JP2010523595A - ポリ(アミノ酸)ターゲッティング部分 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2007年4月4日に出願された、米国仮特許出願第60/910,097号(代理人管理番号BBZ−011−1、発明の名称「Amphiphilic compound assisted polymeric particles for targeted delivery」);2007年11月2日より出願された、米国仮特許出願第60/985,104号(代理人管理番号BBZ−011−2号、発明の名称「Lipid−Stabilized Polymeric Nanoparticles for Targeted Drug Delivery」;2007年5月17日より出願された米国仮特許出願第60/938,590号(代理人管理番号BBZ−012−1、発明の名称「Poly(Amino Acid)−Targeted Drug Delivery」);2007年11月7日に出願された、米国仮特許出願第60/986,202号(代理人管理番号BBZ−012−2、発明の名称「Poly(Amino Acid)−Targeted Drug Delivery」)および2007年11月26日に出願された米国仮特許出願第60/990,250号(代理人管理番号BBZ−012−3、発明の名称「Poly(Amino Acid)−Targeted Drug Delivery」に対する優先権を主張し、これらのすべてはその全体を本明細書において参照として援用される。さらに、任意の特許、特許出願、およびこの明細書を通して引用される参考文献は、その全体を本明細書により参照として援用される。
本発明は、概して、組織基底膜を標的とする標的化ナノ粒子に関する。
有効成分の制御放出を用いた患者への薬物の送達は、数十年の間、研究の盛んな分野であり、高分子化学における多数の最近の進歩によって刺激されてきた。さらに、制御放出ポリマー系を、最適範囲の薬物レベルを、その他の薬物送達法よりも長期間にわたって提供し、したがって、薬物の有効性を増大させ、患者コンプライアンスに関する問題を最小にするよう設計することができる。
癌および心血管疾患の1以上の症状の治療または予防または寛解において有用な組成物は依然として必要である。また、不安定プラークの1以上の症状の治療または予防または寛解において有用な組成物も必要である。一態様では、本発明は、複数の標的特異的ステルスナノ粒子を含んでなる制御放出系を提供し、ここで、前記ナノ粒子は、それと付着しているターゲッティング部分を含み、ターゲッティング部分は、血管基底膜などの組織基底膜を標的とする。
本発明は、概して、粒子、特に、治療薬の標的化送達のための薬物送達システムを含んでなるナノ粒子に関する。
好ましい実施形態では、本発明のナノ粒子は、ポリマーのマトリックスを含んでなる。一般に、「ナノ粒子」とは、直径が1000nm未満の任意の粒子を指す。いくつかの実施形態では、治療薬および/またはターゲッティング部分(すなわち、ポリ(アミノ酸))を、ポリマーマトリックスと会合されていてもよい。いくつかの実施形態では、ターゲッティング部分は、ポリマーマトリックスの表面と共有結合されていてもよい。いくつかの実施形態では、共有結合は、リンカーによって媒介されている。いくつかの実施形態では、治療薬は、ポリマーマトリックスの表面と会合していてもよく、ポリマーマトリックス内にカプセル化されていてもよく、ポリマーマトリックスによって囲まれていてもよく、および/またはポリマーマトリックス中に分散されていてもよい。
さらに別のセットの実施形態では、本発明のナノ粒子は、ポリ(アミノ酸)ターゲッティング部分、すなわち、生物学的実体、例えば膜成分、細胞表面受容体、Her−2、血管の基底膜、基底膜タンパク質、コラーゲン、コラーゲンIVなどと結合または、そうでなければ会合できる部分を含む。本発明の場合には、ターゲッティング部分は、ポリ(アミノ酸)リガンドである。本明細書で用いる場合、用語「結合する」または「結合」とは、通常、特異的または非特異的結合または相互作用、例えば、それだけには限らないが、生化学的、生理学的および/または化学的相互作用による、相互親和性または結合能を示す、対応する分子またはその一部の対間の相互作用を指す。「生物学的結合」は、タンパク質、核酸、糖タンパク質、炭水化物、ホルモンなどをはじめとする分子の対の間に生じる相互作用の種類を規定する。用語「結合パートナー」とは、特定の分子との結合を受け得る分子を指す。「特異的結合」とは、結合パートナー(または限定された数の結合パートナー)と、その他の、類似の生物学的実体よりも実質的に高い程度に結合または認識できる、ポリヌクレオチドなどの分子を指す。実施形態の一セットでは、ターゲッティング部分は、約1マイクロモル、少なくとも約10マイクロモルまたは少なくとも約100マイクロモル未満の親和性(解離定数によって測定されるような)を有する。
別のセットの実施形態では、コンジュゲーション反応は、カルボン酸官能基を含んでなるポリマー(例えば、ポリ(エステル−エーテル)化合物)を、アミンを含んでなるポリマーまたはその他の部分(例えば、ターゲッティング部分)と反応させることによって実施してもよい。例えば、ターゲッティング部分、例えば、ポリ(アミノ酸)リガンドを、アミンと反応させて、アミン含有部分を形成してもよく、次いで、これをポリマーのカルボン酸とコンジュゲートしてもよい。このような反応は、一段階反応として起こり得る、すなわち、コンジュゲーションは、N−ヒドロキシスクシンイミドまたはマレイミドなどの中間体を用いることなく実施される。アミン含有部分とカルボン酸終端ポリマー間のコンジュゲーション反応(例えば、ポリ(エステル−エーテル)化合物)は、実施形態の一セットでは、カルボン酸終端ポリマーを含有する溶液に、(それだけには限らないが)ジクロロメタン、アセトニトリル、クロロホルム、テトラヒドロフラン、アセトン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ピリジン、ジオキサンまたはジメチルスルホキシドなどの有機溶媒に可溶化したアミン含有部分を加えることによって達成され得る。カルボン酸終端ポリマーは、それだけには限らないが、ジクロロメタン、アセトニトリル、クロロホルム、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランまたはアセトンなどの有機溶媒内に含まれ得る。いくつかの場合には、アミン含有部分とカルボン酸終端ポリマー間の反応は、自発的に起こり得る。このような反応の後に、コンジュゲートしていない反応物を洗浄除去し、例えば、エチルエーテル、ヘキサン、メタノールまたはエタノールなどの溶媒中でポリマーを沈殿させてもよい。
