vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1814-6023-2024-21-2-95-103vestim-962Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEБиологический потенциал генно-инженерной конструкции, кодирующей ген фактора роста эндотелия сосудов человекаBiological potential of a genetic engineering construction encoding the gene for the human vascular endothelium growth factorБогданВ. Г.BogdanV. G.

Богдан Василий Генрихович – д-р мед. наук, профессор, академик-секретарь 

пр-т Независимости, 66, 220072, г. Минск

Vasiliy G. Bogdan – D. Sc. (Med.), Professor, Academician-Secretary

66, Nezavisimosti Ave., 220072, Minsk

medic@presidium.bas-net.byПолешкоА. Г.PoleshkoА. G.

Полешко Анна Григорьевна – канд. биол. наук, доцент, заведующий лабораторией

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Anna G. Poleshko – Ph. D. (Biol.), Associate Professor, Head of the Laboratory

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

renovacio888@yandex.ruМисюкевичА. Ю.MisiukevichА. Yu.

Мисюкевич Алла Юрьевна – науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Ala Yu. Misiukevich – Researcher. Institute of Biophysics and Cell Engineering

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

alla.misyukevich.91@mail.ruСмирновА. А.SmirnovА. А.

Смирнов Андрей Александрович – мл. науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Andrei A. Smirnov – Junior Researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

aasm96@bk.ruСуховееваС. В.SukhaveyevaS. V.

Суховеева Светлана Владимировна – канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Sviatlana V. Sukhaveyeva – Ph. D. (Biol.), Senior Researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

suhoveevalmbc@mail.ruЯнцевичА. В.YantsevichА. V.

Янцевич Алексей Викторович – канд. хим. наук, доцент, директор

ул. Академика В. Ф. Купревича, 5-2, 220072, г. Минск

Aleksey V. Yantsevich – Ph. D. (Chem.), Associate Professor, Director

5-2, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

Отделение медицинских наук НАН БеларусиDepartment of Medical Sciences of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут биофизики и клеточной инженерии НАН БеларусиInstitute of Biophysics and Cell Engineering of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут биоорганической химии НАН БеларусиInstitute of Bioorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus20242705202421295103Copyright © Богдан В.Г., Полешко А.Г., Мисюкевич А.Ю., Смирнов А.А., Суховеева С.В., Янцевич А.В., 20242024Богдан В.Г., Полешко А.Г., Мисюкевич А.Ю., Смирнов А.А., Суховеева С.В., Янцевич А.В.Bogdan V.G., Poleshko А.G., Misiukevich А.Y., Smirnov А.А., Sukhaveyeva S.V., Yantsevich А.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/962

Установлен высокий биологический потенциал разработанной генно-инженерной плазмидной конструкции pcDNATM3.1(–)  VEGF165. Доказана ее способность индуцировать значимое повышение экспрессии гена VEGF165 в мезенхимальных мультипотентных стромальных клетках и эндотелиоцитах человека и увеличивать наработку клетками белка VEGF165. Выявленная временная функциональная активность генно-инженерной конструкции в клетках и отсутствие генотоксического действия минимизирует вероятность онкотрансформации.

Созданная генно-инженерная векторная конструкция pcDNATM3.1(–)  VEGF165 может быть использована для разработки модели генотерапевтического лекарственного средства, способствующего ангиогенезу in vivo в ишемизированных тканях.

The high biological potential of the developed genetically engineered plasmid construct pcDNATM3.1(–) VEGF165 has been established. It has been proven to induce a significant increase in the expression of the gene VEGF165 in mesenchymal multipotent stromal cells and human endothelial cells and to increase the production of the VEGF165 protein by cells. The identified temporary functional activity of the genetically engineered construct in cells and the absence of genotoxic effects minimize the likelihood of oncotransformation.

The created genetically engineered vector construct pcDNATM3.1(–) VEGF165 can be used to develop a gene therapy drug model that promotes angiogenesis in vivo in ischemic tissues.

