50 САК + C18: -6,01 ± 0,31, n = 5 от 4 мышей; критерий Краскела-Уоллиса P=N.S.), и кривые перекрываются после поправки на разницу в базальном тонусе (фиг. 14). Обработка C18 не влияет на миогенный тонус обонятельных мозговых артерий или реакции на фенилэфрин у ложнооперированных мышей (фиг. 15). Применяя обонятельные мозговые артерии, полученные от мышей с нокаутом CFTR, авторами настоящего изобретения было подтверждено, что C18 опосредует его ослабляющее действие на миогенный тонус путем нацеливания на CFTR: как и ожидалось, обонятельные мозговые артерии от мышей с нокаутом CFTR проявляют повышенный миогенный тонус, который не поддается лечению C18 in vivo. (фиг. 5C); обработка C18 не влияет на чувствительность к фенилэфрину в данных артериях (фиг. 16). Важно отметить, что обработка C18 in vivo восстанавливает ЦК (фиг. 5D), что снова коррелирует с нормализацией миогенного тонуса обонятельной мозговой артерии (фиг. 5B).Previous work demonstrates that SAH has a similar cerebrovascular phenotype to HF in that (i) CFTR protein expression is reduced in the cerebral artery; (ii) increased myogenic tone of the cerebral artery; and (iii) cerebral perfusion is reduced (6). As in HF (Fig. 3), in vivo treatment with C18 (3 mg/kg daily for 2 days) restored CFTR expression in the cerebral arteries of SAH mice (Fig. 5A) and simultaneously normalized myogenic tone of the olfactory cerebral artery (Fig. 5B ). The decrease in myogenic tone is associated with an expected baseline shift in the response to phenylephrine due to a decrease in basal tone; however, EC 50 values did not differ (log EC 50 sham: -5.52 ± 0.23, n = 5 from 3 mice; log EC 50 SAH: -6.01 ± 0.16, n = 6 from 6 mice; log EC 50 SAH + C18: -6.01 ± 0.31, n = 5 from 4 mice; Kruskal-Wallis test P=NS), and the curves overlap after correction for differences in basal tone (Fig. 14). Treatment with C18 did not affect myogenic tone of the olfactory cerebral arteries or responses to phenylephrine in sham-operated mice (Fig. 15). Using olfactory cerebral arteries obtained from CFTR knockout mice, we confirmed that C18 mediates its attenuating effect on myogenic tone by targeting CFTR: as expected, olfactory cerebral arteries from CFTR knockout mice exhibit increased myogenic tone, which not treatable C18 in vivo. (Fig. 5C); C18 treatment did not affect phenylephrine sensitivity in these arteries (Fig. 16). Importantly, in vivo treatment with C18 restored CBF ( Fig. 5D ), which again correlated with normalization of olfactory medullary artery myogenic tone ( Fig. 5B ).

Лечение лумакафтором устраняет дефицит церебрального кровотока при САКTreatment with lumacaftor reverses cerebral blood flow deficits in SAH

Данные по C18 дополняются сообщениями о лечении с применением лумакафтора, корректора CFTR, клинически значимого аналога C18, одобренного Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США для лечения муковисцидоза, в сочетании с Ивакафтором (т.е. Orkambi®), усилителем CFTR. Впервые было подтверждено, что лумакафтор способен увеличивать экспрессию CFTR как мыши, так и человека: как наблюдали для C18 (фиг. 2), лумакафтор увеличивает экспрессию белка CFTR в мозговых артериях мышей (мыши, которым вводили 3 мг/кг ежедневно в течение 2 дней) и клетках фибробластов почек детенышей хомяка, стабильно экспрессирующих CFTR человека (фиг. 6). В обоих случаях экспрессия мРНК CFTR не изменилась, что указывает на нетранскрипционный механизм (фиг. 6). В соответствии с настоящими данными по C18 при САК (фиг. 5), лечение лумакафтором in vivo (3 мг/кг в день в течение 2 дней) восстанавливает экспрессию CFTR в мозговых артериях мышей с САК (фиг. 6) и одновременно нормализует миогенный тонус обонятельной мозговой артерии (фиг. 6) и церебральную перфузию (фиг. 6). Лумакафтор не влияет на чувствительность к фенилэфрину (фиг. 17), и, следовательно, значения EC50 не различаются (log EC50 ложнооперированные: -5,79 ± 0,09, n = 7 от 4 мышей; log EC50 САК: -5,93 ± 0,19, n = 6 от 3 мышей; log EC50 САК + Лум: -5,90 ± 0,18, n = 7 из 4 мышей; критерий Краскела-Уоллиса P=N.S.).Data on C18 are complemented by reports of treatment with lumacaftor, a CFTR corrector, a clinically relevant analogue of C18 approved by the US Food and Drug Administration for the treatment of cystic fibrosis, in combination with Ivacaftor (i.e., Orkambi®), a CFTR enhancer. For the first time, lumacaftor was confirmed to be able to increase CFTR expression in both mouse and human: as observed for C18 (Figure 2), lumacaftor increased CFTR protein expression in the cerebral arteries of mice (mice administered 3 mg/kg daily for 2 days ) and baby hamster kidney fibroblast cells stably expressing human CFTR (Fig. 6). In both cases, CFTR mRNA expression was unchanged, suggesting a nontranscriptional mechanism (Fig. 6). Consistent with the present data on C18 in SAH (Fig. 5), in vivo treatment with lumacaftor (3 mg/kg per day for 2 days) restores CFTR expression in the cerebral arteries of mice with SAH (Fig. 6) and simultaneously normalizes myogenic tone olfactory cerebral artery (Fig. 6) and cerebral perfusion (Fig. 6). Lumacaftor does not affect phenylephrine sensitivity (Fig. 17), and therefore EC 50 values do not differ (log EC 50 sham: -5.79 ± 0.09, n = 7 from 4 mice; log EC 50 SAH: - 5.93 ± 0.19, n = 6 from 3 mice; log EC 50 SAH + Lum: -5.90 ± 0.18, n = 7 from 4 mice; Kruskal-Wallis test P=NS).

