KR20140012732A

KR20140012732A - 작용화된 자성 나노입자, 그리고 아밀로이드 침착물 및 신경섬유매듭의 영상화에서의 용도

Info

Publication number: KR20140012732A
Application number: KR1020137027143A
Authority: KR
Inventors: 마쑤드 아크타리
Original assignee: 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2014-02-03
Also published as: JP2018154646A; ES2667894T3; US20190374658A1; CA2831331A1; US20140140932A1; EP3345545A1; EP2699157B1; JP2014512382A; CA2831331C; JP2017048218A; US10232059B2; WO2012145169A3; CN106729771A; US20160184461A1; JP6353007B2; CN103491870B; WO2012145169A2; CN103491870A; EP2699157A2; US10751428B2

Abstract

본 발명은 β-아밀로이드 침착물 및/또는 신경섬유매듭에 결합하는 작용기를 포함하는 작용화된 자성 나노입자(MNP)를 제공한다. 본 발명은 상기 작용화된 MNP를 포함하는 조성물, 및 β-아밀로이드 침착물 및 신경섬유매듭을 영상화함에 있어서 상기 작용화된 MNP를 이용하는 방법을 제공한다.

Description

작용화된 자성 나노입자, 그리고 아밀로이드 침착물 및 신경섬유매듭의 영상화에서의 용도{FUNCTIONALIZED MAGNETIC NANOPARTICLES AND USE IN IMAGING AMYLOID DEPOSITS AND NEUROFIBRILLARY TANGLES}

교차 참조

본 출원은 미국 특허 가출원 제61/477,958호(출원일: 2011년 4월 21일)의 이득을 주장하며, 이 기초 출원은 참조로 본 명세서에 그의 전문이 병합된다.

나노입자는, 전형적으로는 직경이 작게는 1 나노미터에서부터 크게는 수백 나노미터에까지의 크기에 이르는 매우 작은 입자이다. 그의 작은 크기 때문에 염료 및 안료; 심미적 또는 기능적 코팅; 생물학적 연구, 의학적 영상화 및 치료 도구; 자기 기록 매체; 양자점(quantum dot); 및 더욱 균일한 나노크기 반도체 등과 같은 각종 제품을 제조하는데 이용될 수 있다.

아밀로이드 침착물 및 신경섬유매듭(neurofibrillary tangle: NFT, 이는 쌍나선 필라멘트(paired helical filament: PHF)라고도 알려짐)은 알츠하이머병(AD)을 비롯한 각종 질환의 전형적인 특징이다. AD를 지니거나 AD를 지니는 것으로 의심되는 살아있는 개체의 뇌에서 아밀로이드 침착물 및 NFT를 영상화하는 방법에 대해서 당업계에서는 그 필요성이 있다.

문헌

미국 특허 제6,548,264호 및 제6,767,635호; Berry and Curtis (2003) J. Phys. D: Applied Physics 36:R198-R206; Pankhurst et al. (2003) J. Phys. D: Applied Physics 36:R167-R181; Dousset et al. (1999) Am. J. Neuroradiol. 20:223-227; Dunning et al. (2004) J. Neurosci. 24:9799-9810; Dousset et al. (1999) Magnetic Resonance in Medicine 41:329-333; Moghimi et al. (2001) Pharmacol. Rev. 53:283-318; Puchtler et al. (1962) J. Histochem. Cytochem. 10:35; Klunk et al. (2004) Annals Neurol. 55:306; 미국 특허 제7,270,800호; 미국 특허 제6,274,119호; Agdeppa et al. (2003) Neurosci. 117:723; 미국 특허 제5,411,730호; 미국 특허 제6,534,039호; 미국 특허 공개 제2008/0206146호; WO 2006/102377; Lee et al. (2003) J. Neuroimaging 13:199.

본 발명은 β-아밀로이드 침착물 및/또는 NFT(PHF)에 결합하는 작용기를 포함하는 작용화된 자성 나노입자(magnetic nanoparticle: MNP)를 제공한다. 본 발명은 상기 작용화된 MNP를 포함하는 조성물, 및 β-아밀로이드 침착물 및/또는 NFT(PHF)를 영상화함에 있어서 상기 작용화된 MNP를 이용하는 방법을 제공한다.

도 1a 및 도 1b는 나이브한 래트 뇌의 자기 공명(MR) 영상을 나타낸 도면;
도 2a 및 도 2b는 알츠하이머병의 래트 모델의 뇌의 MR 영상을 나타낸 도면;
도 3a 및 도 3b는 알츠하이머병의 래트 모델인 제2 래트의 뇌의 MR 영상을 나타낸 도면;
도 4a 내지 도 4c는 래트 AD 모델의 뇌의 대표적인 MR 영상을 나타낸 도면;
도 5a 내지 도 5d는, MRI를 이용해서, 래트 AD 모델의 뇌에서의 미만성 플라크(diffuse plaque)의 존재를 나타낸 도면. 래트 AD 모델에는 DNP-MNP를 투여하였다;
도 6a 및 도 6b는 AD의 유전자이식(transgenic) 래트 모델의 DAB-강화 펄 염색(DAB-enhanced Perl's stain)을 도시한 도면;
도 7은 자성 나노입자에 2-(1-{6-[(2-하이드록시에틸)(메틸)아미노]-2-나프틸}에틸리덴)말로나이트릴(HODDNP)을 컨쥬게이팅하는 방법을 도시한 도면;
도 8은 자성 나노입자에 (4'-아미노페닐)-6-하이드록시벤조티아졸(PIB-2)을 컨쥬게이팅하는 방법을 도시한 도면.

정의

본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "나노입자"란 용어는 직경이 약 1 내지 1000nm인 입자를 가리키는 것이다. 마찬가지로, "나노입자들"이란 용어는 평균 직경이 약 1 내지 1000nm인 복수의 입자를 가리키는 것이다.

나노입자의 "크기"는 나노입자의 가장 곧은 치수의 길이를 가리키는 것이다. 예를 들어, 완전한 구형 나노입자의 크기는 그의 직경이다.

본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "작용성 모이어티"(functional moiety) 및 "작용성 리간드"와 호환가능하게 사용되는 "작용기"란 용어는, 화학적 작용기를 보유하는 물품(예컨대, 나노입자)에 특정 작용을 부여하는 화학적 작용기를 가리킨다. 예를 들어, 작용기는 특정 분자와 결합하는 것으로 알려져 있는 항체, 올리고뉴클레오타이드, 바이오틴 또는 스트렙타비딘과 같은 물질; 또는 아민, 카복실레이트 등과 같은 소형 화학적 기를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "대상체"(subject) 또는 "개체"(individual) 또는 "환자"라는 용어는, 진단, 예후, 또는 치료가 요구되는 임의의 대상체를 가리키는 것이고, 일반적으로는 본 발명에 따라 실시될 진단 방법, 예후방법, 또는 치료방법의 수여자를 가리키는 것이다. 대상체는 임의의 포유동물, 예컨대, 인간, 인간 이외의 영장류, 가축, 실험실 대상체(예컨대, β-아밀로이드 침착물 및/또는 NFT와 관련된 질환용의 인간 이외의 동물 모델; 예컨대, 래트 등과 같은 설치류), 또는 애완동물일 수 있다.

