СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И НАБОР ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ИНФЕКЦИИ МОЧЕВЫВОДЯЩИХ ПУТЕЙ, СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К ИНФЕКЦИИ МОЧЕВЫВОДЯЩИХ ПУТЕЙ
METHOD (VERSIONS) AND KIT FOR DIAGNOSING INFECTION URINARY TRACT DISEASES, METHOD OF TREATING AND DETERMINATION OF PREDISPOSITION TO URINARY TRACT INFECTION

Способ обнаружения инфекции мочевыводящих путей у пациента
Область изобретения
Изобретение относится к области медицины. Предложен биомаркер Инфекции Мочевыводящих Путей (ИМП) для использования в диагностике, определении предрасположенности пациента к заболеванию и реакции на лечение и терапевтического/профилактического применения. В особенности, настоящее изобретение описывает CD1d и BCL6 в качестве биомаркеров ИМП.
Предшествующий уровень техники
Инфекция Мочевыводящих Путей (ИМП) является часто встречающимся заболеванием у человека. В настоящее время при наличии инфекции диагноз устанавливается на основании обнаружения бактериальной культуры в образце мочи с использованием классических микробиологических методов. Лечение инфекции проводится путем системного введения антибиотиков при отсутствии устойчивости к ним бактериального возбудителя.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение позволяет повысить эффективность антибактериального лечения инфекции мочевыводящих путей, благодаря предложению, использовать биомаркеры ИМП для применения в диагностике, определении реакции на лечение и для терапевтического/профилактического применения.
Способ обнаружения инфекции мочевыводящих путей у пациента, содержит: а) получение образца от пациента; б) обнаружение в указанном образце экспрессии рецептора CD1d на NKT-клетках и BCL6 в тканях мочевого пузыря и в) при повышении экспрессии CD1d на NKT-клетках и снижении BCL6 в тканях мочевого пузыря диагностируют наличие инфекции мочевыводящих путей.
В частности, настоящее изобретение описывает рецептор CD1d и BCL6 как биомаркеры ИМП. Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает способ диагностики ИМП в испытуемом, включающий получение образца от испытуемого и обнаружение рецептора CD1d и BCL6 в образце. В одном варианте исполнения изобретения обнаружение рецептора CD1d и BCL6 включает в себя обнаружение присутствия матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК) для
рецептора CD1d и BCL6. Возможно, что обнаружение экспрессии рецептора CD1d и BCL6 мРНК включает обратную транскрипцию и/или аплификацию мРНК рецептора CD1d и BCL6. Возможно также, что обнаружение экспрессии мРНК рецептора CD1d и BCL6 включает в себя взаимодействие мРНК рецептора CD1d и BCL6 с зондом из нуклеиновой кислоты, комплементарным к мРНК рецептора CD1d и BCL6. Также может быть, что обнаружение экспрессии рецептора CD1d и BCL6 включает в себя обнаружение полипептида (белка) рецептора CD1d и BCL6. Может быть, что обнаружение наличия полипептида рецептора CD1d и BCL6 включает в себя взаимодействие полипептида рецептора CD1d и BCL6 с антителом, специфичным к полипептиду рецептора CD1d и BCL6 и обнаружение связывания антитела с полипептидом рецептора CD1d и BCL6. В варианте исполнения, объектом является испытуемый человек или животное (например, лошадь, собака, кошка, свинья или другой домашний скот). В других вариантах образцом является жидкость организма (например, моча, кровь, сперма, секрет и т.д.) и/или ткань или клетки (например, ткань/клетки мочевого пузыря). Настоящее изобретение также описывает способ выбора действий в терапевтическом курсе, например, для лечения ИМП, включающий в себя получение образца от испытуемого (объекта); обнаружение продукции рецептора CD1d и BCL6, например, белка или мРНК в образце; и лечении испытуемого на основании продукции рецептора CD1d и BCL6. Предлагаются способы мониторинга эффективности лечения ИМП, включающие в себя обнаружение продукции рецептора CD1d и BCL6, например, белка или мРНК в испытуемом, лечение испытуемого, например, на основании обнаруженной продукции, и последующий после лечения повторный контроль уровней продукции. Иногда необходимость в терапевтическом курсе определяется после повторного контроля уровней продукции.
Настоящее изобретение предлагает наборы для описания ИМП в испытуемом, включающие в себя один или более реагентов, способные специфически обнаруживать присутствие или отсутствие продукции рецептора CD1d и BCL6 (например, белка или мРНК); и инструкции по использованию набора для характеризации ИМП в испытуемом. В одном варианте, реагент представляет собой зонд из нуклеиновой кислоты, комплементарный к мРНК рецептора CD1d и BCL6. В другом варианте реагент включает в себя антитело, которое связывается конкретно с полипептидом рецептора CD1d и BCL6.