本発明の別の態様は、このような標的特異的ステルスナノ粒子を製造する系および方法を対象とする。いくつかの実施形態では、ポリマーを含有する溶液を、不混和液などの液体と接触させて、ポリマーコンジュゲートを含有するナノ粒子を形成する。本発明のその他の態様は、このようなライブラリーを使用する方法、このようなポリマーコンジュゲートを使用または投与する方法、このようなポリマーコンジュゲートの使用を促進する方法、このようなポリマーコンジュゲートを含むキットなどを対象とする。
本発明の別の態様は、粒子内に含まれる治療的「ペイロード」または種(または2以上の種)、例えば、上記のものを対象とする。例えば、ターゲッティング部分は、粒子をターゲッティングする、すなわち、粒子を被験体内の特定の部分に局在するようにさせ、ペイロードがそれらの部分に送達され得る。特定の実施形態では、薬物またはその他のペイロードは、制御放出法で粒子から放出され、特定のターゲッティング部位(例えば、腫瘍)と局所的に相互作用することが可能となる。用語「制御放出」(およびその用語の変形)は、本明細書で用いる場合(例えば、「制御放出系」との関連で)、通常、選択された部位での、そうでなければ、速度、間隔および/または量において制御可能な物質(例えば、薬物)の放出を包含するものとする。制御放出は、実質的に連続する送達、パターン化された送達(例えば、定期的または不定期な時間間隔で中断される一定期間にわたる断続的送達)および選択された物質(比較的短期間(例えば、数秒または数分)にわたって物質が、所定の、個々の量として)のボーラスの送達を包含するが、必ずしもそれに限定されない。
パルフォセーフ(sparfosafe)ナトリウム、スパルフォス酸、スパルソマイシン、スピカマイシンD、塩酸スピロゲルマニウム、スピロムスチン、スピロプラチン、スプレノペンチン、スポンジスタチン1、スクアラミン、幹細胞阻害剤、幹細胞***阻害剤、スチピアミド、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ストロメライシン(生体内物質)阻害剤、スルフィノシン(sulfinosine)、スロフェヌル、超活性血管作用性小腸ペプチドアンタゴニスト、スラジスタ(suradista)、スラミン、スウェインソニン、合成グリコサミノグリカン、タリソマイシン、タリムスチン、タモキシフェンメチオジド、タウロムスチン、タザロテン、テコガラン(tecogalan)ナトリウム、テガフール、テルラピリリウム(tellurapyrylium)、テロメラーゼ阻害剤、塩酸テロキサントロン、テモポルフィン、テモゾロミド、テニポシド、テロキシロン、テストラクトン、テトラクロロデカオキシド、テトラゾミン(tetrazomine)、タリブラスチン、サリドマイド、チアミプリン、チオコラリン、チオグアニン、チオテパ、トロンボポエチン、トロンボポエチン模倣物、チマルファシン、サイモポエチン受容体アゴニスト、チモトリナン、甲状腺刺激ホルモン、チアゾフリン、スズエチルエチオプルプリン、チラパザミン、二塩化チタノセン、塩酸トポテカン、トプセンチン、トレミフェン、クエン酸トレミフェン、全能性幹細胞因子、翻訳阻害剤、酢酸トレストロン、トレチノイン、トリアセチルウリジン、トリシリビン、リン酸トリシリビン、トリメトレキサート、グルクロン酸トリメトレキサート、トリプトレリン、トロピセトロン、塩酸ツブロゾール、ツロステリド、チロシンキナーゼ阻害剤、チロホスチン、UBC阻害剤、ウベニメクス、ウラシルマスタード、ウレデパ、尿生殖洞由来増殖阻害因子、ウロキナーゼ受容体アンタゴニスト、バプレオチド、バリオリンB、ベラレソール、ベラミン(veramine)、ベルジン(verdin)、ベルテポルフィン、硫酸ビンブラスチン、硫酸ビンクリスチン、ビンデシン、硫酸ビンデシン、硫酸ビネピジン、硫酸ビングリシネート(vinglycinate)、硫酸ビンレウロシン(vinleurosine)、ビノレルビン、酒石酸ビノレルビン、硫酸ビンロシジン(vinrosidine)、ビンキサルチン(vinxaltine)、硫酸ビンゾリジン、ビタキシン、ボロゾール、ザノテロン、ゼニプラチン、ジラスコルブ(zilascorb)、ジノスタチン、ジノスタチンスチマラマーまたは塩酸ゾルビシンなどの抗癌剤であり得る。
一実施形態では、本発明のナノ粒子とともに使用される治療薬は、再狭窄の治療にとって有用な、1種以上の薬剤を含む。このような薬剤の例として、それだけには限らないが、エベロリムス、パクリタキセル、ゾタロリムス、ピオグリタゾン、BO−653、ロシグリタゾン、シロリムス、デキサメタゾン、ラパマイシン、タクロリムス、ビオホスフェート(biophosphonate)、エストロゲン、アンギオペプチン、スタチン、PDGF阻害剤、ROCK阻害剤、MMP阻害剤および2−CdAが挙げられる。特定の一実施形態では、再狭窄の治療にとって有用な治療薬として、ゾタロリムスおよびデキサメタゾンの組み合わせを含めて、ゾタロリムスおよびデキサメタゾンがある。
いくつかの実施形態では、本発明に従う標的化粒子を用いて、疾患、障害および/または状態の1以上の症状または特徴を治療、緩和、寛解、軽減、その発症を遅延、その進行を阻害、その重篤度を低減および/またはその発生率を低減することができる。いくつかの実施形態では、本発明の標的化粒子を用いて、癌、例えば、乳癌および/または癌細胞、例えば、乳癌細胞を治療することができる。
