Модуляция иммунного ответа с помощью рибавирина
Изобретение относится к медицине, в частности к иммунологии, и касается разработки путей иммуномодуляции с помощью нуклеотидов. Для этого ответ иммунной системы на стимул модифицируют путем представления системе нуклеозида в концентрации, выбранной таким образом, чтобы оказывать воздействие на В7 молекулярный маркер, которое является обратным воздействию стимула. Рассматриваемые стимулы включают в себя аллергены, новообразование, вирус, бактерии, паразитарную инвазию и аутоиммунную реакцию. Особенно важными для этого молекулярными маркерами считают В7-1 и В7-2. Предпочтительными нуклеозидами являются рибавирин и аналоги рибавирина. Способ обеспечивает повышение иммунокорригирующего эффекта при различных заболеваниях. 14. з.п.ф-лы, 2 табл.
Областью настоящего изобретения является иммунология.
Предпосылки изобретения В дополнение к обычно используемым физиологическим и фенотипическим диагностическим параметрам заболевания иногда могут быть скоррелированы с молекулярными маркерами, такими как полидность (polidy), мутации в специфических генах, проявление определенных маркеров клеточной поверхности и так далее. Многие из этих маркеров действуют как специфичные для заболевания прогностические показатели или признаки и могут, таким образом, быть использованы как диагностические средства для точного определения физиологического состояния. В последние годы было сделано много попыток скоррелировать относительно сложные заболевания, такие как аутоиммунная реакция, астма, рак и так далее, со специфическими молекулярными маркерами. В нескольких исследованиях была выявлена прямая или косвенная вовлеченность костимуляторных молекул В7-1 и В7-2 в модулирование иммунной системы при заболеваниях. Однако, несмотря на многочисленные подробные данные о различных уровнях экспрессии В7-1 и В7-2 при заболеваниях, полученные в результате таких исследований, всеобъемлющая и полная картина так и не создана (Hepatology 25, No. 5, 1997, pp. 1108-1114: Expression of costimulatory molecules B7-1 and B7-2 and human hepatocellular carcinoma; J. Cancer. Res. Clin. Oncol. 124, 7, 1998, pp.383-388: Expression of costimulatory molecules B7-1 and B7-2 on human gastric carcinoma; J. Neuroimmunol. 84, 2, 1998, р.179-187: Costimulatory CD80 (B7-1) and CD86 (B7-2) on cerebrospinal fluid cells in multiple sclerosis; J. Neuroimmunol. 91, No. 1-2, 1998, pp.198-203: B7-1 (CD80), B7-2 (CD86), interleukin-12 and transforming growth factor-beta mRNA expression in CSF and peripheral blood mononuclear cells from multiple sclerosis patients). Во многих случаях наблюдали явно противоречивые корреляции между B7-1, B7-2 и специфическими заболеваниями (см. табл.1). При некоторых типах рака, например, В7-1 присутствует в относительно высоких количествах, а В7-2 присутствует в относительно малых количествах. При других типах рака 87-1 и В7-2 имеют совершенно обратную корреляцию (J. Cancer Res. Clin. Oncol. 124, 7, 1998, p.383-388: Expression of costimulatory molecules B7-1 and B7-2 on human gastric carcinoma; Br. J. Haematol. 102, No.5, 1998, р.1257-1262: The expression of costimulatory molecules and their relationship to the prognosis of human acute myeloid leukemia: poor prognosis of B7-2 positive leukemia; Int. J. Mol. Med. 2, 2, 1998, р.167-171: Lack of B7-1 and B7-2 on head and neck cancer cells and possible significance for gene therapy). Экспрессия B7-1 и B7-2 также демонстрирует только противоречивую корреляцию с моделями известных цитокинов (см. табл.2). Например, была установлена корреляция повышенной экспрессии B7-1 как с позитивной, так и с негативной регуляцией ответа типа 1, а также была установлена корреляция В2-7 как с позитивной, так и с негативной регуляцией ответа типа 1. То же самое можно сказать о корреляции B7-1 и B7-2 с ответом типа 2 (см. табл.1) (Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 17, No.2, 1997, p.235-242: Differential regulation of human, antigen-specific Type 1 and Type 2 responses by the B-7 homologues CD80 and CD86; J. Immunol. 