Настоящее изобретение также предоставляет способ отбора соединений для лечения ИМП, включающего в себя получение образца, например, мочи, клеток, ткани, животного); и один или более тестируемых соединений; и взаимодействие образца с тестируемым соединением; и обнаружение изменения в продукции рецептора CD1d и BCL6 и/или концентрации в образце в присутствии тестируемого соединения по
сравнению с вариантом отсутствия тестируемого соединения (или по сравнению с контрольным соединением). Обнаружение изменения включает в себя обнаружение мРНК рецептора CD1d и BCL6. В определенном исполнении, детекция включает в себя обнаружение белков рецептора CD1d и BCL6. Тестируемые клетки существуют in vitro и in vivo. Иногда тестирующие соединения включают в себя нуклеиновую кислоту (например, siPHK, антисенс соединение, miPHK и т.д.), белок/полипептид/пептид (например, антитело или фрагмент из него), небольшую молекулу (например, лекарство) и т.д. Настоящее изобретение также предлагает способ определения предрасположенности пациента к развитию ИМП. Уровни продукции биомаркера рецептор CD1d и BCL6, или панель биомаркеров определяется в образце от испытуемого. В другом варианте восприимчивость к ИМП определяется на основании анализа уровня биомаркеров. Профилактический способ действий определяется и/или развивается на основании предрасположенности пациента. Способ действий может включать дополнительное тестирование биомаркера (например, регулярное тестирование, тестирование дома и т.д.), изменение диеты, пищевых добавок, лекарств и т.д.
Краткое описание рисунков
+
+
+
+
РИС. 1 - показывает (А) процентное содержание (18,8±3,6%) TCRβNK1.1 Т-лимфоцитов (НКТ-клеток) в клеточной суспензии мочевого пузыря мыши в физиологических условиях с помощью проточной цитометрии и (Б) долевое распределение TCRβNK1.1 Т-лимфоцитов между CD4+ и CD8+ субпопуляциями.
РИС. 2 - показывает найденное с помощью проточной цитометрии, повышение экспрессии активационных рецепторов (CD25, CD44, CD62L и CD69), а также хемокинового рецептора CXCR5 на поверхности НКТ-клеток до и через 1 сутки после инъекции в мочевой пузырь уропатогенной палочки (УПКП) или физиологического раствора (ПБС).
РИС. 3 - показывает увеличение абсолютного числа НКТ-клеток в мочевом пузыре мыши через 24 часа после инъецирования УПКП или физиологического раствора (ПБС).
РИС. 4 - показывает усиление экспрессии рецептора CD1d на поверхности уротелия после через 24 часа после инъецирования УПКП или физиологического раствора (ПБС), обнаруженное с помощью проточной цитометрии.
+
+
РИС. 5 - показывает снижение TCRβNK1.1 Т-лимфоцитов в CD1d-дефицитных мышах по сравнению с диким типом мышей, обнаруженное с помощью проточной цитометрии.
РИС. 6 - показывает количество бактерий в мочевом пузыре через 24 часа после инъекции УПКП у диких и CD1d-дефицитных мышей.
РИС. 7 - иллюстрирует кривую зависимости концентрации мРНК транскрипционного фактора BCL6 от времени инфекционного процесса, вызванном УПКП, в мышином мочевом пузыре.
Описание терминологии
В целях понимания настоящего изобретения ряд терминов и формулировок пояснен ниже.
Термин "испытуемый" относится к любому животному, например, млекопитающему, включая, но не ограничиваясь, людей, нечеловекоподобных обезьян, грызунов и им подобных, которые являются получателями особого лечения или объектом в различных тестах, например, диагностических тестах, которые могут быть представлены в настоящем изобретении. В данном документе определение "испытуемый" и "пациент" используются взаимозаменяемо со ссылкой на человеческий объект.
Термин "испытуемый, подозреваемый в наличии ИМП" относится к испытуемому, у которого обнаружены один или более симптомов, указывающих на ИМП, или обнаруженных в результате скрининга ИМП. Испытуемый, подозреваемый в наличии ИМП, может иметь один или более факторов риска. Обычно испытуемый, подозреваемый в наличии Инфекции Мочевыводящих Путей, предварительно не тестировался на ИМП. Данный термин будет включать также людей, которые ранее имели ИМП и имели определенные признаки, указывающие на ее повторение.