本明細書で用いる場合、用語「製薬上許容される担体」とは、非毒性の、不活性の固体、半固体または液体増量剤、希釈液、カプセル化材料または任意の種類の製剤助剤を意味する。Remington’s Pharmaceutical Sciences.Gennaro編、Mack Publishing、Easton、Pa.、1995年には、薬剤組成物を製剤するのに用いられる種々の担体およびそれを調製するための公知の技術が開示されている。製薬上許容される担体として役立ち得る材料のいくつかの例として、それだけには限らないが、ラクトース、グルコースおよびスクロースなどの糖;コム(com)デンプンおよびジャガイモデンプンなどのデンプン;セルロースおよびその誘導体、例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロースおよび酢酸セルロース;粉末トラガカント;モルト;ゼラチン;タルク;ココアバターおよび坐剤ワックスなどの賦形剤;ピーナッツオイル、綿実油;サフワラー油;ゴマ油;オリーブオイル;コーンオイルおよびダイズオイルなどのオイル;プロピレングリコールなどのグリコール;オレイン酸エチルおよびラウリン酸エチルなどのエステル;寒天;TWEEN(商標)80などの界面活性剤;水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムなどの緩衝剤;アルギン酸;発熱物質不含水;等張性生理食塩水;リンガー溶液;エチルアルコール;およびリン酸バッファー溶液が挙げられ、ならびにラウリル硫酸ナトリウムおよびステアリン酸マグネシウムなどのその他の非毒性の適合性滑沢剤ならびに着色剤、放出剤、被覆剤、甘味料、矯味剤および芳香剤、保存料および抗酸化物質も、処方者の判断に従って、組成物中に存在し得る。濾過またはその他の最終滅菌法が実現可能でない場合には、製剤を無菌条件下で製造してもよい。
一実施形態では、前立腺癌細胞の表面の前立腺特異的膜抗原(PSMA)と結合するA10RNAアプタマーを、0.7mg/mLのコンジュゲート濃度を用い、EDC/NHS化学を用いて、DSPE(1,2−ジステアロイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン)−PEG−COOHとコンジュゲートする。0.21mgのこのDSPE−PEG−アプタマーバイオコンジュゲートを、4%エタノールを含有する水溶液2mL中、0.07mgのレシチンと混合する。1mgのポリ(D,L−乳酸−コ−グリコール酸)(PLGA、Mw=100kD)を、1mLのテトラヒドロフラン(THF)溶媒に溶解し、それに、PLGAの質量の5%のドセタキセルを加える。次いで、このPLGA溶液を、レシチン/DSPE−PEG−アプタマーの水溶液と混合する。これらの混合物を3分間ボルテックス処理し、続いて、2時間撹拌する。次いで、すべての有機溶媒を除去するために、これらの混合物をPBSバッファーに対して、さらに4時間透析する。この手順によって、PSMA抗原を発現する前立腺癌細胞をターゲッティングするナノ粒子が得られる。
ペプチドCREKAをDSPE−PEG−マレイミドとコンジュゲートし、その後、実施例1のプロトコールを用いてナノ粒子を製剤する。このペプチドはナノ粒子の送達および取り込みを、アテローム斑を覆う漏出性の内皮層の下に曝露される細胞外基底膜へターゲッティングする。
ペプチドAXYLZZLNまたはそのペプチド模倣物の保存的変異体(ここで、XおよびZは可変アミノ酸である)を、DSPE−PEG−マレイミドとコンジュゲートし、その後、実施例1のプロトコールを用いてナノ粒子を製剤できる。このペプチドは、ナノ粒子の送達および取り込みを、アテローム斑を覆う漏出性の内皮層の下に曝露される細胞外基底膜にターゲッティングする。
トリブロックポリマー合成
マレイミド終端ポリ(D,L−ラクチド)−ブロック−ポリ(エチレングリコール)(PLA−PEG−MAL)(GPCによって測定される分子量約l0kDa)を、開環重合によって合成した。カルボン酸終端ポリ(D,L−ラクチド)および/またはポリ(乳酸−コ−グリコール酸)は、DURECT corporation(Pelham、AL)から購入した。二官能性PEG(HO−PEG−MAL)は、Nektar Therapeutics(San Carlos、CA)から購入した。システイン末端終端アフィボディは、Affibody(登録商標)(Sweden)から購入した。すべてのその他の試薬は、Sigma Aldrichから購入した。
マルチブロックポリマーの合成は、容易なコンジュゲーションのために、それだけには限らないが、マレイミドまたはカルボン酸などの化学基を用いて官能基付与された生分解性ポリエステルを、チオール、アミンまたは同様に官能基付与されたポリエーテルの一方の末端とコンジュゲーションすることによって開始する。ポリマーのアフィボディとのコンジュゲーションは、それだけには限らないが、ジメチルスルホキシド、ジクロロメタン、アセトニトリル、クロロホルム、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランおよびアセトンなどの有機溶媒中で、リン酸バッファーおよびTrisバッファーをはじめとする水性バッファー中で実施する。ポリエーテルのその他の遊離末端は、アフィボディおよびその誘導体などのターゲッティング分子のライブラリーとのコンジュゲーションのために化学基を用いて官能基付与する。アフィボディは、それだけには限らないが、チオール、アミン、カルボキシレート、ヒドロキシル、アルデヒド、ケトンをはじめとする官能基および光化学反応によってコンジュゲートできる。ターゲッティング分子とポリ−エステル−エーテル共重合体の間のコンジュゲーション反応は、有機溶媒または水溶液中に可溶化されたアフィボディ分子を加えることによって達成される。2種のコンジュゲーション反応各々の後に、それだけには限らないが、エチルエーテル、ヘキサン、メタノールおよびエタノールなどの溶媒中で注目するポリマーを沈殿させることによって、コンジュゲートされていないマクロマーを洗浄して除去する。