генно-инженерная плазмидная конструкцияишемияфактор роста эндотелия сосудовVEGF165трансфекцияэкспрессия генаgenetically engineered plasmid constructionischemiavascular endothelial growth factorVEGF165transfectiongene expressionРабота выполнена в рамках отдельного проекта фундаментальных и прикладных исследований НАН Беларуси (№ ГР 20230113).The work was carried out within the framework of a separate project for fundamental and applied research of the National Academy of Sciences of Belarus (No. GR 20230113).ReferencesLiu, Y. Gene therapy with plasmid DNA / Y. Liu, S. Musetti, L. Huang // Burger’s Medicinal Chemistry and Drug Discovery / ed. D. J. Abraham. – John Wiley & Sons, Inc., 2021. – P. 1–35. https://doi.org/10.1002/0471266949.bmc073.pub3Liu Y., Musetti S., Huang L. Gene therapy with plasmid DNA. Burger’s Medicinal Chemistry and Drug Discovery, 2021, pp. 1–35. https://doi.org/10.1002/0471266949.bmc073.pub3Богдан, В. Г. Стимуляция ангиогенеза в комплексном лечении пациентов с хронической артериальной недостаточностью нижних конечностей / В. Г. Богдан, С. Г. Лепешко // Воен. медицина. – 2017. – № 2. – С. 117–119.Bogdan V. G., Lepeshko S. G. Stimulation of angiogenesis in treatment of patients with chronic arterial insufficiency of the lower limbs. Voennaya meditsina [Military medicine], 2017, no. 2, pp. 117–119 (in Russian).Червяков, Ю. В. Эффективность генной терапии и стандартного консервативного лечения хронической ишемии нижних конечностей атеросклеротического генеза / Ю. В. Червяков, О. Н. Власенко // Вестн. хирургии им. И. И. Грекова. – 2018. – Т. 177, № 2. – C. 64–69.Chervyakov Yu. V., Vlasenko O. N. Comparison of the effectiveness of gene therapy and standard conservative therapy for patients with chronic lower limb ischemia due to atherosclerosis. Vestnik khirurgii imeni I. I. Grekova [Grekov’s Bulletin of Surgery], 2018, vol. 177, no. 2, pp. 64–69 (in Russian).Механизм стимуляции ангиогенеза в ишемизированном миокарде с помощью стромальных клеток жировой ткани / К. А. Рубина [и др.] // Кардиология. – 2010. – Т. 50, № 2. – С. 51–61.Rubina K. A., Kalinina N. I., Efimenko A. Yu., Lopatina T. V., Melikhova V. S., Tsokolaeva Z. I., Sysoeva V. Yu., Tkachuk V. A., Parfenova E. V. The mechanism of stimulation of angiogenesis in ischemic myocardium with the help of stromal cells of adipose tissue. Kardiologiya [Cardiology], 2010, vol. 50, no. 2, pp. 51–61 (in Russian).Semenza, G. L. Vasculogenesis, angiogenesis, and arteriogenesis: mechanisms of blood vessel formation and remodeling / G. L. Semenza // J. Cell Biochem. – 2007. – Vol. 102, N 4. – P. 840–847. https://doi.org/10.1002/jcb.21523Semenza G. L. Vasculogenesis, angiogenesis, and arteriogenesis: mechanisms of blood vessel formation and remodeling. Journal of Cellular Biochemistry, 2007, vol. 102, no. 4, pp. 840–847. https://doi.org/10.1002/jcb.21523Molecular profiling of angiogenesis markers / S.-C. Shih [et al.] // Am. J. Pathol. – 2002. – Vol. 161, N 1. – P. 35–41. https://doi.org/10.1016/S0002-9440(10)64154-5Shih S.-C., Robinson G. S., Perruzzi C. A., Calvo A., Desai K., Green J. E., Ali I. U., Smith L. E. H., Senger D. R. Molecular profiling of angiogenesis markers. American Journal of Pathology, 2002, vol. 161, no. 1, pp. 35–41. https://doi.org/10.1016/S0002-9440(10)64154-5Секреция ангиопоэтинов тканью плаценты при физиологическом развитии беременности и при гестозе / О. И. Степанова [и др.] // Журн. акушерства и женских болезней. – 2010. – № 6. – С. 69–74.Stepanova O. I., Lesnichiya M. V., L’vova T. Yu., Sokolov D. I., Sel’kov S. A. Angiopoietins placental secretion in normal pregnancies and those complicated by preeclampsia. Zhurnal akusherstva i zhenskikh boleznei [Journal of obstetrics and women’s diseases], 2010, no. 6, pp. 69–74 (in Russian).