본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "치료", "치료하다" 등의 용어는, 바람직한 약학적 및/또는 생리학적 효과를 얻는 것을 가리킨다. 그 효과는 질환이나 그의 증후를 완전히 또는 부분적으로 방지하는 측면에서 예방적일 수 있고/있거나, 질환 및/또는 질환에서 기인하는 부작용에 대해 부분적 또는 완전히 치료한다는 측면에서 치료적일 수 있다. 본 명세서에 사용된 "치료"라는 용어는 포유동물, 구체적으로는 인간에서의 질환의 임의의 치료를 모두 포괄하는 용어이며, 여기에는 (a) 질환에 걸릴 가능성이 있을 수 있지만 질환(예컨대, 1차 질환과 관련되거나 이에 의해 유발될 수 있는 질환을 포함함)을 갖는 것으로는 진단되지는 않은 대상체에 발생할 수 있는 질환 또는 질환의 증후를 예방하고; (b) 질환을 차단하며, 즉, 질환의 발전을 정지시키며; (c) 질환을 완화하는, 즉, 질환의 퇴행을 유발하는 것을 포함한다.

본 발명을 자세히 설명하기에 앞서, 본 발명은 기술된 특정 실시형태로 제한되는 것은 아니고, 물론 다양한 형태로 변형될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 또한, 본 명세서에 사용된 용어는 특정 실시형태를 설명하기 위한 목적으로만 사용되는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한시킬 목적으로 사용되는 것은 아닌데, 그 이유는, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 결정될 것이기 때문이다.

수치의 범위가 제공되는 경우, 본문에 별달리 명확히 언급되지 않는 한, 그 범위의 상한 및 하한과 언급된 범위의 어떤 다른 언급된 또는 게재한 값 사이에서 하한의 단위의 십분의 일까지 각 중간값은 본 발명 안에 포함되는 것으로 이해된다. 이들 보다 작은 범위의 상한 및 하한은 독립적으로 보다 작은 범위에 포함될 수 있으며, 또한 언급된 범위에서 임의의 특별히 제외된 하한 및 상한을 조건으로 하여 본 발명 내에 포함된다. 언급된 범위가 하한 및 상한의 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 경우에는 하한 및 상한의 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 범위도 본 발명에 포함된다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술을 가진 자(이하, 간단히 "당업자"라 칭함)가 보통 이해하는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 기재된 것과 유사하거나 등가의 임의의 방법 및 물질도 본 발명의 실시나 시험에 사용될 수 있지만, 바람직한 방법 및 물질은 이제 본 명세서에 기술한다. 본 명세서에 언급된 모든 문헌은 해당 문헌이 인용된 것과 관련된 방법 및/또는 물질을 개시하고 기술하기 위하여 참조로 본 명세서에 병합된 다.

본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 이용되는 바와 같이, 단수 형태의 표현은 명세서에서 달리 명백하게 기술하지 않는 한 복수의 대상도 포함하는 것에 유의해야 한다. 따라서 예를 들어, "작용화된 자성 나노입자"란 언급은 복수의 이러한 작용화된 자성 나노입자를 포함하고, "HODDNP 모이어티"란 언급은 하나 이상의 HODDNP 모이어티 및 당업자에게 공지된 그의 등가물 포함하는 등등임에 유의해야 한다. 또한, 청구항은 임의의 선택적 요소를 배제하도록 작성될 수 있음에 유의해야 한다. 그와 같이, 이러한 기재는 청구범위의 요소들의 언급과 관련하여 "오로지", "단독으로" 등과 같은 배타적인 용어의 사용, 또는 "부정적인" 제한의 사용에 대한 선행하는 토대로서 역할하도록 의도된 것이다.

명확을 기하기 위하여, 별도의 실시형태의 맥락에서 기재되어 있는 본 발명의 소정의 특징은 단일의 실시형태와 조합하여 제공될 수도 있음을 알 수 있다. 역으로, 간략화를 기하기 위하여, 단일의 실시형태의 맥락에서 기재된 본 발명의 각종 특징은 또한 개별적으로 혹은 임의의 적절한 서브조합으로 제공될 수도 있다. 본 발명에 속하는 실시형태의 모든 조합은 구체적으로 본 발명에 의해 포함되며, 마치 모든 조합이 개별적으로 명확하게 개시된 것처럼 본 명세서에 개시되는 것이다. 또한, 각종 실시형태 및 그의 요소들의 모든 서브조합도 본 발명에 의해 구체적으로 포함되며, 마치 그러한 모든 서브조합이 개별적으로 명확하게 본 명세서에 개시된 것처럼 본 명세서에 개시되는 것이다.

본 명세서에서 논의된 문헌은 오로지 본 출원의 출원일보다 먼저 공개된 것만 제공하였다. 본 발명이 선행 발명에 의해 이러한 공개문헌보다 앞서는 것으로 권리가 부여되지 않음을 승인하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 제공된 문헌의 발행일은 실제 공개일과는 다를 수 있으므로 개별적으로 확인할 필요가 있을 수 있다.

상세한 설명

본 발명은 β-아밀로이드 침착물 및/또는 NFT를 지니거나 이를 지니는 것으로 의심되는 살아있는 개체에서 뇌 조직을 영상화함에 있어서 사용하기에 적합한 작용화된 자성 나노입자(MNP)를 제공한다. 본 발명의 작용화된 MNP는 아밀로이드 침착물 및/또는 신경섬유매듭(NFT, 이는 또한 쌍나선 필라멘트(PHF)라고도 알려짐)을 지니는 신경 조직과 정상 신경 조직을 구별한다. 본 발명의 작용화된 MNP는, 예를 들어, 다운증후군 혹은 알츠하이머병(AD)을 비롯한 질환에서 아밀로이드 침착물 및/또는 NFT를 검출하고 정량화하는데 이용될 수 있다.

본 발명의 작용화된 MNP는 살아있는 포유동물, 예컨대, 인간, 인간 이외의 동물, 또는 β-아밀로이드 침착물 및/또는 NFT의 존재와 관련되거나 이에 기인되는 질환의 인간 이외의 동물 모델의 뇌에서 아밀로이드 침착물 및/또는 NFT를 검출하고 정량화하는데 이용될 수 있다. 본 발명의 작용화된 MNP를 포함하는 약제학적 조성물은 살아있는 포유동물에 투여된다. 뇌에 존재하는 임의의 β-아밀로이드 침착물(예컨대, 신경섬유매듭과 관련될 수 있는 등과 같은 응집된 β-아밀로이드)은 자기 공명 영상법(magnetic resonance imaging: MRI) 혹은 임의의 기타 적절한 영상화법을 이용해서 가시화될 수 있다.

작용성 모이어티

자성 나노입자에 부착될 수 있는 작용기(모이어티)는 β-아밀로이드 펩타이드 및/또는 NFT의 응집물에 결합하기 위하여 제공되는 작용기를 포함한다. β-아밀로이드 펩타이드 및/또는 NFT의 응집물에 결합하기 위하여 제공되고 또한 자성 나노입자에 부착될 수 있는 적절한 작용기로는 2-(1-{6-[(2-하이드록시에틸)(메틸)아미노]-2-나프틸}에틸리덴)말로나이트릴(HODDNP), 및 그의 유사체 및 유도체를 포함한다. β-아밀로이드 펩타이드 및/또는 NFT의 응집물에 결합하기 위하여 제공되고 또한 자성 나노입자에 부착될 수 있는 적절한 작용기로는 (4'-아미노페닐)-6-하이드록시벤조티아졸 (PIB-2), 및 그의 유사체 및 유도체를 포함한다.