あるいは、蒸留水および超遠心膜を用いて、水溶液中でアフィボディとコンジュゲートされたナノ粒子を洗浄する。生分解性および生体適合性ポリマーラクチドグリコリド共重合体(PLGA)/PLAおよびポリエチレングリコール(PEG)を、ポリ(エステル−エーテル)のブロック共重合体のモデルとして使用できる。代表的な一実施形態では、ヒト上皮成長因子受容体2(HER−2/neu、erbB−2としても知られる)を、癌細胞へのターゲッティング分子として抗HER−2アフィボディを用いて、***または卵巣特異的ターゲッティングのために使用できる。カルボン酸修飾PLGA(PLGA−COOH)またはPLAは、アミン修飾ヘテロ二官能性PEG(NH2−PEG−マレイミド)とコンジュゲートして、PLGA−PEG−COOHの共重合体を形成できる。C末端終端システイン修飾抗Her2アフィボディ(HS−アフィボディ)を用いることによって。PLGA/PLA−PEG−アフィボディのトリブロック共重合体は、PEGのマレイミド末端およびアフィボディ上の遊離チオール官能基をコンジュゲートすることによって得ることができる。マルチブロックポリマーはまた、画像化および診断適用にとって有用であり得る。このような実施形態では、感光性または環境的責任をもてる化合物が、マルチブロックポリマーに連結される。
まず、ペプチドを脂質分子の親水性領域と化学的にコンジュゲートする。次いで、このコンジュゲートを、1種以上の水混和性溶媒を含有する水溶液中で、特定の比のコンジュゲートしていない脂質分子と混合する。好ましい実施形態では、両親媒性脂質は、それだけには限らないが、以下のうち1種または複数であり得る:ホスファチジルコリン、脂質A、コレステロール、ドリコール、シンゴシン(shingosine)、スフィンゴミエリン、セラミド、セレブロシド、スルファチド、グリコシルセラミド、フィトスフィンゴシン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルセリン、カルジオリピン、ホスファチジン酸およびリゾホスファチド。水混和性溶媒は、それだけには限らないが、アセトン、エタノール、メタノールおよびイソプロピルアルコールであり得る。別々に、生分解性ポリマー物質を、水混和性または部分的に水混和性の有機溶媒中で、カプセル化されるべき薬剤または複数の薬剤と混合する。好ましい実施形態では、生分解性ポリマーは、それだけには限らないが、以下のうち1種または複数であり得る:ポリ(D,L−乳酸)、ポリ(D,L−グリコール酸)、ポリ(s−カプロラクトン)または種々のモル比のそれらの共重合体。保持される薬剤は、それだけには限らないが、以下のうち1種または複数であり得る:治療用薬物、イメージングプローブまたは医学的使用のための疎水性もしくは疎油性分子。水混和性有機溶媒は、それだけには限らないが、アセトン、エタノール、メタノールまたはイソプロピルアルコールであり得る。部分的に水混和性の有機溶媒は、それだけには限らないが、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、イソプロピルアルコール、酢酸イソプロピルまたはジメチルホルムアミドであり得る。次いで、得られたポリマー溶液を、コンジュゲートしている、およびコンジュゲートしていない両親媒性脂質の水溶液に加えると、機溶媒の水への迅速拡散および有機溶媒の蒸発によってナノ粒子が得られる。
脂質−PEG−CREKA合成:
1mgのCREKAペプチドを、0.2mLの、10mgのジチオトレイトール(DTT)を含有するPBSバッファーに溶解する。この溶液を、室温で30分間インキュベートし、その後、1mgのDSPE−PEG−マレイミドと混合する(DSPE:1,2ジステアロイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミンナトリウム塩)。これらの混合物を4℃で24時間インキュベートする。次いで、DTT剤および余分のCREKAを除去するために、これらの混合物を、PBSバッファーに対して48時間透析する。
0.03mgのDSPE−PEG−CREKAバイオコンジュゲートを、4%エタノールを含有する水溶液2mL中、0.07mgのレシチンと混合する。1mgのポリ(D,L−乳酸−コ−グリコール酸)(PLGA、Mw=100kD)を、1mLのアセトニトリル(ACN)に溶解する。次いで、このPLGA溶液を、レシチン/DSPE−PEG−CREKAの水溶液と混合する。これらの混合物を3分間ボルテックス処理し、続いて、2時間撹拌する。次いで、すべての有機溶媒を除去するために、これらの混合物を大量のPBSバッファーを用いて3回洗浄する。蛍光イメージング目的で、PLGAポリマーの10%を、Alexa Fluor647などの蛍光プローブで標識する。
例えば、0.03mgのDSPE−PEGバイオコンジュゲートを、4%エタノールを含有する水溶液2mL中、0.07mgのレシチンと混合する。1mgのポリ(D,L−乳酸−コ−グリコール酸)(PLGA、Mw=100kD)を、1mLのアセトニトリル溶媒に溶解し、それに、PLGAの質量の5%のドセタキセルを加える。まず、レシチン/DSPE−PEG溶液を、最大65℃に3分間加熱する。次いで、レシチン/DSPE−PEGの水溶液に、PLGA溶液を、穏やかに撹拌しながら滴下する。これらの混合物を3分間ボルテックス処理し、続いて、2時間撹拌する。次いで、すべての有機溶媒を除去するために、これらの混合物をPBSバッファーに対してさらに3時間透析する。これらの手順によって、直径約50〜60nmおよびゼータ電位約−40mVを有する、脂質−ポリマーハイブリッドナノ粒子が得られる。
コンジュゲーションを容易にするために、ARYLQKLNのC末端またはN末端にシスチンアミノ酸を加える。さらなる手順/方法は、直前に示されるCREKA標的化ナノ粒子のものをたどる。