Определение "испытуемый с риском ИМП" относится к испытуемому с одним или более факторами риска развития ИМП (например, история болезней в прошлом, окружающая среда, поведение, анатомия, генетика и т.д.).
Определение "испытуемый с диагнозом Инфекции Мочевыводящих Путей" относится к испытуемому, который был обследован и у которого было обнаружена Инфекция Мочевыводящих Путей. Инфекция Мочевыводящих Путей может быть диагностирована с использованием любого подходящего метода, включая, но не
ограничиваясь, диагностическими методами настоящего изобретения.
Определение "характеризация Инфекции Мочевыводящих Путей в испытуемом" относится к распознанию одного или более отличительных особенностей Инфекции Мочевыводящих Путей в испытуемом.
Понятия "тестируемое соединение" и "соединение-претендент" относятся к любому химическому веществу, лекарственному препарату, наркотику, и тому подобному, которое является кандидатом для лечения или предупреждения заболевания, болезни, недомогания или расстройства функции организма (например, Инфекции Мочевыводящих Путей). Тестируемые соединения включают в себя известные и потенциальные терапевтические соединения. Тестируемое вещество может рассматриваться терапевтическим после скринирования, используя методы скрининга настоящего изобретения.
Понятие "образец" используется в широком смысле. Первое значение включает образец или культуру, добытую из любого источника, равно как биологические образцы и образцы из окружающей среды. Биологические образцы могут быть взяты от животных, включая людей, и включают жидкости, сухие вещества, ткани и газы. Биологические образцы включают, среди другого, жидкости тела (например, моча), продукты крови (например, плазма, сыворотка и тому подобное), и их составные части.
Понятие "биомаркер ИМП" или "гены биомаркеров ИМП" касаются гена, чей уровень экспрессии, например, по обнаружению продукции мРНК или белка, в единственном экземпляре или в комбинации с другими генами, коррелирует с Инфекцией Мочевыводящих Путей или прогнозом для Инфекции Мочевыводящих Путей. Корреляция может иметь отношение либо к повышенной, либо к пониженной экспрессии гена. Например, экспрессия гена может указывать на Инфекцию Мочевыводящих Путей, или сниженный уровень экспрессии гена может коррелировать с ответом на терапию против Инфекции Мочевыводящих Путей у пациента с Инфекцией Мочевыводящих Путей. Экспрессия биомаркера ИМП может быть охарактеризована с помощью использования любого подходящего метода, включая, но не ограничиваясь теми, что описаны в этом документе.
Употребляемое здесь понятие "профильная карта экспрессии для Инфекции Мочевыводящих Путей" используется в представлении уровней экспрессии генов в образце (например, в моче). Карта может быть представлена как в графическом изображении (например, на бумаге или на экране компьютера), физическом представлении (например, гель или матрица), так и в цифровом изображении, хранимом в компьютерной памяти. Каждая карта соответствует особому виду образца и, таким
образом, представляет эталон для сравнения с образцом больного. В предпочтительном варианте, карты создаются из общего фонда образцов, охватывающих образцы от множества пациентов со схожим видом образца.
Термины "компьютерная память" и "устройство для компьютерной памяти" относится к любому средству для хранения, читаемому компьютерным процессором. Примеры компьютерной памяти включают, но не ограничиваются, РАМ, РОМ, компьютерные чипы, цифровые видео-диски (ДВД), компакт-диски (КД), накопители на жестких дисках (НМД) и магнитную ленту.
Термин "компьютерочитаемый носитель" относится к любому устройству или системе для хранения и снабжения информацией (например, данные и инструкции) с компьютерного процессора. Примеры компьютерочитаемых носителей включают, но не ограничиваются, ЦВД, КД, накопители на жестких дисках, магнитную ленту и серверы для потоковых технологий через сети.
Термины "процессор" и "центральный процессорный элемент" или "ЦПЭ" используются взаимозаменяемо и относятся к устройству, которое способно читать программу из компьютерной памяти (например, РОМ или другая компьютерная память) и выполнять ряд действий в соответствии с программой.
Понятие "выделенный", когда используется в отношении нуклеиновой кислоты, например, как "выделенный нуклеотид" или "выделенный полинуклеотид", относится к последовательности нуклеиновой кислоты, которая идентифицирована и отделена, по крайней мере, от одного компонента или примеси, с которой она обычно связана в ее естественном состоянии. Выделенная нуклеиновая кислота является таким веществом в виде или осадке, который отличен от найденного в природе.