HODDNP는 HODDNP 분자에 다수의 부착 부위 중 어느 것인가를 통해서 MNP에 컨쥬게이트될 수 있다. HODDNP는 이하의 식을 지닌다:

예를 들어, HODDNP는 HODDNP의 하이드록실 모이어티를 통해서 MNP에 컨쥬게이트될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, HODDNP-컨쥬게이트된 MNP는 HODDNP의 하이드록실 모이어티를 개재해서 적절한 링커를 통해서 에폭시-MNP에 HODDNP를 공유적으로 연결시킴으로써 제조될 수 있다. HODDNP는 분자 또는 그의 변형, 전구체, 유도체 혹은 변종의 질소 혹은 탄소 모이어티의 어느 것을 통해서 직접 혹은 적절한 링커를 통해서 MNP에 공유적으로 혹은 비공유적으로 결합될 수 있다.

PIB-2는 PIB-2 분자에서 다수의 부착 부위의 어느 것을 통해서도 MNP에 컨쥬게이트될 수 있다. PIB-2는 이하의 식을 지닌다:

예를 들어, PIB-2는 PIB-2의 아미노 질소를 개재해서 MNP에 컨쥬게이트될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, PIB-2-컨쥬게이트된 MNP는 PIB-2의 아미노 질소를 개재해서 링커를 통해서 에폭시-MNP에 PIB-2를 공유적으로 연결시킴으로써 제조될 수 있다. 또한, PIB-2는 PIB-2의 페놀성 산소를 개재해서 MNP에 컨쥬게이트될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, PIB-2-컨쥬게이트된 MNP는 PIB-2의 페놀성 산소를 개재해서 적절한 링커를 통해서 에폭시-MNP에 PIB-2를 공유적으로 연결시킴으로써 제조될 수 있다.

PIB-2는 직접 또는 적절한 링커를 개재해서 분자 또는 그의 변형, 전구체, 유도체 혹은 변종의 질소, 산소, 황 혹은 탄소 모이어티를 통해서 MNP에 공유적으로 혹은 비공유적으로 결합될 수 있다.

MNP에 커플링될 수 있는 기타 적절한 작용성 모이어티로는 이하를 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다:

1) W-372(7-메톡시-2 (6-플루오로피리딘-3-일)이미다조[2,1-b]-8-피리디노티아졸)

;

2) Bay-94-9172(ZK 6013443;{4-[2-(4-{2-2[2-(2-플루오로-에톡시)-에톡실]-에톡시}-페닐)-비닐]-페닐}-메틸-아민))

;

3) BF-227(2-(2-[2-다이메틸아미노티아졸-5-일]에테닐)-6-(2-[플루오로]에톡시)벤즈옥사졸)

;

4) SB-13(4-N-메틸아미노-4'-하이드록시스틸벤)

;

5) AV-45((E)-4-(2-(6-(2-(2-(2-(플루오로에톡시)에톡시)에톡시)피리딘-3-일)비닐)-N-메틸 벤젠아민)

;

6) AZD-2184(2-[6-(메틸아미노)피리딘-3-일]-1,3-벤조티아졸-6-올)

;

7) PK11195(1-(2-클로르페닐)-N-메틸-N-(1-메틸프로필)-3-아이소퀴놀린-카복스아마이드)

;

8) DAA1106(N-(2-페녹시-5-플루오로페닐)-N-(2,5-다이메톡시벤질)아세트아마이드)

; 및

9) DED(N,N-다이에틸다이에틸렌트라이아민)

; 또는 이들의 유도체 혹은 유사체.

상기 작용성 모이어티의 어느 것에 있어서도, 불소기는 산소로 대체될 수 있다. 예를 들어, 적절한 작용성 모이어티는 작용성 모이어티의 하이드록실 모이어티를 개재해서 MNP에 컨쥬게이트될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 작용성 모이어티-컨쥬게이트된 MNP는 작용성 모이어티의 하이드록실 모이어티를 개재해서 직접 혹은 적절한 링커를 통해서 에폭시-MNP에 작용성 모이어티를 공유적으로 연결시킴으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, MNP에 커플링될 수 있는 기타 적절한 작용성 모이어티로는 이하의 것들을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다:

1) W-372-2

;

2) Bay-94-9172-2

;

3) BF-227-2

;

4) AV-45-2

;

5) PK11195-2

; 및

6) DAA1106-2

;

또는 그들의 유도체 혹은 유사체.

상기 작용성 모이어티의 어느 것에 있어서도, 불소기는 아미노기로 대체될 수 있다. 예를 들어, 아미노기를 포함하는 작용성 모이어티는, 작용성 모이어티의 아미노기를 개재해서 MNP에, 직접 혹은 링커를 개재해서 컨쥬게이트될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 작용성 모이어티-컨쥬게이트된 MNP는 작용성 모이어티의 아미노기를 개재해서 적절한 링커를 통해서 에폭시-MNP에 작용성 모이어티를 공유적으로 연결시킴으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, MNP에 커플링될 수 있는 기타 적절한 작용성 모이어티로는 이하의 것들을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다:

1) W-372-3

;

2) Bay-94-9172-3

;

3) BF-227-3

;

4) AV-45-3

;

5) PK11195-3

; 및

6) DAA1106-3

;

또는 그들의 유도체 혹은 유사체.

상기 작용성 모이어티의 어느 것에 있어서도, 불소기는 티올기로 대체될 수 있다. 예를 들어, 티올기를 포함하는 작용성 모이어티는, 작용성 모이어티의 티올기를 개재해서 MNP에, 직접 또는 링커를 개재해서 컨쥬게이트될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 작용성 모이어티-컨쥬게이트된 MNP는 작용성 모이어티의 티올기를 개재해서 적절한 링커를 통해서 에폭시-MNP에 작용성 모이어티를 공유적으로 연결시킴으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, MNP에 커플링될 수 있는 기타 적절한 작용성 모이어티로는 이하의 것들을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다:

1) W-372-4

;

2) Bay-94-9172-4

;

3) BF-227-4

;

4) AV-45-4

;

5) PK11195-4

; 및

6) DAA1106-4

;

또는 그들의 유도체 혹은 유사체.

상기 작용성 모이어티의 어느 것에 있어서도, 알킬기는 하이드록시알킬로 대체될 수 있다. 예를 들어, 적절한 작용성 모이어티는, 적절한 작용성 모이어티의 하이드록실 모이어티를 개재해서 MNP에, 직접 또는 링커를 개재해서 컨쥬게이트될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 작용성 모이어티-컨쥬게이트된 MNP는 작용성 모이어티의 하이드록실 모이어티를 개재해서 적절한 링커를 통해서 에폭시-MNP에 작용성 모이어티를 공유적으로 연결시킴으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, MNP에 커플링될 수 있는 기타 적절한 작용성 모이어티로는 이하의 것들을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다:

1) SB-13-5

;

2) AZD-2184-5

; 및

3) DED-5

;

또는 그들의 유도체 혹은 유사체.