コラーゲンIVコーティングされた表面を調製するために、0.5mLのコラーゲンIV酢酸溶液(10μg/mL)を、ガラスウェルの底を完全に覆うように広げる。37℃で1時間インキュベートした後、大量の水を用いて表面を洗浄することによって余分のコラーゲンを除去する。コーティングの質は原子間力顕微鏡(AFM)によって調べる。次いで、コラーゲンコーティングされた表面を、1mLのCREKA標的化ナノ粒子水溶液(0.25mg/mL)とともに、室温で30分間インキュベートする。余分のナノ粒子を、大量のPBSバッファーによって洗浄する。蛍光顕微鏡を用いて、サンプルを像にし、それによって、CREKA標的化ナノ粒子の、コラーゲンコーティングされた表面との結合効率を同定する。
ラットを屠殺し、その腹部大動脈をその場で露出させる。大動脈を、大量のPBSバッファーで洗浄した後、バルーンカテーテルを大動脈中に入れる。このバルーンを0.2mLの空気を用いて膨張させ、大動脈を通して5倍に引っ張り、内皮層を損傷させる。適切な量のCREKA標的化ナノ粒子を、大動脈に注入し、定圧下で30分間インキュベートする。余分のナノ粒子を、大量のPBSバッファーを用いて洗浄して除去する。10mmの腹部大動脈を切り出し、組織学的イメージング使用のために4%ホルムアルデヒド溶液中で維持する。
SMCC=スクシンイミジル4−[N−マレイミドメチル]シクロヘキサン−1−カルボキシレート)
PLGA=ラクチドグリコリド共重合体
HS−CREKA=csy−arg−glu−lys−ala;PBS=リン酸緩衝生理食塩水
実施例7:ナノ粒子の局所送達
本明細書に記載されるように、本発明のナノ粒子は、静脈内投与または例えば、バルーンステントを用いる局所投与などの種々の方法を用いて被験体に送達され得る。以下の実施例は、本発明のナノ粒子を局所送達する利点を試験する方法を実証する。
動物モニタリングおよび検査
試験施設に到着すると、屠殺まで、動物を、1日に少なくとも1回、モニターし、観察する。研究に参加したすべての動物の身体検査を、順化(それ自体、試験施設のSOP)の間に施設の獣医または訓練を受けた従業員によって行う。
絶食を麻酔の導入に先立って実施する。任意の栄養補助食品を含めた食餌を、手順の朝に控える。水は控えない。
動物を皮下に[SC]投与するアセプロマジンを用いて鎮静化する。動物の体重を記録する。麻酔導入を静脈内[IV]注射したプロポフォールで達成する。浅麻酔を導入すると、被験体動物に挿管し、受動的バルーン換気で支援する。酸素中のイソフランを投与して、麻酔の術面を維持する。生理食塩水注射によって輸液療法を達成し、その後、手術する。静脈内生理食塩水注射を実施して、血液の喪失を置換してもよいし、全身血圧を低下させてもよい。
この手順の間に、頚動脈のカニューレ処置後にヘパリンの最初のボーラス(約70IU/kg)を投与する。さらなるヘパリンを必要に応じて投与してもよい。
動物を背側の横臥位に置き、アクセス領域から毛を除去する。直腸温度プローブを挿入し、温度を定期的にモニターする。アクセス部位を、クロルヘキシジン、70%イソプロピルアルコールおよびプロビオジン(proviodine)の局所塗布で準備する。次いで、この領域を適当に覆い、滅菌野を維持する。
血管アクセス
麻酔を導入した後、咽頭領域中に作製した切開によって、左または右頚動脈にアクセスする。頚動脈アクセス部位へのブピバカインの適用を実施して局所麻酔を達成し、術後疼痛を管理する。動脈シースを入れ、動脈中に進める。
最初の血管造影の前に、1mlのニトログリセリン(0.5mg/ml)IVを投与する。その後の血管造影のために、遅いフローまたはスパムス(spams)が観察される場合には、操作者の判断および動物の状態により、さらなるニトロを投与してもよい。腸骨動脈を限定し(大腿から内腸骨分岐まで)、定量的血管造影(QA)を実施して、血管の大きさを実証する。操作者の自由裁量で、この時点または後に、余分の血管造影を記録してもよい。このような場合には、操作者は、分析に適した血管造影を選択する。
適当なバルーンを、ガイドワイヤの上を進め、予め選択された損傷部位の遠位を越える。次いで、膨張させたバルーンを縮め、大腿動脈から大動脈に戻して、標的脈管構造の裸出を可能にする。バルーンを収縮させ、再度進めて標的損傷部位を越える。操作者の自由裁量で、バルーンを引くために必要とされる力の量に基づいて、その後の各裸出路の膨張圧を調整する。引くことに対してほとんど抵抗がない場合には、1気圧の増分によってバルーン膨張圧を高める。あまりにも大きい抵抗がある場合には、バルーン膨張圧を、1気圧低下させる。抵抗が依然として存在する場合には、第3の裸出は実施しない。バルーンが、末端下行大動脈にある場合には収縮し、裸出手順をもう一度反復する(全部で3回の裸出)。裸出後血管造影を実施し、TIMIフローを評価する。0または1のTIMI後フローを有する動物には、ニトログリセリンの動脈内注入を与えて(介入者の自由裁量で)、フローを2または3に回復させる。
送達カテーテルを、ガイドワイヤ上を動脈中に入れる。Genieバルーンカテーテルを、2気圧の低圧で連続的に膨張させ、これによって血管の遠位および近位閉塞が可能となり、同時に中央の薬物貯蔵所が形成される。造影剤の適用を通じて、2気圧の連続的圧力を維持する。注入される総容量を記録する[LGG1]。血管の処理後、最終血管造影をとり、記録する。TIMIフローおよびQCAも実施し、文書化する。
イソフランレベル、血液酸素飽和度、脈拍数および温度をはじめとするパラメータを定期的にモニターし、各動物の生データを手作業で記録し、記載する。
上手く送達し、血管造影を完了した後、動物からすべてのカテーテルおよびシースを除去し、頚動脈を結紮する。
フォローアップ血管造影が完了すると、動物を深麻酔で維持し、その後、ペントバルビタールの迅速ボーラスを用いて安楽死させる。
処置された腸骨を、4切片に切断し、これをパラフィン4分離ブロックに包埋する。各ブロックについて、2つの隣接する切片を調製し、次いで、2つのその他の隣接切片をブロック中、約100μ深くする。各隣接対から1つの切片を、ヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)で染色する。各隣接する対の残りの切片は、染色しないままとし、蛍光分析のために送る。H&E染色された切片を、研究病理学者によって血管損傷の程度、内皮およびその他の関連知見の存在について分析する。分析は、代表的な画像を含めた説明文として報告され、適当と思われる場合には、いくつかのパラメータのスコア化を含む。