156, No.8, 1996, p.2387-2391: Costimulation of IL-4 production by murine B7-1 and B7-2 molecules.). Далее, еще неясно, какие лекарства или даже категории лекарств были бы эффективны в модулировании активности B7-1 или B7-2, и даже если такие лекарства и были бы идентифицированы, остается неясным, как с пользой использовать такие костимуляторные молекулы для модулирования иммунной системы. Учитывая в совокупности все эти неизвестные, сохраняется существенная необходимость в создании способов и композиций для модулирования одного или более чем одного В7 маркера, особенно как средства влияния на ответ иммунной системы на данный стимул. Краткое описание таблиц Табл. 1 представляет собой таблицу, сопоставляющую специфические заболевания и их корреляцию с экспрессией B7-1 и B7-2. Табл. 2 представляет собой таблицу, сопоставляющую различные типы заболеваний с экспрессией типа 1, типа 2, B7-1 и B7-2. Сущность изобретения Это изобретение предлагает способы и композиции, посредством которых модифицируют ответ иммунной системы на стимул. В общем ответ модифицируют, представляя в систему нуклеозид в концентрации, выбранной так, чтобы оказывать на В7 маркер воздействие, обратное воздействию стимула. В одном аспекте предпочтительных воплощений стимулы выбраны из групп, состоящих из аллергенов, новообразования, вируса, бактерий, инвазии и аутоиммунной реакции. Особенно интересными молекулярными маркерами являются В7-1 и В7-2. В другом аспекте предпочтительных воплощений нуклеозид является аналогами рибавирина, а в особенно предпочтительных воплощениях нуклеозид является рибавирином. В еще одном аспекте предпочтительных воплощений обеспечивается количество нуклеозида, достаточное для достижения диапазона концентраций между приблизительно 0,2:М и приблизительно 5:М соответственно, в текучей среде, содержащей клетки, экспрессирующие В7 маркер. В еще одном аспекте предпочтительных воплощений стимул скоррелирован с увеличением ответа типа 2, и использование нуклеозида скоррелировано с уменьшением ответа типа 2. Подробное описание конкретных воплощений Автор изобретения обнаружил, что существует поразительная связь между определенными нуклеозидами, особенно рибавирином и его аналогами, и экспрессией одного или более чем одного В7 маркера. Дальнейшие исследования выявили другую неожиданную связь - что применение таких нуклеозидов может быть использовано для благоприятного воздействия на результат заболевания или другого стимула. В частности, был обнаружен способ модулирования ответа иммунной системы на стимул, при котором: (а) коррелируют стимул с воздействием на В7 маркер; (б) коррелируют применение нуклеозида в пределах диапазона концентраций с модуляцией В7 молекулярного маркера, которая является обратной этому воздействию; и (в) представляют иммунной системе нуклеозид в пределах этого диапазона концентраций. Используемый здесь термин "нуклеозид" относится к соединению, состоящему из любой пентозной или модифицированной пентозной группировки, присоединенной к определенному положению гетероцикла или к естественному положению пурина (9-положение) или пиримидина (1-положение), или к эквивалентному положению в аналоге, включая, в частности, D- и L-формы азотных бициклических и моноциклических гетероциклов. Термин "D-нуклеозиды" относится к нуклеозидным соединениям, которые имеют D-рибозную сахарную группировку (например, аденозин). Термин "L-нуклеозиды" относится к нуклеозидным соединениям, которые имеют L-рибозную сахарную группировку. Термин "нуклеотид" означает нуклеозиды, в которых фосфатные эфиры замещают по 5' положению нуклеозида. Термин "фармацевтически приемлемые соли" относится к любой соли, полученной из неорганических или органических кислот или оснований. Термин "новообразование" относится к любому виду автономного патологического роста ткани, который может стать, а может и не стать злокачественным, включая любой вид опухолей и раков. Термины "лечение" или "терапия" заболевания относятся к выполнению протокола, который может включать в себя введение одного или более чем одного лекарства пациенту для облегчения признаков или симптомов заболевания. Таким образом, "лечение" или "терапия" не требует полного снятия признаков или симптомов, не требует выздоровления и конкретно включает в себя протоколы, которые оказывают только маргинальное действие (такое как эффект плацебо) на пациента. Используемый здесь термин "иммунная система" обозначает любую совокупность иммунокомпетентных клеток, которые коллективно идентифицируют и атакуют чужеродные объекты и которые динамически реагируют на новые патогены или другие стимулы. Примерами иммунной системы являются иммунные системы человека или других млекопитающих, которые включают в себя селезенку, В-лимфоциты тимуса, Т-лимфоциты и антитела. Иммунная система, как определено здесь, должна иметь клеточный компонент, но может иметь или не иметь гуморальный компонент. Когда гуморальный компонент включен в иммунную систему, этот гуморальный компонент может включать в себя растворимые молекулы, секретируемые из иммунокомпетентных клеток, включая антитела или интерлейкины. Примерами растворимых молекул являются IgG, IgM, IgE или ИЛ2, ИЛ4, ИЛ 10 (интерлейкин 2, 4, 10). Согласно этому определению считают, что цельная кровь, а также кровь, обедненная по фибриногену, тромбоцитам