상기 작용성 모이어티의 어느 것에 있어서도, 알킬기는 티오알킬로 대체될 수 있다. 예를 들어, 적절한 작용성 모이어티는 적절한 작용성 모이어티의 티올 모이어티를 개재해서 MNP에 컨쥬게이트될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 작용성 모이어티-컨쥬게이트된 MNP는 작용성 모이어티의 티올 모이어티를 개재해서 적절한 링커를 통해서 에폭시-MNP에 작용성 모이어티를 공유적으로 연결시킴으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, MNP에 커플링될 수 있는 기타 적절한 작용성 모이어티로는 이하의 것들을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다:

1) SB-13-6

;

2) AZD-2184-6

; 및

3) DED-6

;

또는 그들의 유도체 혹은 유사체.

본 발명의 작용화된 MNP의 작용성 모이어티는 β-아밀로이드 펩타이드(예컨대, 응집된 β-아밀로이드 펩타이드) 및/또는 NFT에 대해 친화도를 지닐 수 있다. 예를 들어, 작용성 모이어티는 β-아밀로이드 펩타이드(예컨대, 응집된 β-아밀로이드 펩타이드) 및/또는 NFT에 대해 약 10^-6M, 10^-7M, 10^-8M, 또는 10^-8M 이상의 친화도를 지닐 수 있다.

본 발명의 작용화된 MNP는 방사성표지를 포함할 수 있고, 예컨대, 작용성 모이어티는 방사성표지를 포함할 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 작용화된 MNP는 방사성표지를 포함하지 않고, 예컨대, 작용성 모이어티는 방사성표지를 포함하지 않으며, 작용화된 MNP의 기타 성분도 방사성표지를 포함하지 않는다.

본 발명의 작용화된 MNP는 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 있다. 본 발명의 작용화된 MNP는 MRI에 가시적인 조직을 부여하기 위하여 병든 조직(예컨대, β-아밀로이드 침착물 및/또는 NFT를 지닌 뇌 조직)의 T2, T2^* 및 T1배의 대조(contrast)를 제공한다. 본 발명의 작용화된 MNP는 비교적 긴 반감기(예컨대, 약 2시간 내지 약 14일; 예컨대, 약 2시간 내지 약 4시간, 약 4시간 내지 약 8시간, 약 8시간 내지 약 16시간, 약 16시간 내지 약 24시간, 약 24시간 내지 약 2일, 약 2일 내지 약 4일, 약 4일 내지 약 7일 또는 약 7일 내지 약 2주의 t_1/2)를 지닌다.

자성 나노입자

본 발명의 나노입자는 일반적으로 약 1㎚ 내지 약 1000㎚, 예컨대, 약 1㎚ 내지 약 10㎚, 약 10㎚ 내지 약 50㎚, 약 50㎚ 내지 약 100㎚, 약 100㎚ 내지 약 250㎚, 약 250㎚ 내지 약 500㎚, 약 500㎚ 내지 약 750㎚ 또는 약 750㎚ 내지 약 1000㎚ 범위의 평균 크기를 지닌다. 평균 직경은, 몇몇 실시형태에 있어서, 약 10㎚ 내지 약 1000㎚, 예컨대, 약 10㎚ 내지 약 20㎚, 약 20㎚ 내지 약 40㎚, 약 40㎚ 내지 약 60㎚, 약 60㎚ 내지 약 80㎚, 약 80㎚ 내지 약 100㎚, 약 100㎚ 내지 약 200㎚, 약 200㎚ 내지 약 400㎚, 약 400㎚ 내지 약 600㎚, 약 600㎚ 내지 약 800㎚ 또는 약 800㎚ 내지 약 1000㎚의 범위일 것이다.

나노입자는 분자의 단순한 응집물일 수 있거나, 또는 상이한 물질의 2 이상의 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 자철광(magnetite) 또는 자적철석(maghemite)으로 구성된 단순한 나노입자가 사용하기에 적합하다. 이에 대해서서는, 예컨대, 문헌[Scientific and Clinical Applications of Magnetic Microspheres, U. Hafeli, W. Schutt, J. Teller, and M. Zborowski (eds.) Plenum Press, New York, 1997; 및 Tiefenauer et al., Bioconjugate Chem. 4:347, 1993]을 참조할 수 있다. 보다 복잡한 나노입자는 1종 이상의 물질로 만들어진 코어(core)와, 그외의 다른 물질(들)로 만들어진 1개 이상의 셸(shell)로 구성될 수 있다. "자성 나노입자"란 용어는 상자성 나노입자, 반자성 나노입자 및 강자성 나노입자를 포함한다.

본 발명에 따른 나노입자의 예시적인 코어 물질은 일반적 조성 MeOxFe₂O₃의 페라이트(ferrite)이며, 이때 Me는 Co, Mn 또는 Fe와 같이 2가 금속이다. 다른 적당한 물질은 γ-Fe₂O₃, 순수 금속인 Co, Fe, Ni, 그리고 탄화물 및 질화물과 같은 금속 화합물이다. 코어 물질은 일반적으로 MRI에서 가시화되는 제제이다. 코어 물질은 전형적으로는 코팅처리되어 있다. 적당한 코팅에는 덱스트란, 알부민, 전분, 실리콘 등을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다.

많은 상이한 유형의 소립자(나노입자 또는 마이크론 크기의 입자)는 하기를 포함하는 다수의 제조업체로부터 구입할 수 있다: Bangs Laboratories(인도의 피셔스에 소재); Promega(위스콘신주의 메디슨시에 소재); Dynal Inc.(뉴욕주의 레이크 석세스시에 소재); Advanced Magnetics Inc.(영국 서레이시에 소재); CPG Inc.(뉴저지주의 링컨 파크시에 소재); Cortex Biochem(캘리포니아주의 샌 리엔드로시에 소재); European Institute of Science(스웨덴의 룬드시에 소재); Ferrofluidics Corp.(뉴햄프셔주의 내슈아시에 소재); FeRx Inc.(캘리포니아주의 샌 디에고시에 소재); Immunicon Corp.(펜실베니아주의 헌팅톤 밸리시에 소재); Magnetically Delivered Therapeutics Inc.(캘리포니아주의 샌 디에고시에 소재); Miltenyi Biotec GmbH(미국); Microcaps GmbH(독일의 로스톡에 소재); PolyMicrospheres Inc.(인디아나주의 인디애나폴리스시에 소재); Scigen Ltd.(영국의 켄트주에 소재); Seradyn Inc.(인디아나주의 인디애나폴리스시에 소재); 및 Spherotech Inc.(일리노이주의 리버티빌시에 소재). 이러한 입자들의 대부분은 분쇄 및 제분, 에멀전 중합화, 블록 공중합화 및 마이크로에멀전과 같은 통상의 기술을 사용하여 만들어진다.

실리카 나노입자를 제조하는 방법 또한 보고된 바 있다. 이 방법은 미소결정(crystallite) 코어 응집화(Philipse et al, Langmuir, 10:92, 1994); 삽입된(intercalated) 실리카로 초상자성 중합체 나노입자를 강화(fortification)(Gruttner, C and J Teller, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 194:8, 1999); 및 극초단파 매개 자가 조립(Correa-Duarte et al., Langmuir, 14:6430, 1998)을 포함한다.