Термин "очищенный" или "очищать" относится к удалению компонентов (например, загрязняющих веществ) из образца. Например, рекомбинантные полипептиды продуцируются в клетках хозяина и полипептиды очищаются, благодаря удалению белков хозяйской клетки. Таким образом, процент рекомбинантных полипептидов в образце увеличивается.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение представляет биомаркеры ИМП для использования в постановке диагнозов, скрининге лекарств, мониторинге лечения, определении предрасположенности пациента к заболеванию и лечебно-профилактическом употреблении. В частности, настоящее изобретение представляет рецептор CD1d и BCL6
в качестве биомаркеров ИМП.
Соответственно, настоящее изобретение предлагает маркеры, чья экспрессия специфически меняется у испытуемых из группы риска, наиболее предрасположенных к и/или страдающих ИМП. Данные маркеры находят применение в диагностике и описании заболевания и пациентов.
В течение проработки исполнения данного изобретения об обнаружении мочевых биомаркеров ИМП были выполнены следующие эксперименты. При изучении механизмов иммунных ответов на мышиной модели ИМП было обнаружено, что CD1d и BCL6 играют специфическую роль в организме хозяина на наиболее часто встречающегося возбудителя воспаления мочевыводящих путей - уропатогенную кишечную палочку (УПКП).
НКТ-клетки распределены неравномерно в организме хозяина (преимущественно, в печени) и их роль в развитии патологических процессов неоднозначна и определяется, главным образом, классом НКТ-клеток, типом патогена и локализацией воспалительного процесса. Для разработки воплощения настоящего изобретения были выполнены эксперименты для определения присутствия НКТ-клеток в мочевом пузыре и их возможной роли в бактериальном воспалении ИМП. НКТ-клетки были найдены в мочевом пузыре мышей при отсутствии воспаления, и их число увеличивается через 24 часа после инсталляции УПКП в мочевой пузырь. НКТ-клетки экспрессируют рецепторы активации через 24 часа после УПКП-инфекции. Удаление НКТ-клеток усиливает защитные антибактериальные механизмы в мочевом пузыре. В ткани мочевых пузырей мышей с ИМП были обнаружены повышенный уровень CD1d и пониженный уровень BCL6, указывающие на то, что CD1d и BCL6 являются биомаркерами ИМП. В течение разработки настоящего изобретения выполненные эксперименты показали, что УПКП в интересах выживания способствует патогенезу ИМП через повышение концентрации CD1d и снижения транскрипционного фактора BCL6, что, в конечном итоге, приводит к активации и пролиферации НКТ-клеток. В свою очередь, активированные НКТ-клетки предотвращают очищение пузыря от бактерий.
Таким образом, настоящее изобретение представляет биологические маркеры для ИМП (например, рецептор CD1d и BCL6). Обнаружение определенного уровня рецептора CD1d и BCL6 в образце позволяет устанавливать диагноз ИМП (например, инфекции, вызванной УПКП). Биомаркеры данного изобретения (например, рецептор CD1d и BCL6) используются для дополнительного понимания и описания ИМП (например, инфекции, вызванной УПКП).
Предполагается, что определенные уровни биомаркера (например, рецептор CD1d
и BCL6) обнаруживаются в образце. Образцы, полученные от испытуемого (например, пациента), включают в себя, но не ограничиваются, жидкости, сухие вещества, ткани и газы. Биологические образцы включают, среди прочего, жидкости тела (например, моча, кровь, сперма или слюна), продукты крови (например, плазма, сыворотка и тому подобное) и их составные части. Образцы включают в себя выделенные ткани или клетки (например, из мочевого пузыря или окружающих тканей и/или органов).
Настоящее изобретение обеспечивает обнаружение и измерение биомаркера (например, рецептор CD1d и BCL6), свидетельствующих о присутствии или отсутствии ИМП (например, инфекции, вызванной УПКП) в испытуемом. Пациентов разбивают на группы и терапию выбирают в соответствии с выявленными определенной концентрацией биомаркера (к примеру, рецептор CD1d и BCL6). Предполагается, что испытуемые с определенной концентрацией биомаркера (к примеру, рецептор CD1d и BCL6) классифицируются как имеющие ИМП (например, инфекцию, вызванную УПКП), по сравнению с контрольной группой. Те классифицируемые, что имеют повышенную концентрацию биомаркера и/или имеют ИМП, отвечают на выбранный вид лечения.