HER−2−標的化薬物カプセル化NPを開発するために、抗HER−2アフィボディを、安定なチオエーテル結合によって、PLA−PEG−マレイミド(PLA−PEG−Mal)共重合体のチオール反応性マレイミド末端基とコンジュゲートし、蛍光顕微鏡を用いてターゲッティング特異性および効率を評価した。その後、本発明者らは、パクリタキセルを標的化ポリマーNP中にカプセル化し、この系が、HER−2陽性細胞株:SK−BR−3およびSK−OV−3において薬物細胞傷害性を増大できるかどうかを調べた。
ナノ粒子−アフィボディバイオコンジュゲートのコンジュゲーションおよび特性決定:PLA−PEG−MalポリマーNPを、5%のアフィボディ:PLA−PEG−Malのモル比で抗HER−2アフィボディ分子(15kDa)とともに撹拌条件下でインキュベートして、安定なバイオコンジュゲートを形成した。Amicon超遠心装置(100kDa分子量サイズ排除)を用いて、NP−アフィボディバイオコンジュゲートを精製して遊離アフィボディ分子を除去した。その後、PLA−PEG−Mal NPおよびアフィボディ分子間のチオエーテル結合形成を、プロトン核磁気共鳴(1H−NMR、600MHz、Bruker Advance)を用いて特性決定した。さらに、Ultra Violet Imagingシステム(Kodak Electrophoresis Documentation and Analysis System120)を用いて、蛍光アフィボディの化学的付着を確認した。アフィボディ分子を、赤色蛍光プローブ、Alexa Fluor532(Invitrogen)で蛍光標識し、精製し、その後、0〜20%(モル比)の範囲の種々のモル比のアフィボディ:PLA−PEG−MalでPLA−PEG−MalポリマーNPとコンジュゲートさせた。次いで、赤色フィルターで補助されたUV Kodakカメラを用いて、精製NP−アフィボディバイオコンジュゲート懸濁液を像にして、非蛍光ポリマーNP上にコンジュゲートされた蛍光アフィボディの目に見える効果を示した。
標的化、制御放出薬物送達性NP−アフィボディバイオコンジュゲートの開発。本発明者らは、最初に、疎水性ブロック、ポリ(D,L乳酸)および親水性ブロック、マレイミド末端基を含むポリ(エチレングリコール)(PLA−PEG−Mal)を含んでなる共重合体を合成した。次いで、この共重合体は、ナノ沈殿法によって水性環境中で、コア−シェル構造を有する負の電荷を有するNPを形成する。NPの疎水性コアは、医薬品、特に、難溶性の薬物を保持することができる。親水性のシェルは、表面電荷特性(ゼータ電位)=−10mV±5mV)とともに「ステルス」層を提供して、これらの薬物送達性NPの安定性および循環半減時間を改善するだけでなく、アフィボディコンジュゲーションのための機能性マレイミド基も提供する。10%、20%および100%血清を含む溶液中でタンパク質吸着がないことは、NPの大きさ(<100nm)の安定性を実証した。本発明者らはまた、先に記載されるように、ナノ粒子を乾燥状態で保存するための凍結乾燥法を評価した。本発明者らは、凍結乾燥後に同様の元の大きさを有するナノ粒子を再構成でき、これによって、この種の担体のこの方法に対する安定性が確認された。
Claims (81)
- 複数の標的特異的ステルスナノ粒子を含んでなる制御放出系であって、
前記ナノ粒子が、前記ナノ粒子と結合しているターゲッティング部分を含み、ターゲッティング部分が、血管の基底膜を標的とするポリ(アミノ酸)である、制御放出系。 - ナノ粒子が、不安定プラークの治療を必要とする被験体における、その治療にとって有効な量のターゲッティング部分を有する、請求項1に記載の制御放出系。
- ナノ粒子が、再狭窄の治療にとって有効な量のターゲッティング部分を有する、請求項1に記載の制御放出系。
- ナノ粒子が、癌の治療を必要とする被験体における、その治療にとって有効な量のターゲッティング部分を有する、請求項1に記載の制御放出系。
- 癌が、乳癌、卵巣癌、脳癌、結腸癌、腎癌、肺癌、膀胱癌、前立腺癌および黒色腫からなる群から選択される、請求項4に記載の制御放出系。
- 癌が乳癌である、請求項4に記載の制御放出系。
- ポリ(アミノ酸)が、天然アミノ酸、非天然アミノ酸、修飾されたアミノ酸または保護されたアミノ酸を含んでなる、請求項1に記載の制御放出系。
- ポリ(アミノ酸)が、タンパク質、ペプチド模倣物、アフィボディまたはペプチドからなる群から選択される、請求項1に記載の制御放出系。
- ポリ(アミノ酸)が、血管の基底膜と結合する、請求項1に記載の制御放出系。
- ポリ(アミノ酸)が、コラーゲンと結合する、請求項1に記載の制御放出系。
- ポリ(アミノ酸)が、コラーゲンIVと結合する、請求項1に記載の制御放出系。
- アフィボディが、抗HER2アフィボディである、請求項8に記載の制御放出系。
- ペプチドが、AKERC、CREKA、ARYLQKLNおよびAXYLZZLNからなる群から選択される配列を含んでなり、XおよびZが、可変アミノ酸である、請求項8に記載の制御放出系。
- ナノ粒子が、ポリマーマトリックスを含んでなる、請求項1に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスが2種以上のポリマーを含んでなる、請求項14に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスが、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリ酸無水物、ポリヒドロキシ酸、ポリプロピルフメレート、ポリカプロラクトン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリエステル、ポリ(オルトエステル)、ポリシアノアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリホスファゼン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリシアノアクリレート、ポリ尿素、ポリスチレン、デキストランもしくはポリアミンまたはそれらの組み合わせを含んでなる、請求項13に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスが、1種以上のポリエステル、ポリ酸無水物、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリメタクリレート、ポリアクリレートまたはポリシアノアクリレートを含んでなる、請求項14に記載の制御放出系。