C18 и лумакафтор уменьшают повреждение нейронов при САКC18 and lumacaftor reduce neuronal damage in SAH

Повреждение нейронов, вызванное САК, может быть легко охарактеризовано стандартными гистологическими способами (окрашивание фтор-нефритом и активированной каспазой-3) и простым неврологическим тестированием (модифицированная шкала Гарсиа) (6): эти способы применяли, чтобы определить, коррелирует ли восстановление нормальной миогенной реакции и ЦК с улучшением неврологического исхода. В самом деле, как C18, так и лумакафтор резко снижают повреждение нейронов при САК, что оценивали по окрашиванию активированной каспазой-3 и фтор-нефритом (фиг. 7); уменьшение повреждения нейронов у мышей, получавших C18, коррелирует с улучшением неврологической функции (фиг. 7E). В частности, мыши с САК набрали более низкие баллы по модифицированному тесту неврологической функции Гарсиа, чем ложнооперированные мыши; однако у мышей с САК, получавших C18, показатели неврологической функции были сопоставимы с ложнооперированными мышами.Neuronal damage caused by SAH can be easily characterized by standard histological techniques (fluorinephritis and activated caspase-3 staining) and simple neurological testing (modified Garcia score) (6): these techniques were used to determine whether restoration of normal myogenic response correlated and CD with improved neurological outcome. Indeed, both C18 and lumacaftor dramatically reduced neuronal damage in SAH, as assessed by activated caspase-3 and FJ staining ( Fig. 7 ); the reduction in neuronal damage in C18-treated mice correlated with improved neurological function ( Fig. 7E ). Specifically, SAH mice scored lower on the Modified Garcia Test of Neurological Function than sham-operated mice; however, SAH mice treated with C18 had neurological function scores comparable to sham-operated mice.

ОбсуждениеDiscussion

Предыдущая работа усовершенствовала первоначальное открытие о том, что ингибирование CFTR увеличивает миогенный тонус микрососудов, в новую механистическую концепцию (4, 6): по своей сути CFTR критически регулирует деградацию S1P и, таким образом, в значительной степени регулирует цереброваскулярный тонус в здоровом состоянии и при болезни (4). Настоящее изобретение применяет эти знания для лечения СН и САК. Настоящее изобретение обеспечивает новый класс терапевтических средств для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы. В настоящем изобретении обеспечена проверка in vivo того, что CFTR представляет собой цереброваскулярный регулятор, и подтверждается, что его можно применять для улучшения церебральной перфузии как при СН, так и при САК. Будучи первым новым лекарством-мишенью для микрососудов, появившимся за последние годы, терапевтические средства, которые усиливают функцию CFTR, могут представлять собой неиспользованный ресурс для управления широким спектром патологий, которые вызывают цереброваскулярную дисфункцию и дефицит церебральной перфузии.Previous work has refined the original finding that CFTR inhibition increases microvascular myogenic tone into a new mechanistic concept (4, 6): at its core, CFTR critically regulates S1P degradation and thus largely regulates cerebrovascular tone in health and disease. diseases (4). The present invention applies this knowledge to the treatment of HF and SAH. The present invention provides a new class of therapeutic agents for the treatment of diseases of the cardiovascular system. The present invention provides in vivo verification that CFTR is a cerebrovascular regulator and confirms that it can be used to improve cerebral perfusion in both HF and SAH. As the first new microvascular-targeted drug to emerge in recent years, therapeutics that enhance CFTR function may represent an untapped resource for managing a wide range of pathologies that cause cerebrovascular dysfunction and cerebral perfusion deficits.

Проксимальные ЗМА были стратегически выбраны для исследований СН, представленных в настоящем документе, и обонятельные мозговые артерии были выбраны для исследований САК в соответствии с настоящим примером, чтобы напрямую сравнить способы лечения, нацеленные на CFTR, с предыдущими исследованиями (3, 4, 6). Хотя ЗМА и обонятельные артерии происходят из разных областей церебральной микроциркуляции (то есть, задней и передней, соответственно) и демонстрируют различия в базовых кривых миогенного тонуса, тем не менее, в терминах патологических сигнальных механизмов, которые увеличивают миогенную чувствительность, они ведут себя одинаково (3, 4, 6). Сравнимый успех способов лечения, нацеленных на CFTR, для ЗМА и обонятельных артерий предполагает, что CFTR регулирует сосудистую реактивность в целом по всей церебральной микроциркуляции.The proximal PCA was strategically selected for the HF studies presented herein, and the olfactory cerebral arteries were selected for the SAH studies according to the present example to directly compare CFTR-targeted treatments with previous studies (3, 4, 6). Although the PCA and olfactory arteries originate from different regions of the cerebral microcirculation (i.e., posterior and anterior, respectively) and exhibit differences in baseline myogenic tone curves, they nevertheless behave similarly in terms of pathological signaling mechanisms that increase myogenic sensitivity ( 3, 4, 6). The comparable success of CFTR-targeted therapies in the PCA and olfactory arteries suggests that CFTR regulates vascular reactivity broadly throughout the cerebral microcirculation.