본 발명의 나노입자 코어는 자성을 띠고 자철광, 자적철석 및 그레이자이트(greigite)로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함할 수 있다. 자성 나노입자는 자철광, 자적철석 및 그레이자이트와 같은 자성 물질을 코어의 일부로서 사용하여 만들어질 수 있다. 이러한 자성 코어의 전체적인 크기와 모양을 변화시킴으로써, 이들은 초상자성 또는 안정한 싱글-도메인(자기장에서 제거한 후에도 안정적인 자기 모멘트를 유지하는 입자)으로 만들어질 수 있다. 코어 크기는 자성 나노입자가 초상자성 또는 싱글-도메인인지의 여부와 관련이 있다. 따라서, 상대적으로 크기가 일정한 초상자성인 입자는 일반적으로 50 내지 80㎚ 미만의 코어 크기를 가진다. 상기 범위보다 큰 입자 크기에서, 입자의 자화는, 내부 자기 에너지를 최소화하기 위하여, 자기 벡터를 달리하는 도메인으로 분리된다.

몇몇 실시형태에 있어서, 코어는 안료를 포함하되, 해당 안료는 퍼망간칼륨, 중크롬산칼륨, 황산니켈, 염화코발트, 염화철(III) 또는 질산구리와 같은 무기 염일 수 있다. 마찬가지로, 코어는 Ru/Bpy, Eu/Bpy 등과 같은 염료; 또는 Ag 및 Cd와 같은 금속을 포함할 수 있다.

몇몇 실시형태에 있어서, 본 발명의 변형된 나노입자는 코어 및 해당 코어를 둘러싸는 실리카 셸을 포함한다. 작용기는, 예를 들어 미국 특허 제6,548,264호에 기재된 바와 같이, 실리카 셸에 컨쥬게이팅된다. 실리카에 작용기를 부착시키는 각종 공지된 방법은 본 발명에서 사용하기 위해 변형시킬 수 있다. 이에 대해서는, 예컨대, 문헌[Ralph K. Iler, The Chemistry of Silica: Solubility, Polymerization, Colloid and Surface Properties, and Biochemistry, Wiley-Interscience, NY, 1979; VanDerVoort, P. and Vansant, E. F., Journal of Liquid Chromatography and Related Technologies, 19:2723-2752, 1996; 및 Immobilized Enzymes. Antigens, Antibodies, and Peptides: Preparation and Characterization, Howard H. Weetall (ed.), M. Dekker, NY, 1975]을 참조할 수 있다. 실리카로 코팅된 나노입자에 작용기를 부가하는 전형적인 방법은, 나노입자를 실란화제로 처리하여, 해당 실란화제와 반응시켜 해당 나노입자의 실리카 표면에 화학적 기를 커플링시키는 단계를 포함한다. 화학적 기는 그 자체로 작용기일 수 있거나, 또는 작용기가 커플링될 수 있는 기질로서 작용할 수도 있다.

예를 들어, 예시적인 방법에서, 실리카로 코팅된 나노입자는 상기와 같이 제조되며, 입자 표면은 실리카 표면에 1차 아민기를 부착시키는 실란화제인 트라이메틸실릴프로필-다이에틸렌트라이아민(DETA)을 사용하여 실란화된다. 이어서, 브롬화사이안(CNBR) 방법을 사용하여 작용기를 실란화된 표면에 공유적으로 커플링시킬 수 있다. 일례로서, CNBR 매개 커플링은 2M 탄산나트륨 완충액 중에 DETA로 먼저 실란화된 실리카 코팅된 나노입자를 현탁시키고, 이 혼합물을 초음파처리하여 입자 현탁액을 생성시킴으로써 달성될 수 있다. 이어서, 이 입자 현탁액에 CNBR 용액(예를 들어, 2g CNBR/1㎖ 아세토니트릴)을 첨가하여 나노입자를 활성화시킨다. 나노입자를 중성 완충액(예를 들면, PBS, pH 8)으로 세척한 후에, 활성화된 나노입자 현탁액에 항체 용액을 첨가하여 항체가 나노입자에 결합되도록 한다. 또한, 어떠한 남아있는 미반응 부위라도 차단하기 위하여 항체로 코팅된 나노입자에 글라이신 용액을 첨가할 수 있다.

몇몇 실시형태에 있어서, 자성 나노입자는 코팅된 덱스트란이다. 자성 나노입자는 임의의 공지된 방법을 이용해서 제조된다. 예를 들어, 자성 철-덱스트란 입자는, 50%(w/w) 수성 덱스트란 T-40(Pharmacia) 10㎖를, FeCl₃-6H₂O 1.51g과 FeCl₂-4H₂O 0.64g을 함유하는 동등 부피의 수용액과 혼합함으로써 제조된다. 교반하면서, 15분간 수조에서 60 내지 65℃까지 가열된 7.5%(v/v) NH₄OH의 적가방식의 첨가에 의해서 pH 10 내지 11까지 상기 혼합물을 적정한다. 이어서, 저속 임상용 원심분리기에서 600×g에서 5분간 3회 원심분리하여 응집물을 제거한다. 세파크릴 300(Sephacryl-300)에서의 겔여과 크로마토그래피에 의해 미결합 덱스트란으로부터 강자성 철-덱스트란 입자를 분리해낸다. 반응 혼합물 5㎖를 이어서 2.5×33㎝ 칼럼에 적용하여, 0.1M 아세트산나트륨 및 0.15 M NaCl로 pH 6.5에서 용리시킨다. 빈 용기에 수집된 정제된 강자성 철-덱스트란 입자는 건식 중량 분석에 의해 결정된 바와 같이 7 내지 10 ㎎/㎖의 농도를 가질 것이다. 이에 대해서는, 문헌[Molday and Mackenzie (1982) Journal of Immunological Methods 52:353-367]을 참조하면 된다. 또한, 문헌[Xianqiao (2003) China Particuology Vol.1, No.2, 76-79]도 참조할 수 있다. 얻어진 자성 나노입자는 적절한 가계 강도를 이용하는 고-구배 자계 분리를 통한 크기 및 또는 자성에 기초하여 분리될 수 있다.

몇몇 실시형태에 있어서, 코팅된 나노입자는 에폭사이드기를 포함할 수 있다. 도 8 및 도 9는 에폭사이드기를 포함하는 코팅된 나노입자의 예를 예시한다. 실리카-코팅된 나노입자에 대해서, 실리카 코팅은 에폭사이드기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에폭시실란이 이용될 수 있다. 덱스트란-코팅된 나노입자에 대해서, 덱스트란 코팅은 에폭사이드기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에폭시-변성된 덱스트란은 에폭사이드기를 지니는 시약과 덱스트란의 반응에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 덱스트란의 하이드록실기는 에폭사이드기를 포함하는 실릴화 덱스트란을 형성하기 위하여 반응할 수 있다.