- 少なくとも1種のポリマーが、ポリアルキレングリコールである、請求項14に記載の制御放出系。
- ポリアルキレングリコールが、ポリエチレングリコールである、請求項18に記載の制御放出系。
- 少なくとも1種のポリマーが、ポリエステルである、請求項14に記載の制御放出系。
- ポリエステルが、PLGA、PLA、PGAおよびポリカプロラクトンからなる群から選択される、請求項20に記載の制御放出系。
- ポリエステルが、PLGAまたはPLAである、請求項20に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスが、2種以上のポリマーの共重合体を含んでなる、請求項14に記載の制御放出系。
- 共重合体が、ポリアルキレングリコールおよびポリエステルの共重合体である、請求項23に記載の制御放出系。
- 共重合体が、PLGAおよびPEGの共重合体である、請求項24に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスが、PLGAと、PLGAおよびPEGの共重合体とを含んでなる、請求項24に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスが、脂質終端ポリアルキレングリコールおよびポリエステルを含んでなる、請求項14に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスが、脂質終端PEGおよびPLGAを含んでなる、請求項14に記載の制御放出系。
- 脂質が、式V:
- 脂質が、1,2ジステアロイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン(DSPE)およびその塩である、請求項29に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスの一部が、ポリ(アミノ酸)と共有結合している、請求項14に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスが、PEGの遊離末端を介して、ポリ(アミノ酸)と共有結合している、請求項31に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスが、PEGの遊離末端のカルボキシル基を介してポリ(アミノ酸)と共有結合している、請求項31に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスが、PEGの遊離末端のマレイミド官能基を介してポリ(アミノ酸)と共有結合している、請求項31に記載の制御放出系。
- ナノ粒子が、癌の治療にとって有効な、リガンドが結合しているポリマー対官能基を有さないポリマーの比を有する、請求項14に記載の制御放出系。
- ナノ粒子が、不安定プラークの治療にとって有効な、リガンドが結合しているポリマー対官能基を有さないポリマーの比を有する、請求項14に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスのポリマーが、癌の治療にとって有効な分子量を有する、請求項14に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスのポリマーが、不安定プラークの治療にとって有効な分子量を有する、請求項14に記載の制御放出系。
- ナノ粒子が、癌の治療にとって有効な表面電荷を有する、請求項1に記載の制御放出系。
- ナノ粒子が、不安定プラークの治療にとって有効な表面電荷を有する、請求項1に記載の制御放出系。
- ナノ粒子が、再狭窄の治療にとって有効な表面電荷を有する、請求項1に記載の制御放出系。
- 前記系が、疾患または障害の標的特異的治療および治療薬の送達に適している、請求項1に記載の制御放出系。
- ナノ粒子が、治療薬をさらに含んでなる、請求項1に記載の制御放出系。
- 治療薬が、ナノ粒子の表面と会合している、ナノ粒子内にカプセル化されている、ナノ粒子によって囲まれている、またはナノ粒子中に分散されている、請求項43に記載の制御放出系。
- 治療薬が、ナノ粒子の疎水性コア内にカプセル化されている、請求項43に記載の制御放出系。
- 治療薬が、ミトキサントロンおよびドセタキセルからなる群から選択される、請求項43に記載の制御放出系。
- 治療薬が、VEGF、繊維芽細胞増殖因子、単球化学誘引物質タンパク質1(MCP−1)、トランスフォーミング増殖因子α(TGF−α)、トランスフォーミング増殖因子β(TGF−β)、DEL−1、インスリン様増殖因子(IGF)、胎盤増殖因子(PLGF)、肝細胞増殖因子(HGF)、プロスタグランジンE1(PG−E1)、プロスタグランジンE2(PG−E2)、腫瘍壊死因子α(TBF−α)、顆粒球刺激増殖因子(G−CSF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激増殖因子(GM−CSF)、アンギオゲニン、フォリスタチンおよびプロリフェリン、PR39、PR11、ニコチン、ヒドロキシ−メチルグルタリル補酵素A(HMG CoA)レダクターゼ阻害剤、スタチン、ナイアシン、胆汁酸樹脂、フィブラート、抗酸化物質、細胞外マトリックス合成プロモーター、プラーク炎症および細胞外分解の阻害剤ならびにエストラジオールからなる群から選択される、請求項43に記載の制御放出系。