Васина, Л. В. Функциональная гетерогенность эндотелия / Л. В. Васина, Т. Д. Власов, Н. Н. Петрищев // Артериальная гипертензия. – 2017. – T. 23, № 2. – С. 88–102.Vasina L. V., Vlasov T. D., Petrishchev N. N. Functional heterogeneity of the endothelium. Arterial’naya gipertenziya [Arterial hypertension], 2017, vol. 23, no. 2, pp. 88–102 (in Russian).Kishwar, H. K. Gene expression in mammalian cells and its applications / H. K. Kishwar // Adv. Pharmaceut. Bull. – 2013. – Vol. 3, N 2. – P. 257–263. https://doi.org/10.5681/apb.2013.042Kishwar H. K. Gene expression in mammalian cells and its applications. Advanced Pharmaceutical Bulletin, 2013, vol. 3, no. 2, pp. 257–263. https://doi.org/10.5681/apb.2013.042Дифференциальная экспрессия изоформ сосудисто-эндотелиального фактора роста человека и новые подходы к терапевтическому ангиогенезу / К. Г. Скрябин [и др.] // Докл. Акад. наук. – 2004. – Т. 397, № 6. – С. 838–841.Skryabin K. G., El’darov M. A., Kamardinov D. K., Zinov’eva M. V., Ivanov D. S., Prasolov V. S. [et al.]. Differential expression of human vascular endothelial growth factor isoforms and new approaches to therapeutic angiogenesis. Doklady Akademii nauk [Reports of the Academy of Sciences], 2004, vol. 397, no. 6, pp. 838–841 (in Russian).Генная терапия в регенеративной медицине: последние достижения и актуальные направления развития / Е. А. Слободкина [и др.] // Гены и Клетки. – 2020. – Т. 15, № 1. – С. 6–16.Slobodkina E., Karagyaur M. N., Balaban’yan V. Yu., Makarevich P. I. Gene therapy in regenerative medicine: recent achievements and actual directions of development. Geny i Kletki [Genes and Cells], 2020, vol. 15, no. 1, pp. 6–16 (in Russian).Макаревич, П. И. Три десятилетия развития генной терапии: вехи и перспективы / П. И. Макаревич // Регенерация органов и тканей. – 2023. – T. 1, № 1. – С. 16–24.Makarevich P. I. Three decades of gene therapy development: milestones and prospects. Regeneratsiya organov i tkanei [Regeneration of organs and tissues], 2023, vol. 1, no. 1, pp. 16–24 (in Russian).Engineering vascularized tissue / R. K. Jain [et al.] // Nat. Biotechnol. – 2005. – Vol. 23, N 7. – P. 821–823. https://doi.org/10.1038/nbt0705-821Jain R. K., Au Р., Tam J., Duda D. G., Fukumura D. Engineering vascularized tissue. Nature Biotechnology, 2005, vol. 23, no. 7, pp. 821–823. https://doi.org/10.1038/nbt0705-821Hirschi, K. K. Pericytes in the microvasculature / K. K. Hirschi, P. A. D’Amore // Cardiovasc. Res. – 1996. – Vol. 32, N 4. – P. 687–698.Hirschi K. K., D’Amore P. A. Pericytes in the microvasculature. Cardiovascular Research, 1996, vol. 32, no. 4, pp. 687–698.Ravishankar, P. Isolation of endothelial progenitor cells from human umbilical cord blood / P. Ravishankar, M. A. Zeballos, K. Balachandran // J. Vis. Exp. – 2017. – Vol. 127. – Art. 56021. https://doi.org/10.3791/56021Ravishankar P., Zeballos M. A., Balachandran K. Isolation of endothelial progenitor cells from human umbilical cord blood. Journal of Visualized Experiments, 2017, vol. 127, art. 56021. https://doi.org/10.3791/56021A protocol for isolation and culture of human umbilical vein endothelial cells / B. Baudin [et al.] // Nat. Protocols. – 2007. – Vol. 2, N 3. – P. 481–485. https://doi.org/10.1038/nprot.2007.54Baudin B., Bruneel A., Bosselut N., Vaubourdolle M. A protocol for isolation and culture of human umbilical vein endothelial cells. Nature Protocols, 2007, vol. 2, no. 3, pp. 481–485. https://doi.org/10.1038/nprot.2007.54Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells / P. A. Zuk [et al.] // Mol. Biol. Cell. – 2002. – Vol. 13, N 12. – P. 4279–4295. https://doi.org/10.1091/mbc.e02-02-0105Zuk P. A., Zhu M., Ashjian P., de Ugarte D. A., Huang J. I., Mizuno H., Alfonso Z. C., Fraser J. K., Benhaim P., Hedrick M. H. Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells. Molecular Biology of the Cell, 2002, vol. 13, no. 12, pp. 4279–4295. https://doi.org/10.1091/mbc.e02-02-0105

The authors declare that there are no conflicts of interest present.