코팅은 약 1㎚ 내지 약 500㎚, 예컨대, 약 1㎚ 내지 약 5㎚, 약 5㎚ 내지 약 10㎚, 약 10㎚ 내지 약 15㎚, 약 15㎚ 내지 약 20㎚, 약 20㎚ 내지 약 25㎚, 약 25㎚ 내지 약 30㎚, 약 30㎚ 내지 약 40㎚, 약 40㎚ 내지 약 50㎚, 약 50㎚ 내지 약 60㎚, 약 60㎚ 내지 약 70㎚, 약 70㎚ 내지 약 80㎚, 약 80㎚ 내지 약 90㎚, 약 90㎚ 내지 약 100㎚, 약 100㎚ 내지 약 125㎚, 약 125㎚ 내지 약 150㎚, 약 150㎚ 내지 약 175㎚, 약 175㎚ 내지 약 200㎚, 약 200㎚ 내지 약 225㎚, 약 225㎚ 내지 약 250㎚, 약 250㎚ 내지 약 275㎚, 약 275㎚ 내지 약 300㎚의 두께(예컨대, 자성 코어 입자의 외부면으로부터 코팅의 외부면까지의 평균 거리)를 지닐 수 있다

자성 코어 입자의 직경에 대한 코팅의 두께의 비는 약 1:1 내지 약 1:1000, 예컨대, 약 1:1 내지 약 1:1.5, 약 1:1.5 내지 약 1:2, 약 1:2 내지 약 1:2.5, 약 1:2.5 내지 약 1:5, 약 1:5 내지 약 1:10, 약 1:10 내지 약 1:25, 약 1:25 내지 약 1:50, 약 1:50 내지 약 1:100, 약 1:100 내지 약 1:250, 약 1:250 내지 약 1:500, 약 1:500 내지 약 1:750 또는 약 1:750 내지 약 1:1000이다.

몇몇 실시형태에 있어서, 본 발명의 작용화된 자성 나노입자는 식: M-(L)-Z를 지니되, L과 Z 사이의 연결 부위는 공유 결합된 작용기들을 지니며, 여기서 M은 자성 코어 입자를 나타내고, L은 선택적 링커기를 나타내며, Z는 작용기를 나타낸다. 다른 실시형태에 있어서, 본 발명의 작용화된 자성 나노입자는 식: M-S-(L)-Z를 지니되, S와 L 사이 그리고 L과 Z 사이의 연결 부위들은 공유 결합된 작용기들을 지니며, 여기서 M은 자성 코어 입자를 나타내고, S는 M에 고정된 생체적합성 물질을 나타내며, 이때, M은 자성 코어 입자를 나타내고, L은 선택적인 링커기를 나타내며, Z는 작용기를 나타낸다. 작용기는 β-아밀로이드 펩타이드(예컨대, 응집된 β-아밀로이드 펩타이드) 및/또는 NFT에 결합하기 위하여 제공되는 모이어티; BBB를 통과하기 위하여 제공되는 모이어티; 치료제 등을 포함한다.

몇몇 실시형태에 있어서, 본 발명의 작용화된 자성 나노입자는 동일한 코어 입자에 부착된 2개 이상의 상이한 작용기를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에 있어서, 본 발명의 작용화된 자성 나노입자는 식 M-(L)-Z₁Z₂ 또는 M-S-(L)-Z₁Z₂를 지니되, 여기서 Z₁ 및 Z₂는 상이한 작용기이다. 몇몇 실시형태에 있어서, 예를 들어, Z₁은 결합 모이어티 β-아밀로이드 펩타이드(예컨대, 응집된 β-아밀로이드 펩타이드) 및/또는 NFT이고; Z₂는 치료제이다. 다른 실시형태에 있어서, 예를 들어, Z₁은 BBB를 통과하기 위하여 제공되는 모이어티이고; Z₂는 β-아밀로이드 펩타이드(예컨대, 응집된 β-아밀로이드 펩타이드) 및/또는 NFT에 결합하기 위하여 제공되는 결합 모이어티이다. Z₁ 및 Z₂ 모이어티는 코어 입자 혹은 중합체에 직접 혹은 링커를 통해서 독립적으로 부착된다. 몇몇 실시형태에 있어서, 본 발명의 작용화된 자성 나노입자는 적어도 제3의 작용성 모이어티 Z₃을 포함한다.

자성 코어 입자는 자철광, 자적철석, 일반식 MeOxFe2O3의 페라이트로 구성되고, 상기 식에서 Me는 상기 기재된 바와 같이 2가 금속, 예컨대, 코발트, 망간, 철이거나, 또는 코발트, 철, 니켈, 철 카바이드, 또는 철 나이트라이드이다. 존재할 경우, 기질 S는 다당류 또는 올리고당 또는 이들의 유도체, 예컨대, 덱스트란, 카복시메틸덱스트란, 전분, 다이알데하이드 전분, 키틴, 알지네이트, 셀룰로스, 카복시메틸셀룰로스, 단백질 또는 이들의 유도체, 에컨대, 알부민, 펩타이드, 합성 중합체, 예컨대, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 폴리메타크릴레이트, 이작용성 카복실산 및 이들의 유도체, 예컨대, 머캅토숙신산 또는 하이드록시카복실산과 같은 화합물에 의해 형성된다.

링커기 L은 폴리- 및 다이카복실산, 폴리하이드록시카복실산, 다이아민, 아미노산, 펩타이드, 단백질, 지질, 지방단백질, 당단백질, 렉틴, 올리고당, 다당류, 올리고뉴클레오타이드 및 이들의 알킬화된 유도체, 및 단일 가닥 또는 이중 가닥 형태로 존재하는 핵산(DNA, RNA, PNA) 및 이들의 알킬화된 유도체와 같은 화합물의 반응에 의해 형성되며, 이들 화합물은 적어도 2개의 동일한 또는 상이한 작용기를 포함한다.

본 발명의 작용화된 자성 나노입자는 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 작용화된 자성 나노입자는 나노입자에 부착된, 또는 나노입자와 함께 제형된 형태로, 또는 나노입자를 코팅하는, 1종 이상의 중합체를 포함할 수 있다. 혈액-뇌 장벽을 통과하는 것을 촉진하는 적당한 중합체로는 폴리솔베이트(예를 들면, 트윈(Tween)(등록상표) 20, 40, 60 및 80); 플루로닉(Pluronic)(등록상표) F 68과 같은 폴록사머와 같은 계면활성제를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시형태에 있어서, 작용화된 자성 나노입자는 폴리솔베이트, 예컨대, 트윈(Tween)(등록상표) 80(폴리옥시에틸렌-80-솔비탄 모노올레이트), 트윈(Tween)(등록상표) 40(폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노팔미테이트); 트윈(Tween)(등록상표)60(폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노스테아레이트); 트윈(Tween)(등록상표) 20(폴리옥시에틸렌-20-솔비탄 모노라우레이트); 폴리옥시에틸렌 20 솔비탄 모노팔미테이트; 폴리옥시에틸렌 20 솔비탄 모노스테아레이트; 폴리옥시에틸렌 20 솔비탄 모노올레이트 등으로 코팅될 수 있다. 또한 사용하기에 적합한 것으로 수용성 중합체가 있는데, 해당 수용성 중합체로는, 예를 들어, 폴리에터, 예를 들면, 폴리알킬렌 옥사이드, 에컨대 폴리에틸렌 글라이콜("PEG"), 폴리에틸렌 옥사이드("PEO"), 폴리에틸렌옥사이드-코-폴리프로필렌 옥사이드("PPO"), 코-폴리에틸렌 옥사이드 블록 또는 랜덤 공중합체, 및 폴리비닐 알코올("PVA"); 폴리(비닐 피롤리돈)("PVP"); 폴리(아미노산); 덱스트란, 및 알부민과 같은 단백질을 포함한다. 블록 공중합체는 사용하기에 적합한데, 예를 들면 폴리에틸렌 옥사이드-폴리프로필렌 옥사이드-폴리에틸렌-옥사이드(PEOPPO-PEO) 트라이블록 공중합체(예를 들면, 플루로닉(Pluronic)(등록상표)F68) 등이며; 이에 대해서는, 예를 들어, 미국 특허 제6,923,986호를 참조할 수 있다. 혈액-뇌 장벽을 통과하기 위한 다른 방법은, 예컨대, 문헌[Chen et al. (2004) Curr. Drug Delivery1:361-376]을 포함하는 각종 문헌에 기술되어 있다.