- 治療薬が、エベロリムス、パクリタキセル、ゾタロリムス、ピオグリタゾン、BO−653、ロシグリタゾン、シロリムス、デキサメタゾン、ラパマイシン、タクロリムス、ビオホスホネート、エストロゲン、アンギオペプチン、スタチン、PDGF阻害剤、ROCK阻害剤、MMP阻害剤、2−CdA、ゾタロリムスおよびデキサメタゾンからなる群から選択される、請求項43に記載の制御放出系。
- 被験体に、有効量の請求項1に記載の制御放出系を投与するステップを含んでなる、乳癌の治療を必要とする被験体において、乳癌を治療する方法。
- 制御放出系が、全身に投与される、請求項49に記載の方法。
- 制御放出系が、乳癌細胞に直接投与される、請求項49に記載の方法。
- 制御放出系が、乳癌細胞を含んでなる組織への注射によって、乳癌細胞に直接投与される、請求項49に記載の方法。
- 制御放出系が、腫瘍の外科的切除の際に、乳癌細胞への、またはその付近へのナノ粒子の移植によって被験体に投与される、請求項49に記載の方法。
- 制御放出系が、静脈内投与によって投与される、請求項49に記載の方法。
- 被験体に有効量の請求項1に記載の制御放出系を投与するステップを含んでなる、不安定プラークの治療を必要とする被験体において、不安定プラークを治療する方法。
- 被験体に、有効量の請求項1に記載の制御放出系を投与するステップを含んでなる、再狭窄の治療を必要とする被験体において、再狭窄を治療する方法。
- 制御放出系が、不安定プラークが生じる血管の指定された領域に局所的に投与される、請求項55に記載の方法。
- 制御放出系が、医療装置によって投与される、請求項55に記載の方法。
- 医療装置が、薬物溶出ステント、ニードルカテーテルまたはステントグラフトである、請求項58に記載の方法。
- 疾患の治療にとって有効な、リガンドが結合しているポリマー対官能基を有さないポリマーの比を有する、ステルスナノ粒子を調製する方法であって、
治療薬を提供するステップと、
ポリマーを提供するステップと、
ポリ(アミノ酸)リガンドを提供するステップと、
ポリマーを治療薬と混合して、粒子を調製するステップと、
粒子をポリ(アミノ酸)リガンドと会合させるステップと
を含んでなる方法。 - ポリマーが、2種以上のポリマーの共重合体を含んでなる、請求項60に記載の方法。
- 共重合体が、PLGAおよびPEGの共重合体である、請求項61に記載の方法。
- 疾患の治療にとって有効な、リガンドが結合しているポリマー対官能基を有さないポリマーの比を有する、ステルスナノ粒子を調製する方法であって、
治療薬を提供するステップと、
第1のポリマーを提供するステップと、
ポリ(アミノ酸)リガンドを提供するステップと、
第1のポリマーを、ポリ(アミノ酸)リガンドと反応させて、リガンドが結合しているポリマーを調製するステップと、
リガンドが結合しているポリマーを、第2の官能基を有さないポリマーおよび治療薬と混合するステップと、
を含んでなり、このようにしてステルスナノ粒子が形成される方法。 - 第1のポリマーが、2種以上のポリマーの共重合体を含んでなる、請求項63に記載の方法。
- 第2の、官能基を有さないポリマーが、2種以上のポリマーの共重合体を含んでなる、請求項63に記載の方法。
- 第1のポリマーを、まず、脂質と反応させてポリマー/脂質コンジュゲートを形成し、次いで、これを、ポリ(アミノ酸)と反応させる、請求項63に記載の方法。
- 脂質が、1,2ジステアロイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン(DSPE)およびその塩である、請求項63に記載の方法。
- 共重合体が、PLGAおよびPEGの共重合体である、請求項64または65に記載の方法。
- 第1のポリマーが、PLGAおよびPEGの共重合体であり、PEGが、遊離末端にカルボキシル基を有する、請求項66に記載の方法。
- 疾患が、癌または不安定プラークである、請求項60または63に記載の方法。
- PLGAおよびPEGの共重合体と、
ミトキサントロンまたはドセタキセルを含んでなる治療薬と
を含んでなるステルスナノ粒子であって、
前記ナノ粒子が前記ナノ粒子と結合しているターゲッティング部分を含み、ターゲッティング部分が、抗HER2アフィボディであるステルスナノ粒子。 - PLGAおよびPEGの共重合体と、
治療薬と
を含んでなるステルスナノ粒子であって、
前記ナノ粒子が前記ナノ粒子と結合しているターゲッティング部分を含み、ターゲッティング部分がAKERCまたはCREKAを含んでなるステルスナノ粒子。 - リン脂質結合型PEGおよびPLGAの複合体を含んでなるポリマーマトリックスと、
治療薬と
を含んでなるステルスナノ粒子であって、
前記ナノ粒子が前記ナノ粒子と結合しているターゲッティング部分を含み、ターゲッティング部分がポリ(アミノ酸)であるステルスナノ粒子。 - 複数の標的特異的ステルスナノ粒子を含んでなる制御放出系であって、
前記ナノ粒子が前記ナノ粒子と結合しているターゲッティング部分を含み、ターゲッティング部分が基底膜を標的とする部分である制御放出系。 - 基底膜を標的とする部分が、AKERC、CREKA、ARYLQKLNまたはAXYLZZLNであり、XおよびZが、可変アミノ酸である、請求項74に記載の制御放出系。
- ポリマーマトリックスが、脂質単層シェルによって囲まれている、請求項14に記載の制御放出系。
- 脂質単層シェルが、両親媒性化合物を含んでなる、請求項76に記載の制御放出系。
- 両親媒性化合物が、レシチンである、請求項77に記載の制御放出系。
- 複数の標的特異的ステルスナノ粒子を含んでなる制御放出系であって、前記ナノ粒子が、前記ナノ粒子と結合しているターゲッティング部分を含み、ターゲッティング部分がポリ(アミノ酸)である制御放出系。
- 前記ナノ粒子が、抗原提示細胞を標的とし、免疫調節性反応を誘発する、請求項79に記載の制御放出系。
- 以下の化合物:
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