Биомаркеры (например, рецептор CD1d и BCL6) обнаруживают по одному. В другом варианте биомаркеры (например, рецептор CD1d и BCL6) обнаруживают вместе. Предполагается, что в соответствии с экспериментами, проведенными во время разработки данного изобретения, обнаружение двух биомаркеров (например, рецептор CD1d и BCL6) усиливает чувствительность в прогнозировании заболевания (например, ИМП) и классификации заболевания (например, инфекции, вызванной УПКП), чем при использовании каждого по отдельности. В определенном варианте обнаружение рецептор CD1d и BCL6 используется в сочетании с нахождением других цитокинов/хемокинов, для того, чтобы обнаружить или классифицировать заболевание.
Настоящее изобретение предлагает способы обнаружения экспрессии для биомаркера ИМП. Экспрессия измеряется напрямую (например, на уровне РНК или белка). В другом варианте экспрессию обнаруживают в образцах (например, жидкость тела, ткань, клетки и т.п.). Возможно, что экспрессию обнаруживают в жидкостях тела (например, включая, но не ограничиваясь, плазму, сыворотку, цельную кровь, слизь и мочу и соскоб влагалища). Более того, настоящее изобретение предоставляет панели и наборы для обнаружения маркеров. В предпочтительном воплощении изобретения, присутствие маркера ИМП используется для предоставления прогноза испытуемому. К примеру, обнаружение рецептора CD1d и BCL6 в образцах указывает на ИМП (например, инфекции, вызванной УПКП). Предоставленная информация также используется для определения курса лечения. Например, если у испытуемого обнаружен маркер (например,
описанный здесь), указывающий на присутствие ИМП, лечение (например, анти-CD1d и про-BCL6 средствами) можно начинать немедленно вместо или в дополнение к лечению антибиотиками и/или другим видам лечения. Дополнительно, если у испытуемого обнаружена ИМП, которая не отвечает терапии антибиотиками, то данного лечения можно будет избежать.
Настоящее изобретение не ограничивается маркерами, описанными выше. Может быть использован любой подходящий маркер, который коррелирует с ИМП (например, инфекцией УПКП), включая, но не ограничиваясь, другие цитокины и/или хемокины. В рамках данного изобретения также предусмотрены дополнительные маркеры. Любой подходящий метод может быть использован в обнаружении и описании маркеров, подходящих для использования в методах для настоящего изобретения, включая, но не ограничиваясь теми, что описаны здесь. Например, иногда маркеры обнаруживают по повышенной или пониженной регуляции при ИМП у испытуемых, или у испытуемых, которые наиболее восприимчивы к ИМП; используются в данном изобретении такие методы как микрочипы для генной экспрессии, также дополнительно описываются микрочипы, иммуногистохимия, Нозерн блот анализ, подавление с помощью сиРНК или антисмысловых РНК, анализ мутаций, исследование экспрессии с клиническим результатом, равно как и другие методы, раскрытые здесь или известные в этой научной области.
Данное изобретение предлагает карты для экспрессионных профилей, охватывающие профили экспрессии ИМП и/или предрасположенности к ИМП. Подобные карты можно использовать для сравнения с образцами пациентов. Сравнения могут быть сделаны при использовании любого соответствующего способа, включая, но не ограничиваясь, компьютерное сравнение цифровых данных. Сравнение данных используется для постановки диагнозов и/или прогнозов у пациентов.
В определенном предпочтительном исполнении обнаружение маркера ИМП осуществляется путем измерения экспрессии соответствующей мРНК в ткани или жидком образце. Измерение мРНК может осуществляться любым соответствующим методом, включая Нозерн блот, ферментное расщепление определенных структур (например, тест ИНВАДЕР, Ферд Вейв Текноложис; смотри, к примеру, патенты США 5,846,717, 6,090,543; 6,001,567; 5,985,557; и 5,994,069), гибридизация с олигонуклеотидным зондом (например, тест ТакМан (ПИ Биосистемс, Город Фостер, Калифорния; смотри, описанный в патентах США 5,962,233 и 5,538,848), и т.д. В некоторых воплощениях ПЦР с обратной транскрипцией и/или методы амплификации (например, ПЦР) используют с тем, чтобы обнаружить экспрессию РНК. В некоторых воплощениях используется метод
количественной ПЦР с обратной транскрипцией для стандартизированных смесей со сравниваемыми образцами, описанный в Патентах США 5,639,606, 5,643,765, и 5,876,978.
В одном из вариантов экспрессию гена для маркера ИМП обнаруживают путем измерения экспрессии соответствующего белка или полипептида. Белковая экспрессия может быть обнаружена любым подходящим способом (например, иммуногистохимией или иммуноферментным анализом).