몇몇 실시형태에 있어서, 본 발명의 작용화된 MNP는 세망내피계(reticuloendothelial system: RES)에 침입하게 하는 1종 이상의 제제를 포함한다. RES에 침입하게 하는 제제로는 블록 공중합체 비이온성 계면활성제, 예컨대, 폴록사민, 예를 들어, 폴록사민 508, 폴록사민 908, 폴록사민 1508 등을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시형태에서, 본 발명의 작용화된 MNP는 약 1% 폴록사민을 포함한다.

나노입자는 또한 혈액-뇌 장벽(blood-brain barrier: BBB)에 존재하는 특이적인 전달 채널을 활용함으로써 BBB를 통과할 수 있다. 비제한적인 하나의 예로서, 이 나노입자에 2-데옥시 글루코스를 부착시키면 이러한 입자와 산이 글루코스 채널에 대해 수용성(receptive)이도록 하여 BBB를 통과하여 전달하는 것을 돕는다. 다른 기전은, BBB에 존재하는 채널의 매개를 통한, 또는 통하지 않는 트랜스사이토시스(transcytosis) 및 누출성출혈(diapedesis)이 있다.

본 발명의 작용화된 자성 나노입자는 신경외과적 기술을 이용하여 중추신경계(CNS)에 전달될 수 있다. 예컨대 교통사고 환자나 각종 형태의 치매를 앓고 있는 중증 환자의 경우에는, 그에 수반되는 위험에도 불구하고 수술을 받는 것이 권장된다. 예를 들어, 본 발명의 작용화된 자성 나노입자는 심실내 또는 청추강내(intrathecal) 주사와 같이 직접적이고도 물리적인 도입에 의해 CNS 내에 전달될 수 있다. 심실내 주사는, 예를 들면, 리저버, 예컨대 오마야 리저버(Ommaya reservoir)에 부착된 심장용 카테터에 의해 촉진될 수 있다. 도입 방법은 또한 재충전가능한 또는 생분해가능한 장치에 의해 제공될 수 있다. 다른 접근법은 혈액-뇌 장벽의 투과도를 증가시키는 물질에 의해 혈액-뇌 장벽을 파괴하는 것이다. 그 예로는 만니톨과 같이 거의 확산되지 않는 제제, 에토포사이드(etoposide)와 같이 뇌혈관 투과도를 증가시키는 약물, 또는 류코트라이엔(leukotriene)과 같은 혈관작용제의 동맥내 주입을 포함한다. 이에 대해서는, 문헌[Neuwelt and Rappoport (1984) Fed. Proc. 43:214-219; Baba et al. (1991) J. Cereb. Blood Flow Metab. 11:638-643; 및 Gennuso et al. (1993) Cancer Invest. 11:638-643]을 참조할 수 있다.

또한, 본 발명의 작용화된 자성 나노입자를 진단이나 치료가 필요한 부위에 국소적으로 투여하는 것이 바람직할 수 있는데; 이것은 예를 들어 수술 동안에 주사에 의해, 카테터에 의해서 또는 임플란트에 의해서 국소적으로 주입시킴으로써 달성될 수 있고, 상기 임플란트는 실라스틱(silastic) 멤브레인과 같은 멤브레인, 또는 섬유를 포함하는 다공성, 비다공성 혹은 젤라틴성 물질이다.

본 발명의 작용화된 자성 나노입자는 또한 본 발명의 작용화된 자성 나노입자가 혈액-뇌 장벽을 통과하게 되도록 화학적 변형을 포함하는 약학적 기술을 이용해서 전달될 수 있다. 본 발명의 작용화된 자성 나노입자는, 해당 나노입자의 소수성을 높이거나, 해당 나노입자의 알짜 전하나 분자량을 감소시키거나, 또는 혈액-뇌 장벽을 통상 통과하여 수송될 수 있는 것과 비슷할 수 있도록 해당 나노입자를 변형시키도록 변형될 수 있다. 이에 대해서는, 문헌[Levin (1980) J. Med. Chem. 23:682-684; Pardridge (1991) in: Peptide Drug Delivery to the Brain; 및 Kostis et al. (1994) J. Clin. Pharmacol. 34:989-996]을 참조할 수 있다.

본 발명의 작용화된 자성 나노입자를 소수성 환경, 예컨대, 리포좀에 캡슐화하는 것은 또한 CNS로 약물을 전달하기 위해 효과적이다. 예를 들어, WO 91/04014에서는 약물이 리포좀에 캡슐화되는 리포좀 전달 시스템을 기술하는데, 이것은 통상 혈액-뇌 장벽을 통과하여 수송되는 분자가 첨가되어 있는 형태이다.

혈액-뇌 장벽을 통과하는 본 발명의 작용화된 자성 나노입자를 제형화하는 다른 방법은 본 발명의 작용화된 자성 나노입자를 사이클로덱스트린에 캡슐화하는 것이다. 혈액-뇌 장벽을 통과하는 임의의 적당한 사이클로덱스트린을 사용할 수 있는데, 여기에는 α-사이클로덱스트린, β-사이클로덱스트린 및 그의 유도체를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 이에 대해서는, 일반적으로 미국 특허 제5,017,566호, 제5,002,935호 및 제4,983,586호를 참조하면 된다. 이러한 조성물은 미국 특허 제5,153,179호에 기술된 것과 같은 글라이세롤 유도체를 포함할 수도 있다.

몇몇 실시형태에 있어서, 본 발명의 작용화된 자성 나노입자는 뇌내의 세포에 들어갈 수 있는데, 예컨대, 세포막을 통과하여 세포의 원형질에 들어갈 수 있다. 뇌내 세포에 들어가는 기전은, 예컨대, 적당한 막 채널의 매개를 통한 또는 리를 통하지 않는 트랜스사이토시스 및 누출성출혈을 포함한다.