Очевидно, что CFTR не регулирует реактивность сосудов во всех сосудистых руслах, как показали сравнения (i) резистивных артерий мозговых и скелетных мышц, (ii) измерения TPR у мутантных мышей CFTR и мышей дикого типа и (iii) отсутствие эффекта обработки C18 на TPR. Различия в экспрессии CFTR, измеренные с помощью количественной ПЦР, объясняют, почему ингибирование CFTR регулирует миогенный тонус в мозговых артериях, но не играет очевидной роли в резистивных артериях скелетных мышц. В совокупности настоящие данные демонстрируют, что терапевтические средства CFTR будут иметь ограниченные эффекты, которые специфичны для дискретных микрососудистых руслах (например, церебральной микроциркуляции). Это свойство является предпосылкой для эффективного перераспределения кровотока и дает значительное терапевтическое преимущество перед общими сосудорасширяющими средствами, которые могут опасно снижать артериальное давление за счет неизбирательного расширения сосудов.Clearly, CFTR does not regulate vascular responsiveness in all vascular beds, as demonstrated by comparisons of (i) cerebral and skeletal muscle resistance arteries, (ii) TPR measurements in CFTR mutant and wild-type mice, and (iii) the lack of effect of C18 treatment on TPR. Differences in CFTR expression measured by qPCR explain why CFTR inhibition regulates myogenic tone in cerebral arteries but has no apparent role in skeletal muscle resistance arteries. Taken together, the present data demonstrate that CFTR therapeutics will have limited effects that are specific to discrete microvascular beds (eg, cerebral microcirculation). This property is a prerequisite for effective redistribution of blood flow and provides a significant therapeutic advantage over common vasodilators, which can dangerously lower blood pressure by indiscriminately dilating blood vessels.

Интересно, что в то время как острое/химическое ингибирование CFTR не имело действия на резистивные артерии кремастера, делеция гена CFTR зародышевой линии немного снижала миогенный тонус в этом специфическом микрососудистом русле. Поскольку глобальная делеция CFTR приводит к сложному сердечно-сосудистому фенотипу (18), это небольшое несоответствие объясняется непрямым и/или адаптивным ответом. Авторы настоящего изобретения ранее продемонстрировали эффективность ингибитора CFTR как в клеточной (4), так и в изолированной артериальной (6) системах. Таким образом, можно сделать вывод, что CFTR играет минимальную роль в модуляции миогенного тонуса артерии кремастера.Interestingly, while acute/chemical inhibition of CFTR had no effect on cremaster resistance arteries, germline CFTR gene deletion slightly reduced myogenic tone in this specific microvascular bed. Because global deletion of CFTR results in a complex cardiovascular phenotype (18), this small discrepancy is explained by an indirect and/or adaptive response. The present inventors have previously demonstrated the effectiveness of a CFTR inhibitor in both cellular (4) and isolated arterial (6) systems. Thus, it can be concluded that CFTR plays a minimal role in modulating the myogenic tone of the cremaster artery.

Миогенный ответ является основой ауторегуляции ЦК, постоянного согласования сосудистого сопротивления с преобладающим трансмуральным давлением. Таким образом, вмешательства, направленные на увеличение патологически сниженного ЦК, должны стремиться к восстановлению нормальной миогенной реактивности, а не к неизбирательному подавлению сужения кровеносных сосудов. Ожидается, что посредством специфической нормализации миогенной реактивности при СН и САК, способы лечения по настоящему изобретению, нацеленные на CFTR, сохранят как ауторегуляцию ЦК, так и реакцию на местные вазоактивные стимулы (например, нейрососудистое сцепление) in vivo.The myogenic response is the basis of autoregulation of CBF, constant coordination of vascular resistance with the prevailing transmural pressure. Thus, interventions aimed at increasing pathologically decreased CBF should aim to restore normal myogenic reactivity rather than indiscriminately suppress vasoconstriction. By specifically normalizing myogenic reactivity in HF and SAH, the CFTR-targeted treatments of the present invention are expected to preserve both CBF autoregulation and responsiveness to local vasoactive stimuli (eg, neurovascular coupling) in vivo.

Миогенная реакция не только определяет перфузию головного мозга через свою ауторегуляторную функцию, но и поддерживает капиллярное давление на уровнях, которые минимизируют повреждение и образование отеков (16, 17). Следовательно, снижение миогенной реактивности может вызвать образование отека, позволяя дополнительному давлению проникать в капиллярные русла. В этой связи, поскольку S1P в значительной степени регулирует проницаемость гематоэнцефалического барьера (19), CFTR-зависимые изменения в передаче сигналов S1P могут вызывать отек из-за изменений барьерной функции. Таким образом, было крайне важно исключить отек как серьезный отрицательный эффект способа лечения по настоящему изобретению. Действительно, лечение корректором CFTR (C18) не вызывает отек у мышей с сердечной недостаточностью. Это подтверждает, что: (i) гидростатическое давление остается в допустимых пределах (этого следовало ожидать, поскольку измерения ЦК и САД сопоставимы с ложнооперированными животными); и (ii) функция гематоэнцефалического барьера сохраняется во время лечения.The myogenic response not only determines brain perfusion through its autoregulatory function, but also maintains capillary pressure at levels that minimize damage and edema formation (16, 17). Consequently, decreased myogenic reactivity may cause edema to form, allowing additional pressure to enter the capillary beds. In this regard, since S1P significantly regulates blood-brain barrier permeability (19), CFTR-dependent changes in S1P signaling may cause edema due to changes in barrier function. Thus, it was extremely important to exclude edema as a serious negative effect of the treatment method of the present invention. Indeed, treatment with CFTR corrector (C18) does not induce edema in mice with heart failure. This confirms that: (i) hydrostatic pressure remains within acceptable limits (this would be expected since CBF and SBP measurements are comparable to sham-operated animals); and (ii) blood-brain barrier function is maintained during treatment.