В определенном исполнении связывание антитела обнаруживается способами, известными в этой области (например, радиоиммуный метод, иммуноферментный анализ, иммунный тест "сэндвич", иммунорадиометрические методы, реакции диффузионного осаждения в геле, методы иммунодиффузии, иммунологические тесты in situ (к примеру, использование коллоидного золота, ферментных или радиоизотопных маркеров), Вестерн блот, реакции осаждения, методы агглютинации (например, способы агглютинации в геле, методы гемагглютинации и т.д.), методы связывания комплемента, иммунофлюоресцентные методы, тесты с белком А, методы иммуноэлектрофореза и т.д. В одном исполнении обнаружение связывания антитела осуществляется путем мечения первичного антитела. В другом воплощении первичное антитело обнаруживают путем связывания вторичного антитела или реактива с первичным антителом. В дополнительном воплощении метится вторичное антитело. В рамках данного изобретения находятся много иммунных методов связывания, известных в данной научной области.
В некотором воплощении используется компьютерная исследовательская программа для перевода необработанных данных клиницисту, наработанных тестами обнаружения (например, отсутствие, присутствие или количество данного маркера или маркеров) в данные с прогностическим значением. Таким образом, в некотором воплощении настоящее изобретение обеспечивает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что клиницист, не имеющий глубоких знаний в генетике или молекулярной биологии, не нуждается в понимании необработанных данных. Данные напрямую демонстрируются клиницисту в наиболее удобной форме. Следовательно, врач способен сразу применить информацию для повышения эффективности лечения.
Настоящее изобретение рассматривает любой метод, позволяющий получение, обработку и передачу информации в или из лаборатории, для выполнения тестов, обеспечения информацией медицинского персонала и больных. Например, образец (к примеру, клетка, ткань и/или образец мочи) выделяется из испытуемого и направляется в профильное учреждение (например, клиническую лабораторию в медицинском здании, геномное профильное предприятие и т.д.), расположенное в любой части мира (например, в стране отличной от той, где живет больной или где информация используется в
конечном итоге) с тем, чтобы выдать необработанные данные. В том случае, если образец включает в себя ткань или другой биологический образец, испытуемый может посетить медицинское учреждение для получения образца и отсылки его в профильный центр, или испытуемые способны собрать образцы сами (например, мочу) и напрямую выслать в профильный центр.
В том случае, если образец включает в себя предварительно установленную биологическую информацию, эта информация может быть напрямую направлена испытуемым в профильную службу (к примеру, информационная карточка, содержащая информацию просматриваемую компьютером и данные переносятся в компьютер профильного учреждения с помощью электронной системы коммуникации). Однажды полученный профильной службой, образец обрабатывается и создается профиль (т.е. выражения данных), точный для диагностической или прогностической информации, желаемой для больного.
В определенном исполнении профильные данные далее подготавливаются в формате удобном для толкования лечащим клиницистом. К примеру, подготовленный формат может показывать диагноз или оценку риска (например, ИМП, инфекцию УПКП, высокую предрасположенность к ИМП и т.д.) об испытуемом, наряду с рекомендациями для выбора точного лечения, что предпочтительнее, чем имеющиеся в наличие необработанные данные выражения. Данные могут быть показаны клиницисту любым удобным методом. Например, в некотором воплощении, профильная служба делает сообщение, которое можно распечатать для клинициста (к примеру, по месту лечения больного) или показать ему на компьютерном мониторе.
В определенном исполнении информацию сначала обрабатывают по месту лечения или в региональном учреждении. Затем необработанные данные посылаются в центральное учреждение обработки для дальнейшего анализа и/или преобразования необработанных данных в информацию полезную для клинициста или пациента. Центральное учреждение обработки обеспечивает конфиденциальность (все данные хранятся в центральном учреждении с постоянными протоколами безопасности), скорость и неизменность в обработке данных. В этом случае центральное учреждение может управлять судьбой данных после лечения пациента. К примеру, через электронную коммуникационную систему центральное учреждение может предоставлять данные клиницисту, пациенту или исследователю.
В определенном исполнении испытуемый имеет право напрямую оценивать данные, используя электронные коммуникационные системы. На основании результатов испытуемый может выбрать дополнительное медицинское вмешательство или
консультацию. Данные могут использоваться для научного исследования. Например, данные могут быть употреблены для дальнейшего улучшения определенного состояния, связанного с заболеванием, путем включения или удаления маркеров в качестве полезных показателей.