и эритроцитам, содержит иммунную систему, так как она содержит иммунокомпетентные клетки, которые способны динамически реагировать на новые патогены. Другими иммунными системами являются среды для культивирования клеток, содержащие иммунокомпетентные клетки. Напротив, забуференный раствор антител не считают иммунной системой, так как он не содержит множества иммунокомпетентных клеток. В других воплощениях человек или другие животные содержат иммунные системы, как определено здесь. Термин "стимул" используют здесь для обозначения любого компонента или события, которые вызывают ответ иммунной системы. Стимулы могут быть сгруппированы в три категории: собственные, несобственные и измененные собственные стимулы. Стимулы собственного типа включают в себя клетки или молекулы, причем иммунная система и эти стимулы происходят из одного и того же организма, собственные белки или аутологичные белки и их фрагменты. Примеры включают в себя клетки крови человека, недифференцированные клетки, антитела или коагулирующие факторы одного и того же человека. Стимулы несобственного типа включают в себя клетки, вирусы или молекулы, причем иммунная система и этот стимул происходят от разных организмов, или стимул является ксеногенным. Примеры включают в себя органы или клетки от неидентичного донора, бактерии, вирусы или любой тип молекул, типичный для других видов, включая эндотоксины, ферменты или структурные белки. Стимулы измененного собственного типа включают в себя клетки или молекулы, причем иммунная система и этот стимул происходят от одного и того же организма, но при этом стимул подвергнут модификациям, деградационным или неопластическим изменениям. Примеры таких модификаций включают в себя модифицирование профиля В7 маркера или представляющих антиген клеток. Примеры деградационных изменений включают в себя клетки, подвергшиеся апоптозу, или некротическую ткань. Примеры неопластических изменений включают в себя индукцию рака. Термины "ответ иммунной системы" и "иммунный ответ" используют здесь для обозначения любого ответа иммунной системы на стимул. Особенный интерес в этом приложении представляют иммунные ответы, которые включают в себя модуляцию В7 маркера. Такая модуляция может включать в себя любую комбинацию повышения или понижения экспрессии В7-1 и В7-2. Таким образом, все ответы, представленные в табл. 1 и 2, являются примерами рассматриваемых ответов иммунной системы. Другие рассматриваемые ответы иммунной системы включают в себя вовлечение клеточных компонентов в специфические клеточные взаимодействия или изменения в генетической активности. Клеточные специфические взаимодействия могут быть взаимодействиями клетка-клетка или взаимодействиями клетка-стимул. Примерами взаимодействий клетка-клетка являются Т-хелперные клетки, контактирующие с Т- клетками, или Т-хелперные клетки, контактирующие с макрофагами. Примерами взаимодействий клетка-стимул являются антиген-представляющие клетки, инкорпорирующие стимул, процессирующие этот стимул и выставляющие процессированный стимул на клеточной поверхности, или В-клетки, выставляющие стимул-специфические антитела на своей клеточной поверхности и связывающие стимул с антителом. Изменения в генетической активности могут представлять собой реаранжировки в геномной ДНК или селективную активацию генов. Примерами реаранжировок в геномной ДНК являются сплайсинговые события, приводящие к "созреванию афинности" антител против стимула, или сплайсинговые события, приводящие к переключению класса между различными классами антител. Примерами селективной активации генов являются повышение или понижение транскрипции или трансляции генов, кодирующих интерлейкины или В7-1 или В7-2. Как оно использовано здесь, продуцирование В7 воздействия, которое является "обратным" воздействию, ассоциированному со стимулом, означает, что это В7 воздействие, производимое одним нуклеозидом, является по меньшей мере маргинальным в направлении, противоположном воздействию, ассоциированному только с одним стимулом. Таким образом, если стимул ассоциирован с пониженной экспрессией В7-1, обратное В7 воздействие будет представлять собой воздействие, при котором В7-1 будет по меньшей мере маргинально повышенным. Подобным же образом, если стимул ассоциирован с повышенной экспрессией В7-2, обратное В7 воздействие будет представлять собой воздействие, при котором В7-2 будет по меньшей мере маргинально пониженным. Использованный здесь термин "представление иммунной системе нуклеозида" означает, что нуклеозид контактирует с некоторым компонентом иммунной системы в степени, достаточной для продуцирования ответа иммунной системы. В предпочтительных воплощениях это означает добавление