До настоящего времени ни цереброваскулярная экспрессия CFTR в артериях головного мозга человека, ни перфузия мозга не определялась у пациентов с муковисцидозом. Клинически муковисцидоз не связан с когнитивными нарушениями или ишемическим повреждением; однако это не исключает снижения церебральной перфузии: как было продемонстрировано ранее (3, 20), мозг может переносить умеренное снижение ЦК без пересечения очевидного порога повреждения. Таким образом, не обязательно ожидать когнитивных нарушений у молодых и относительно здоровых пациентов с муковисцидозом. Хотя нет сомнений в том, что гипоперфузия значительно способствует снижению когнитивных функций (1) и церебральному повреждению (21), для преодоления клинически незаметным снижением ЦК порога повреждения, необходимы другие "удары по системе", включая старение и воспалительные реакции, вызванные заболеванием сердечно-сосудистой системы или САК.To date, neither cerebrovascular expression of CFTR in human cerebral arteries nor cerebral perfusion has been determined in patients with cystic fibrosis. Clinically, cystic fibrosis is not associated with cognitive impairment or ischemic injury; however, this does not exclude a decrease in cerebral perfusion: as has been demonstrated previously (3, 20), the brain can tolerate a moderate decrease in CBF without crossing an obvious damage threshold. Thus, cognitive impairment would not necessarily be expected in young and relatively healthy patients with cystic fibrosis. Although there is no doubt that hypoperfusion significantly contributes to cognitive decline (1) and cerebral damage (21), other “hits to the system,” including aging and inflammatory responses caused by heart disease, are required to overcome the threshold for damage caused by clinically insensible decreases in CBF. vascular system or SAH.

Доступ к образцам мозговых артерий человека затруднен: таким образом, авторы настоящего изобретения полагались на перенос данных, включающий систематические сравнения экспрессии CFTR в брыжеечной артерии и артерии скелетных мышц у человека и мыши (22), чтобы установить, может ли CFTR экспрессироваться в мозговых артериях человека. В брыжеечных артериях человека присутствует белок CFTR, и его функциональное ингибирование приводит к ожидаемому увеличению миогенной реактивности (22): следовательно, подтверждается, что CFTR является модулятором миогенной реактивности резистивной артерии человека. В отличие от брыжеечных артерий человека, резистивные артерии скелетных мышц человека не содержат определяемого белка CFTR и, следовательно, нечувствительны к ингибированию CFTR (22). Поскольку функциональный профиль брыжеечных артерий и артерий скелетных мышц для человека и мышей перекрывается (то есть CFTR модулирует брыжеечные, но не резистивные артерии скелетных мышц; фиг. 1 (4, 22)), можно сделать вывод, что функциональный профиль также перекрывается для церебральной микроциркуляции. В отсутствие прямых оценок это предположение в настоящее время является наиболее разумным основанием для прогнозирования эффекта модуляторов CFTR на цереброваскулярную систему человека.Access to human cerebral artery samples is difficult: thus, we relied on transfer data involving systematic comparisons of CFTR expression in mesenteric and skeletal muscle arteries in humans and mice (22) to determine whether CFTR could be expressed in human cerebral arteries . The CFTR protein is present in human mesenteric arteries, and its functional inhibition results in the expected increase in myogenic reactivity (22): CFTR is therefore confirmed as a modulator of human resistance artery myogenic reactivity. Unlike human mesenteric arteries, human skeletal muscle resistance arteries do not contain detectable CFTR protein and are therefore insensitive to CFTR inhibition (22). Because the functional profile of mesenteric and skeletal muscle arteries overlaps for humans and mice (i.e., CFTR modulates mesenteric but not skeletal muscle resistive arteries; Fig. 1 (4, 22)), it can be concluded that the functional profile also overlaps for cerebral microcirculation . In the absence of direct assessments, this assumption is currently the most reasonable basis for predicting the effect of CFTR modulators on the human cerebrovascular system.