В рамках изобретения предлагаются наборы для обнаружения и характеризации ИМП. В некотором воплощении наборы содержат антитела, специфичные к маркеру ИМП, в дополнение к реагентам и буферам для обнаружения маркера. В другом варианте наборы содержат реагенты, специфичные для обнаружения мРНК или кДНК (например, олигонуклеотидные зонды или праймеры). Наборы также могут содержать все компоненты, необходимые для выполнения теста обнаружения, включая контроль, руководство при выполнении тестов и любое нужное программное обеспечение для анализа и подачи результатов.
В некотором исполнении, методы получения изображения in vivo используются для визуализации экспрессии маркеров ИМП в животном (например, человеке или другом млекопитающем). К примеру, в некотором исполнении маркерные для ИМП мРНК или белок мечутся антителом, специфичным к маркеру ИМП. Специфически связавшееся и маркированное антитело может быть обнаружено в субъекте, используя метод получения изображения in vivo, включая, но не ограничиваясь, радионуклидное изображение, позитрон-эмиссионную томографию, компьютеризированную аксиальную томографию, рентгеновский анализ или метод магнитно-резонансного изображения, флюоресцентное изображение и хемилюминисцентное изображение. Методы создания антител к маркерам ИМП в настоящем изобретении хорошо понятны. В некотором исполнении реагенты (например, антитела), специфичные к маркерам ИМП в данном изобретении, мечены флуоресцентными, хромофорными, радиоактивными метками и т.д.
Настоящее изобретение предлагает способы отбора лекарств (например, скрининг лекарств для ИМП). В настоящем изобретении методы отбора применяются для найденных маркеров ИМП, используемых в настоящем изобретении (например, включая, но не ограничивая рецептор CD1d и BCL6), или, например, методы отбора соединения (соединений), которые изменяют (к примеру, повышают или понижают) экспрессию генов-маркеров ИМП.
В одном способе отбора кандидатурные соединения оцениваются по их способности изменить продукцию маркера ИМП при помощи взаимодействия вещества с клеткой, экспрессирующей маркер ИМП, и затем тестирование потенциальных веществ по действию на экспрессию. В некотором исполнении, действие кандидатурного соединения на экспрессию гена к маркеру ИМП тестируется с помощью обнаружения
концентрации мРНК и/или белка для маркера ИМП, которые клетка продуцирует.
В некотором исполнении данное изобретение предоставляет способы отбора для обнаружения модуляторов, т.е. тестируемых или кандидатурных соединений или средств (например, белки, пептиды, пептидомиметики, пептоиды, молекулы малого размера или другие лекарства), которые связываются с маркерами ИМП в данном изобретении (например, рецептор CD1d и BCL6), обладают подавляющим (или стимуляторным) эффектом, к примеру, на экспрессию маркера ИМП или активность маркеров ИМП, или, к примеру, имеющие действие на экспрессию или активность субстрата к маркеру ИМП. Таким образом, соединения могут быть использованы для изменения активности продуктов для гена-мишени (например, генов для маркеров ИМП) либо прямо, либо опосредованно для лечебного протокола, с тем, чтобы детально разработать биологические функции продукта для гена-мишени или определить соединения, которые разрушают обычные для гена-мишени взаимодействия.
Соединения, которые подавляют активность или экспрессию маркеров ИМП, являются полезными в лечении ИМП (например, инфекции УПКП). В некотором исполнении вещества, полезные в лечении ИМП, обнаруживают по их способности к? активации или подавлению веществ выше- или нижерасположенных по отношению к биомаркерам, описанным здесь. Любая удобная библиотека молекул может быть полезна в методах по отбору лекарств, описанных здесь, к примеру: De Witt et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90:6909 (1993); Erb et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA 91:11422 (1994); Zuckermann et al., J. Med. Chem. 37:2678 (1994); Cho et al., Science 261:1303 (1993); Carrell et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33.2059 (1994); Carell et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2061 (1994); и Gallop et al., J. Med. Chem. 37:1233 (1994). Библиотеки соединений могут быть представлены в растворе (например, Houghten, Biotechniques 13:412-421 (1992)), или на бусинах (Lam, Nature 354:82-84 (1991)), чипах (Fodor, Nature 364:555-556 (1993)), в бактериях или спорах (U.S. Pat. No. 5,223,409; указанный здесь по ссылке), в плазмидах (Cull et al., Proc. Nad. Acad. Sci. USA 89:18651869 (1992)) или в фагах (Scott and Smith, Science 249:386-390 (1990); Devlin Science 249:404-406 (1990); Cwirla et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 87:6378-6382 (1990); Felici, J. Mol. Biol. 222:301 (1991)). Методы отбора лекарств могут быть выполнены in vivo или in vitro.