нуклеозида к телу. В других воплощениях это означает добавление нуклеозида в сосуд или другой контейнер для иммунной системы. Должно быть понято, что определение термина "представление иммунной системе нуклеозида" достаточно широко с тем, чтобы включать в себя любую комбинацию контакта m-vivo, in-vitro или ex-vivo. In- vivo может включать в себя инъекцию, прием внутрь, чрескожную доставку или ингаляцию. Примерами различных инъекций являются внутримышечная, внутривенная или подкожная инъекция. Примерами различных форм для приема внутрь являются таблетки, сиропы или порошки. С помощью окклюзионных повязок, мазей или электрофоретических методов можно достичь трансдермальной доставки. Ингаляция может быть осуществлена методами испарения или распыления. Контактирование in-vitro может быть достигнуто либо путем дозирования раствора, содержащего нуклеозид, в иммунную систему в подходящем сосуде, либо путем растворения нуклеозида в растворе, который может быть, а может не быть частью иммунной системы. Примеры дозирования включают в себя автоматическое или ручное пипетирование, капанье, выливание или инъецирование раствора, содержащего нуклеозид, в иммунную систему. Альтернативно, нуклеозид может также быть растворен в текучей среде путем перемешивания, смешивания или выливания рибавирина в текучую среду. Эта текучая среда может содержать иммунную систему или может являться раствором-носителем, включая буферные, изотонические растворы, кровь. Этот носитель может затем быть дозирован в иммунную систему. Ex-vivo контактирование может быть достигнуто в несколько стадий, при которых (1) отбирают часть иммунной системы от источника, (2) вводят нуклеозид в иммунную систему и (3) возвращают иммунную систему по меньшей мере частично источнику. Отбор части иммунной системы может быть выполнен путем изъятия части иммунной системы из in-vivo или in-vitro источника. Примерами источников in vivo являются позвоночные животные, включая человека, и беспозвоночные животные. Изъятие может быть проведено с помощью венопункции, глазного кровоизвлечения или уколов. Примерами источников in-vitro являются культуры клеток, содержащие иммунную систему, обработанная или консервированная кровь. Изъятие может быть проведено с помощью любых средств для переноса текучих сред, например автоматическим или ручным пипетированием, аспирацией, капаньем и так далее. Возвращение иммунной системы источнику может быть проведено с помощью любых средств для переноса текучих сред. В случае in vitro источника это может быть автоматическое или ручное пипетирование, аспирация, капанье, а в случае in vivo источника - внутривенное инъецирование. Рассматриваемые нуклеозиды представляют собой рибавирин (1-


Формула изобретения
1. Способ модулирования ответа иммунной системы на стимул, при котором устанавливают зависимость между стимулом и воздействием на В7 маркер, устанавливают зависимость между применением нуклеозида в пределах диапазона концентраций и модуляцией В7 молекулярного маркера, которая является обратной этому воздействию, и представляют иммунной системе нуклеозид в пределах этого диапазона концентраций. 2. Способ по п. 1, где стимул представляет собой аллерген. 3. Способ по п. 1, где стимул представляет собой новообразование. 4. Способ по п. 1, где стимул представляет собой вирус. 5. Способ по п. 1, где стимул представляет собой бактерию. 6. Способ по п. 1, где стимул представляет собой паразитарную инвазию. 7. Способ по п. 1, где стимул представляет собой аутоиммунную реакцию. 8. Способ по любому из пп. 1-7, где молекулярный маркер представляет собой В7-1. 9. Способ по любому из пп. 1-8, где молекулярный маркер представляет собой В7-2. 10. Способ по любому из пп. 1-8, где нуклеозид является рибавирином. 11. Способ по любому из пп. 1-8, где нуклеозид является аналогом рибавирина. 12. Способ по п. 1, где стимул выбран из группы, состоящей из аллергена, микроба, новообразования, паразитарной инвазии и аутоиммунной реакции, молекулярный маркер представляет собой В7-1, а нуклеозид является рибавирином. 13. Способ по п. 1, где стимул выбран из группы, состоящей из аллергена микроба, новообразования паразитарной инвазии и аутоиммунной реакции, молекулярный маркер представляет собой В7-2, а нуклеозид является рибавирином. 14. Способ по п. 1, где стимул выбран из группы, состоящей из аллергена, микроба, новообразования, паразитарной инвазии и аутоиммунной реакции, молекулярный маркер представляет собой В7-1, а нуклеозид не является рибавирином. 15. Способ по любому из пп. 1-8, при котором дополнительно коррелируют стимул с повышением ответа типа 2, и коррелируют применение нуклеозида с понижением ответа типа 2.РИСУНКИ
Рисунок 1