Соединения корректоров в настоящее время применяют для лечения муковисцидоза, вызванного мутацией CFTR ΔF508: эти соединения помогают в сопровождении неправильно свернутых мутантных белков CFTR к плазматической мембране. Ни патология недостаточного переноса CFTR, ни терапевтическое вмешательство в сопровождение не применимы к СН и САК, где происходит основанное на транскрипции снижение экспрессии CFTR. Таким образом, было крайне важно подтвердить, что модуляторы CFTR, предпочтительно корректоры CFTR, в частности C18 и лумакафтор, увеличивают количество CFTR дикого типа в экспериментальных условиях, где экспрессия белка CFTR снижается. Действительно, настоящие данные показывают, что модуляторы CFTR, предпочтительно корректоры CFTR, в частности C18 и лумакафтор, также увеличивают количество CFTR дикого типа посредством нетранскрипционного механизма. Этот протеостатический эффект стабилизирует локализованный на клеточной поверхности CFTR от интернализации и последующей деградации (15). Со временем стабилизация CFTR на клеточной поверхности повышает общие уровни экспрессии CFTR, поскольку меньшее количество CFTR на клеточной поверхности усваивается и обрабатывается механизмами деградации. Терапевтическое восстановление экспрессии CFTR в моделях заболевания, применяемых в настоящем изобретении, совпадает с ослаблением миогенного тонуса, нормализацией ЦК и САК, уменьшением повреждения нейронов.Corrector compounds are currently used to treat cystic fibrosis caused by the CFTR ΔF508 mutation: these compounds help in escorting misfolded mutant CFTR proteins to the plasma membrane. Neither the pathology of deficient CFTR trafficking nor supportive therapeutic interventions are applicable to HF and SAH, where transcription-based downregulation of CFTR expression occurs. Thus, it was critical to confirm that CFTR modulators, preferably CFTR correctors, particularly C18 and lumacaftor, increase wild-type CFTR in experimental conditions where CFTR protein expression is reduced. Indeed, the present data indicate that CFTR modulators, preferably CFTR correctors, particularly C18 and lumacaftor, also increase the amount of wild-type CFTR through a nontranscriptional mechanism. This proteostatic effect stabilizes cell surface-localized CFTR from internalization and subsequent degradation (15). Over time, stabilization of CFTR at the cell surface increases overall levels of CFTR expression as less CFTR at the cell surface is internalized and processed by degradation mechanisms. Therapeutic restoration of CFTR expression in the disease models used in the present invention coincides with attenuation of myogenic tone, normalization of CBF and SAH, and reduction of neuronal damage.

Поскольку CFTR представляет собой критический регуляторный белок в нескольких органах, в первую очередь в легких, необходимо также учитывать влияние терапевтических средств CFTR на бессосудистые ткани. Примечательно, что СН подавляет экспрессию CFTR в эпителиальных клетках концевых бронхиол легких (4), и, таким образом, снижение CFTR не ограничивается микроциркуляцией в этих условиях (т.е. СН вызывает "фенотип муковисцидоза", который потенциально вызывает полиорганную недостаточность). Следовательно, терапевтические средства CFTR могут обладать широкими и существенными преимуществами для пациентов с сердечной недостаточностью, помимо улучшения церебральной перфузии. В этом контексте тот факт, что несколько серьезных сопутствующих заболеваний являются общими как для СН, так и для муковисцидоза (например, вторичная легочная гипертензия (24)), порождает провокационное, но все еще спорное утверждение о том, что определенные вторичные патологии при СН либо вызваны, либо усугублены недостаточной активностью CFTR и, следовательно, корректируются терапевтическими средствами CFTR.Because CFTR is a critical regulatory protein in several organs, most notably the lungs, the effects of CFTR therapeutics on avascular tissues must also be considered. Notably, HF suppresses CFTR expression in the epithelial cells of the terminal bronchioles of the lung (4), and thus the reduction of CFTR is not limited to the microcirculation in these conditions (i.e., HF causes a “cystic fibrosis phenotype” that potentially causes multiorgan failure). Therefore, CFTR therapeutics may have broad and significant benefits for patients with heart failure beyond improving cerebral perfusion. In this context, the fact that several serious comorbidities are common to both HF and cystic fibrosis (eg, secondary pulmonary hypertension (24)) gives rise to the provocative but still controversial claim that certain secondary pathologies in HF either are caused or aggravated by insufficient CFTR activity and are therefore corrected by CFTR therapeutics.

Выводыconclusions

Настоящее изобретение обеспечивает первое доказательство того, что CFTR регулирует цереброваскулярную реактивность и, следовательно, перфузию головного мозга: это позиционирует CFTR как "главный переключатель" в контроле церебральной перфузии. Как СН, так и САК хронически снижают перфузию головного мозга, подавляя экспрессию белка CFTR в мозговой артерии, тем самым нарушая ауторегуляторный контроль. В настоящем изобретении раскрыто, что клинически доступные терапевтические средства CFTR могут восстанавливать экспрессию CFTR в мозговой артерии, реактивность сосудов и перфузию головного мозга. Примечательно, что данный терапевтический эффект локализован в церебральной микроциркуляции, поскольку CFTR действительно модулирует реактивность периферических артерий, участвующих в контроле артериального давления. Таким образом, терапия CFTR становится ценным клиническим инструментом для лечения цереброваскулярной дисфункции, нарушения перфузии головного мозга и повреждения нейронов. В настоящем изобретении раскрыта эффективность терапевтических средств CFTR для предотвращения и улучшения дефицита перфузии головного мозга, в частности, вызванного СН и САК.The present invention provides the first evidence that CFTR regulates cerebrovascular reactivity and therefore cerebral perfusion: this positions CFTR as the “master switch” in the control of cerebral perfusion. Both HF and SAH chronically reduce cerebral perfusion by suppressing CFTR protein expression in the cerebral artery, thereby impairing autoregulatory control. The present invention discloses that clinically available CFTR therapeutics can restore cerebral artery CFTR expression, vascular reactivity, and cerebral perfusion. It is noteworthy that this therapeutic effect is localized to the cerebral microcirculation, since CFTR does modulate the responsiveness of peripheral arteries involved in blood pressure control. Thus, CFTR therapy is emerging as a valuable clinical tool for the treatment of cerebrovascular dysfunction, impaired cerebral perfusion, and neuronal damage. The present invention discloses the effectiveness of CFTR therapeutics for preventing and improving cerebral perfusion deficits, particularly those caused by HF and SAH.

В настоящем документе приведены следующие ссылки на источники, за исключением вышеприведенного раздела "Способы и реактивы", для которого приведен отдельный список ссылок на источники.The following references are provided throughout this document, with the exception of the Methods and Reagents section above, which has a separate list of references.