В некотором исполнении, данное изобретение предоставляет экспрессию маркеров ИМП. К примеру, в данном изобретении используются смеси, состоящие из олигомерных антисмысловых веществ (например, сиРНК, мРНК, анти-смысловые олигонуклеотиды), особенно олигонуклеотиды (например, идентифицированные в методах, описанных выше, по отбору лекарств), для использования в модулировании функции молекул нуклеиновой кислоты, кодирующих маркеры ИМП в данном
изобретении, и, в конечном счете, модулирующие количество экспрессируемого маркера ИМП.
Настоящее изобретение также подразумевает создание трансгенных животных, содержащих экзогенный ген-маркер ИМП (например, рецептор CD1d и BCL6) или мутанты и их варианты (например, укорочение гена или полиморфизм отдельного нуклеотида). В предпочтительном техническом исполнении трансгенное животное показывает измененный фенотип (например, повышенный или пониженный уровни маркеров) по сравнению с животными дикого типа. Методы для анализа присутствия или отсутствия такого фенотипа включают в себя, но не ограничиваются, теми методами, что описаны здесь. В предпочтительном исполнении трансгенные мыши дополнительно демонстрируют повышенное или сниженное наличие симптомов, схожих с ИМП и/или предрасположенности к ИМП. Трансгенные животные для данного изобретения будут полезными в отборе лекарств (например, для лечения ИМП). В некотором исполнении, тестируемые соединения (к примеру, лекарство, которое, предположительно, будет полезным в лечении ИМП) и контрольные соединения (например, плацебо) вводятся в трансгенных и контрольных животных и оцениваются действия. Трансгенные животные могут быть созданы разнообразными методами, известными в научной области.
Экспериментальные данные
Пример 1
CD1d - ограниченные Т-клетки опосредуют чувствительность к УПКП in vivo
8
Во взрослых мышах C57BL/6J (самки, в возрасте 10-12 недель) с помощью катетера была инсталлирована УПКП, в концентрации 2×10 единиц, образующих колонии (CFU). Далее были собраны органы из мышей (моча, сыворотка и лимфоузлы) в различные периоды времени после впрыскивания бактерий в мочевой пузырь.
+
-
-
+
В отсутствии воспаления мочевого пузыря, согласно анализу с помощью проточной цитометрии, содержание NK 1.1-положительных Т-клеток составило около 18,8% (см. рис 1). Дальнейший анализ показал, что преимущественно NK1.1 Т-клетки мочевого пузыря представлены двухнегативной (CD4CD8) популяцией Т-лимфоцитов этого органа (83±3,9%), и в меньшей степени CD4 популяцией (15±2,6%).
+
NK1.1 Т-клетки активируются в результате воспаления, вызванного УПКП через 24 часа, что было показано на проточной цитометрии по повышенной экспрессии активационных маркеров CD69, CD25, CD62L, CD44, а также хемокинового рецептора CXCR5 (см. рис. 2).
Наблюдение за количеством НКТ-клеток в мочевом пузыре позволило обнаружить, что инфекция, вызванная УПКП, вызывает накопление этих клеток через 24 часа после инсталляции УПКП в мочевой пузырь (см. рис. 3).
Так как НКТ-клетки - CD1d-ограниченные, то был проведен проточно-цитометрический анализ экспрессии этого рецептора в мочевом пузыре, показавший, что уротелий ответственен за экспрессию CD1d в этом органе. Рецептор CD1d на уротелии активировался через 24 часа после введения УПКП (см. рис. 4).
+
Анализ с помощью проточной цитометрии ткани мочевых пузырей из CD1d-дефицитных мышей обнаружил снижение NK1.1 Т-клеток приблизительно в 1,4 раза в отсутствии воспаления органа (см. рис. 5).
Анализ бактериальной нагрузки мочевого пузыря через 1 сутки после инсталляции УПКП выявил развитие резистентности к бактериальному воспалению в CD1d-дефицитных мышах по сравнению с диким типом мышей, что свидетельствует о вредоносной роли НКТ-клеток в патогенезе ИМП (см. рис. 6).
Анализ экспрессии мРНК транскрипционного фактора BCL6 с помощью РТ-ПЦР в ткани мочевого пузыря на 0,5, 1, и 3 дни после впрыскивания УПКП, обнаружил падение количества мРНК BCL6 при бактериальном воспалении (см. рис. 7).
Таким образом, с учетом представленного описания, в частности примеров, можно сделать вывод, что заявленный способ позволяет повысить эффективность антибактериального лечения инфекции мочевыводящих путей, благодаря предложению использовать биомаркеры ИМП для применения в диагностике, определении реакции на лечение и для терапевтического/профилактического применения.