1. Román GC. Brain hypoperfusion: a critical factor in vascular dementia. Neurol Res 2004;26:454-8.1. Roman GC. Brain hypoperfusion: a critical factor in vascular dementia. Neurol Res 2004;26:454-8.

2. Román GC. Stroke, cognitive decline and vascular dementia: the silent epidemic of the 21st century. Neuroepidemiology 2003;22:161-4.2. Roman GC. Stroke, cognitive decline and vascular dementia: the silent epidemic of the 21st century. Neuroepidemiology 2003;22:161-4.

3. Yang J, Hossein Noyan-Ashraf M, Meissner A, et al. Proximal Cerebral Arteries Develop Myogenic Responsiveness in Heart Failure via Tumor Necrosis Factor-α-Dependent Activation of Sphingosine-1-Phosphate Signaling. Circulation 2012;126:196-206.3. Yang J, Hossein Noyan-Ashraf M, Meissner A, et al. Proximal Cerebral Arteries Develop Myogenic Responsiveness in Heart Failure via Tumor Necrosis Factor-α-Dependent Activation of Sphingosine-1-Phosphate Signaling. Circulation 2012;126:196-206.

4. Meissner A, Yang J, Kroetsch JT, et al. Tumor Necrosis Factor-α-Mediated Downregulation of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Drives Pathological Sphingosine-1-Phosphate Signaling in a Mouse Model of Heart Failure. Circulation 2012;125:2739-50.4. Meissner A, Yang J, Kroetsch JT, et al. Tumor Necrosis Factor-α-Mediated Downregulation of the Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Drives Pathological Sphingosine-1-Phosphate Signaling in a Mouse Model of Heart Failure. Circulation 2012;125:2739-50.

5. Meissner A, Visanji NP, Momen MA, et al. Tumor Necrosis Factor-α Underlies Loss of Cortical Dendritic Spine Density in a Mouse Model of Congestive Heart Failure. J Am Heart Assoc 2015;4:e001920.5. Meissner A, Visanji NP, Momen MA, et al. Tumor Necrosis Factor-α Underlies Loss of Cortical Dendritic Spine Density in a Mouse Model of Congestive Heart Failure. J Am Heart Assoc 2015;4:e001920.

6. Yagi K, Lidington D, Wan H, et al. Therapeutically Targeting Tumor Necrosis Factor-α/Sphingosine-1-Phosphate Signaling Corrects Myogenic Reactivity in Subarachnoid Hemorrhage. Stroke 2015;46:2260-70.6. Yagi K, Lidington D, Wan H, et al. Therapeutically Targeting Tumor Necrosis Factor-α/Sphingosine-1-Phosphate Signaling Corrects Myogenic Reactivity in Subarachnoid Hemorrhage. Stroke 2015;46:2260-70.

7. Murdaca G, Spanò F, Contatore M, et al. Infection risk associated with anti-TNF-α agents: a review. Expert Opin Drug Saf 2015;14:571-82.7. Murdaca G, Spanò F, Contatore M, et al. Infection risk associated with anti-TNF-α agents: a review. Expert Opin Drug Saf 2015;14:571-82.

8. Kroetsch JT, Levy AS, Zhang H, et al. Constitutive smooth muscle tumour necrosis factor regulates microvascular myogenic responsiveness and systemic blood pressure. Nat Commun 2017;8:14805.8. Kroetsch JT, Levy AS, Zhang H, et al. Constitutive smooth muscle tumor necrosis factor regulates microvascular myogenic responsiveness and systemic blood pressure. Nat Commun 2017;8:14805.

9. Blankenbach KV, Schwalm S, Pfeilschifter J, Meyer Zu Heringdorf D. Sphingosine-1-Phosphate Receptor-2 Antagonists: Therapeutic Potential and Potential Risks. Front Pharmacol 2016;7:167.9. Blankenbach KV, Schwalm S, Pfeilschifter J, Meyer Zu Heringdorf D. Sphingosine-1-Phosphate Receptor-2 Antagonists: Therapeutic Potential and Potential Risks. Front Pharmacol 2016;7:167.

10. Boyle MP, Bell SC, Konstan MW, et al. A CFTR corrector (lumacaftor) and a CFTR potentiator (ivacaftor) for treatment of patients with cystic fibrosis who have a phe508del CFTR mutation: a phase 2 randomised controlled trial. Lancet Respir Med 2014;2:527-38.10. Boyle MP, Bell SC, Konstan MW, et al. A CFTR corrector (lumacaftor) and a CFTR potentiator (ivacaftor) for treatment of patients with cystic fibrosis who have a phe508del CFTR mutation: a phase 2 randomized controlled trial. Lancet Respir Med 2014;2:527-38.

11. van Doorninck JH, French PJ, Verbeek E, et al. A mouse model for the cystic fibrosis delta F508 mutation. EMBO J 1995;14:4403-11.11. van Doorninck JH, French PJ, Verbeek E, et al. A mouse model for the cystic fibrosis delta F508 mutation. EMBO J 1995;14:4403-11.

12. Loubinoux I, Volk A, Borredon J, et al. Spreading of vasogenic edema and cytotoxic edema assessed by quantitative diffusion and T2 magnetic resonance imaging. Stroke 1997;28:419-26.12. Loubinoux I, Volk A, Borredon J, et al. Spreading of vasogenic edema and cytotoxic edema assessed by quantitative diffusion and T2 magnetic resonance imaging. Stroke 1997;28:419-26.

13. Malik FA, Meissner A, Semenkov I, et al. Sphingosine-1-Phosphate Is a Novel Regulator of Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) Activity. PLoS One 2015;10:e0130313.13. Malik FA, Meissner A, Semenkov I, et al. Sphingosine-1-Phosphate Is a Novel Regulator of Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) Activity. PLoS One 2015;10:e0130313.

14. Henrion D. Pressure and flow-dependent tone in resistance arteries. Role of myogenic tone. Arch Mal Coeur Vaiss 2005;98:913-21.14. Henrion D. Pressure and flow-dependent tone in resistance arteries. Role of myogenic tone. Arch Mal Coeur Vaiss 2005;98:913-21.

15. Okiyoneda T, Veit G, Dekkers JF, et al. Mechanism-based corrector combination restores ΔF508-CFTR folding and function. Nat Chem Biol 2013;9:444-54.15. Okiyoneda T, Veit G, Dekkers JF, et al. Mechanism-based corrector combination restores ΔF508-CFTR folding and function. Nat Chem Biol 2013;9:444-54.

16. Bidani AK, Griffin KA, Williamson G, Wang X, Loutzenhiser R. Protective importance of the myogenic response in the renal circulation. Hypertension 2009;54:393-8.16. Bidani AK, Griffin KA, Williamson G, Wang X, Loutzenhiser R. Protective importance of the myogenic response in the renal circulation. Hypertension 2009;54:393-8.

17. Moien-Afshari F, Skarsgard PL, McManus BM, Laher I. Cardiac transplantation and resistance artery myogenic tone. Can J Physiol Pharmacol 2004;82:840-8.17. Moien-Afshari F, Skarsgard PL, McManus BM, Laher I. Cardiac transplantation and resistance artery myogenic tone. Can J Physiol Pharmacol 2004;82:840-8.

18. Van Iterson EH, Karpen SR, Baker SE, Wheatley CM, Morgan WJ, Snyder EM. Impaired cardiac and peripheral hemodynamic responses to inhaled β2-agonist in cystic fibrosis. Respir Res 2015;16:103.18. Van Iterson EH, Karpen SR, Baker SE, Wheatley CM, Morgan WJ, Snyder EM. Impaired cardiac and peripheral hemodynamic responses to inhaled β2-agonist in cystic fibrosis. Respir Res 2015;16:103.

19. Prager B, Spampinato SF, Ransohoff RM. Sphingosine 1-phosphate signaling at the blood-brain barrier. Trends Mol Med 2015;21:354-63.19. Prager B, Spampinato SF, Ransohoff RM. Sphingosine 1-phosphate signaling at the blood-brain barrier. Trends Mol Med 2015;21:354-63.

20. Baron JC. Perfusion thresholds in human cerebral ischemia: historical perspective and therapeutic implications. Cerebrovasc Dis 2001;11 Suppl 1:2-8.20. Baron JC. Perfusion thresholds in human cerebral ischemia: historical perspective and therapeutic implications. Cerebrovasc Dis 2001;11 Suppl 1:2-8.

21. Jefferson AL, Tate DF, Poppas A, et al. Lower cardiac output is associated with greater white matter hyperintensities in older adults with cardiovascular disease. J Am Geriatr Soc 2007;55:1044-8.21. Jefferson AL, Tate DF, Poppas A, et al. Lower cardiac output is associated with greater white matter hyperintensities in older adults with cardiovascular disease. J Am Geriatr Soc 2007;55:1044-8.

22. Hui S, Levy AS, Slack DL, et al. Sphingosine-1-Phosphate Signaling Regulates Myogenic Responsiveness in Human Resistance Arteries. PLoS One 2015;10:e0138142.22. Hui S, Levy AS, Slack DL, et al. Sphingosine-1-Phosphate Signaling Regulates Myogenic Responsiveness in Human Resistance Arteries. PLoS One 2015;10:e0138142.

23. Balch WE, Roth DM, Hutt DM. Emergent properties of proteostasis in managing cystic fibrosis. Cold Spring Harb Perspect Biol 2011;3:a004499.23. Balch WE, Roth DM, Hutt DM. Emergent properties of proteostasis in managing cystic fibrosis. Cold Spring Harb Perspect Biol 2011;3:a004499.

24. Roy R, Couriel JM. Secondary pulmonary hypertension. Paediatr Respir Rev 2006;7:36-44.24. Roy R, Couriel JM. Secondary pulmonary hypertension. Paediatr Respir Rev 2006;7:36-44.

Claims (3)

1. Применение корректора CFTR (регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе) для предотвращения и/или лечения снижения или нарушения перфузии головного мозга, где корректор CFTR представляет собой производное циклопропанкарбоксамида, выбранное из группы, состоящей из лумакафтора, тезакафтора, C18 и их фармацевтически приемлемых солей и сольватов.1. The use of a CFTR corrector (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) to prevent and/or treat a decrease or impairment of cerebral perfusion, where the CFTR corrector is a cyclopropane carboxamide derivative selected from the group consisting of lumacaftor, tezacaftor, C18 and their pharmaceutically acceptable salts and solvates. 2. Применение корректора CFTR по п. 1, где корректор CFTR представляет собой лумакафтор.2. Use of a CFTR corrector according to claim 1, wherein the CFTR corrector is lumacaftor. 3. Применение корректора CFTR по п. 1 или 2, где снижение перфузии головного мозга связано с состоянием, выбранным из группы, состоящей из заболевания сердца, сердечной недостаточности, субарахноидального кровоизлияния, внезапной нейросенсорной тугоухости, сосудистой деменции, артериальной гипертензии, ишемического инсульта, геморрагического инсульта, диабета и болезни Альцгеймера.3. The use of a CFTR corrector according to claim 1 or 2, where the decrease in cerebral perfusion is associated with a condition selected from the group consisting of heart disease, heart failure, subarachnoid hemorrhage, sudden sensorineural hearing loss, vascular dementia, arterial hypertension, ischemic stroke, hemorrhagic stroke, diabetes and Alzheimer's disease.
RU2021109689A 2018-09-09 2019-09-09 Use of cftr modulators for treating cerebrovascular conditions RU2820288C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18193319.3 2018-09-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021109689A RU2021109689A (en) 2022-10-10
RU2820288C2 true RU2820288C2 (en) 2024-06-03

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050245433A1 (en) * 2004-05-03 2005-11-03 Chan Bill P Materials and methods for modulating metabolism
WO2010068863A2 (en) * 2008-12-12 2010-06-17 Cystic Fibrosis Foundation Therapeutics, Inc. Pyrimidine compounds and methods of making and using same
RU2011142297A (en) * 2009-03-20 2013-04-27 Вертекс Фармасьютикалз Инкорпорейтед TRANSMEMBRANE CONDUCTIVITY OF CYSTOSE FIBROSIS MODULATORS
WO2016105484A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-30 Proteostasis Therapeutics, Inc. Derivatives of 5-(hetero)arylpyrazol-3-carboxylic amide or 1-(hetero)aryltriazol-4-carboxylic amide useful for the treatment of inter alia cystic fibrosis

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050245433A1 (en) * 2004-05-03 2005-11-03 Chan Bill P Materials and methods for modulating metabolism
WO2010068863A2 (en) * 2008-12-12 2010-06-17 Cystic Fibrosis Foundation Therapeutics, Inc. Pyrimidine compounds and methods of making and using same
RU2011142297A (en) * 2009-03-20 2013-04-27 Вертекс Фармасьютикалз Инкорпорейтед TRANSMEMBRANE CONDUCTIVITY OF CYSTOSE FIBROSIS MODULATORS
WO2016105484A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-30 Proteostasis Therapeutics, Inc. Derivatives of 5-(hetero)arylpyrazol-3-carboxylic amide or 1-(hetero)aryltriazol-4-carboxylic amide useful for the treatment of inter alia cystic fibrosis

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Lidington D, Kroetsch JT, Bolz S-S. Cerebral artery myogenic reactivity: The next frontier in developing effective interventions for subarachnoid hemorrhage. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 2018, 38 (1), рр.17-37. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Centrally administered lipopolysaccharide elicits sympathetic excitation via NAD (P) H oxidase-dependent mitogen-activated protein kinase signaling
Lidington et al. CFTR therapeutics normalize cerebral perfusion deficits in mouse models of heart failure and subarachnoid hemorrhage
Carillo et al. Changes in GABAergic inputs in the paraventricular nucleus maintain sympathetic vasomotor tone in chronic heart failure
US11541065B2 (en) Compositions and methods for treating brain injury
Burks et al. Combined effects of aging and inflammation on renin-angiotensin system mediate mitochondrial dysfunction and phenotypic changes in cardiomyopathies
JP7560011B2 (en) Use of CFTR Modulators to Treat Cerebrovascular Conditions - Patent application
Zhang et al. Cervical central canal occlusion induces noncommunicating syringomyelia
Farag et al. Effect of trehalose on heart functions in rats model after myocardial infarction: assessment of novel intraventricular pressure and heart rate variability
US11529324B2 (en) Use of Kv11.1 channel inhibitors for treatment of pulmonary hypertension
RU2820288C2 (en) Use of cftr modulators for treating cerebrovascular conditions
RU2752089C1 (en) Application of the compound for the preparation of a drug for the treatment of cerebral microangiopathy
Wang et al. c‐Jun N‐terminal Kinase mediates prostaglandin‐induced sympathoexcitation in rats with chronic heart failure by reducing GAD 1 and GABRA 1 expression
Chen et al. Role of high‐mobility group B1 in myocardial injury induced by coronary microembolization in rats
US11752131B2 (en) Methods and pharmaceutical compositions for the treatment of obesity
US20220119511A1 (en) Compositions and methods for treatment of diabetes, obesity, hyper-cholesterolemia, and atherosclerosis by inhibition of sam68
CN110225768A (en) Target the pharmaceutical composition and method of CXCR7
US20240115581A1 (en) Combination therapy for the treatment or prevention of neurological disorders
Dinh Correction of Cerebrovascular CFTR Expression and Systemic Adrenergic Receptor Blockade Normalize Cerebrovascular Resistance and Mitigate Cardiovascular Dysfunction Following Subarachnoid Hemorrhage
WO2019048898A1 (en) Pharmaceutical compositions for the treatment of endothelial dysfunction
Lynch Investigation of Vascular Function and its Modulation in a Mouse Model of Amyloidosis
Gurler et al. Reduced Folate Carrier 1 (RFC1/Slc19a1) Suppression Exacerbates Blood-Brain Barrier Breakdown in Experimental Ischemic Stroke in Adult Mice
ROSAL LUSTOSA Modelli post-status epilepticus di epilessia del lobo temporale mesiale: nuovi aspetti della lesione cerebrale, rimodellamento e neuroprotezione
Hamouda Correcting Age-Related Overactive Bladder Syndrome Using P75NTRAntagonism
Brooks Localization and Regulation of BMP Antagonism Within the Neurogenic Niche
Naushad et al. Chronic intermittent hypoxia triggers cardiac fibrosis: Role of epididymal white adipose tissue senescent remodeling?