치료제

본 발명의 작용화된 MNP는, β-아밀로이드 침착물 및 또는 NFT를 결합하는 작용기에 부가해서, 치료제, 예컨대, AD를 치료하는데 적합한 치료제를 포함할 수 있다. 적절한 치료제로는 AD를 치료하기 위한 제제를 포함하되, 여기서, 이러한 제제로는, 아리셉트(Aricept)(도네페질(donepezil)), 엑셀론(Exelon)(리바스티그민(rivastigmine)), 메트리포네이트(metrifonate), 라자딘(Razadyne)(갈란타민(galantamine) 및 타크린(tacrine)(코그넥스(Cognex))을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아닌 아세틸콜린스테라제 억제제; 이브프로펜 및 인도메타신을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아닌 비스테로이드계 항염증제; 셀레브렉스(Celebrex) 등과 같은 사이클로옥시게나제-2(Cox2); 셀레길렌(Selegilene)(엘데프릴(Eldepryl) 또는 데프레닐(Deprenyl)) 등과 같은 모노아민 옥시다제 억제제; 및 나멘다(Namenda)(메만틴(memantine)) 등과 같은 N-메틸 D-아스파테이트(NMDA) 길항제 등을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

AD를 치료하기 위한 다른 적절한 추가적인 치료제는, 아포E4(apoE4) 도메인 상호작용을 저감시키는 아포E4 "구조 교정제"(structure corrector)이다. 아포E4 도메인 상호작용을 저감시키는 제제로는, 예컨대, 미국 특허 공개 제2006/0073104); 및 문헌[Ye et al. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102:18700]에 기재된 바와 같은 제제를 포함한다.

AD를 치료하기 위한 다른 적절한 추가적인 치료제는 타우 응집을 억제하는 제제, 예컨대, 미국 특허 제7,605,179호에 기재된 바와 같은 타우 응집을 억제하는 나프토퀴논 유도체이다. 또 다른 적절한 추가적인 치료제는 타우의 인산화를 억제하는 제제, 예컨대, 미국 특허 제7,572,793호에 기재된 바와 같은, 타우 단백질 키나제 1을 억제하는 3-치환된-4-피리미돈 유도체이다.

조성물

본 발명은 본 발명의 작용화된 MNP를 포함하는 약제학적 조성물을 비롯한 조성물을 더 제공한다. 본 발명의 작용화된 자성 나노입자를 포함하는 조성물은 이하의 것들: 염; 완충제; pH 조정제; 비이온성 세제; 프로테아제 억제제; 뉴클레아제 억제제 등 중 1종 이상을 포함할 것이다.

본 발명의 작용화된 MNP를 포함하는 약제학적 조성물은 1종 이상의 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함할 것이다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "약제학적으로 허용가능한 담체"는, 조성물의 활성 성분과 배합된 경우, 개체의 면역계나 다른 생리학적 기능에 대해 파괴적인 반응을 일으키지 않고 성분들이 생물학적 활성을 유지하게 하는 임의의 물질을 포함한다. 그 예로는, 인산염 완충 식염수, 물과 같은 임의의 표준 약제학적 담체, 오일/물 에멀전과 같은 에멀전, 및 각종 유형의 습윤제를 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다. 에어로졸 또는 비경구용 투여를 위한 예시적인 희석제는 인산염 완충 식염수 혹은 보통의(0.9%) 식염수이다. 이러한 담체를 포함하는 조성물은 통상의 잘 알려진 방법에 의해 제형화된다(예를 들어, 문헌[Remington's Pharmaceutical Sciences, Chapter 43, 14th Ed., Mack Publishing Col, Easton PA 18042, USA] 참조). 약제학적으로 허용가능한 부형제는, 예를 들어, 문헌들[A. Gennaro (2000) "Remington: The Science and Practice of Pharmacy", 20th edition, Lippincott, Williams, & Wilkins; Remington's Pharmaceutical Sciences, 14th Ed. or latest edition, Mack Publishing Col, Easton PA 18042, USA; Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems (1999) H.C. Ansel et al., eds., 7^th ed., Lippincott, Williams, & Wilkins; 및 Handbook of Pharmaceutical Excipients (2000) A.H. Kibbe et al., eds., 3^rd ed. Amer. Pharmaceutical Assoc]을 포함하는 각종 간행물에 간단히 기술되어 있다.

본 발명의 작용화된 자성 나노입자는, 수성 또는 비수성 용매, 예컨대 식물성 오일 또는 기타 유사한 오일, 합성 지방산 글리세라이드, 고급 지방산 또는 프로필렌 글라이콜의 에스터에 용해, 현탁화 또는 유화시키고; 그리고 필요에 따라서 가용화제, 등장화제, 현탁제, 에멀전화제, 안정제 및 보존제와 같은 통상의 첨가제를 첨가함으로써 주사용 제제로 제형화될 수 있다.

영상화 방법

본 발명의 작용화된 MNP는 살아있는 포유동물, 예컨대, 인간, 인간 이외의 동물, 또는 β-아밀로이드 침착물 및/또는 NFT의 존재와 관련되거나 이에 기인되는 질환의 인간 이외의 동물 모델의 뇌에서 아밀로이드 침착물 및/또는 NFT를 검출하고 정량화하는데 이용될 수 있다. 본 발명의 작용화된 MNP를 포함하는 약제학적 조성물은 살아있는 포유동물에 투여된다. 뇌에 존재하는 임의의 β-아밀로이드 침착물(예컨대, 신경섬유매듭과 관련될 수 있는 등과 같은 응집된 β-아밀로이드)은 자기 공명 영상법(MRI) 혹은 임의의 기타 적절한 영상화법을 이용해서 가시화될 수 있다. 이와 같이 해서, 본 발명은 살아있는 포유동물의 뇌에서의 아밀로이드 침착물 및/또는 NFT를 검출하고 정량화하는 방법을 제공한다. 이 방법은 일반적으로 본 발명의 작용화된 MNP를 포함하는 약제학적 조성물의 진단학적 유효량(diagnostically effective amount)을 포유동물에게 투여하는 단계; 및 b) MRI를 통해서 뇌 조직을 영상화하는 단계를 포함한다. 투여된 작용화된 MNP는 뇌 조직에 분포될 수 있고, 응집된 β-아밀로이드 펩타이드 및/또는 NFT에 결합된 임의의 작용화된 MNP는 MRI를 이용해서 영상화될 수 있다. 정상 대조 수준(normal control level)의 결합에 비해서 작용화된 MNP의 뇌 조직에의 결합의 증가는, 포유동물이 알츠하이머병을 앓거나 혹은 알츠하이머병을 발병할 위험이 있는 것을 나타낸다.

본 발명의 작용화된 MNP는 MRI에 가시적인 조직을 부여하기 위하여 병든 조직(예컨대, β-아밀로이드 침착물을 지닌 뇌 조직)의 T2, T2^* 및 T1배의 대조를 제공한다. 영상화될 관심영역은, 예컨대, 해마, 뇌피질 및 중간뇌를 포함한다.

본 발명의 작용화된 MNP는, 예컨대, 연구 목적을 위하여, 알츠하이머병(AD)의 인간 이외의 동물 모델의 뇌에서 β-아밀로이드 침착물(예컨대, 응집된 β-아밀로이드 단백질) 및/또는 NFT를 영상화하는데 이용될 수 있다. AD의 적절한 인간 이외의 동물 모델로는, 인간 아밀로이드 전구체 단백질(hAPP) 돌연변이 전이유전자를 포함하는 유전자이식 마우스; 프레세닐린1 혹은 프레세닐린 2 전이유전자를 포함하는 유전자이식 마우스 등을 포함한다. 이에 대해서는, 예컨대, 문헌[

et al. (2004) Mol. Psychiatry 9:664;

and Ittner (2008) Nature Reviews 9:532]을 참조할 수 있다.

예를 들어, AD의 치료용의 실험적 약물이 AD의 인간 이외의 동물 모델에 투여될 수 있고; 본 발명의 작용화된 MNP는 인간 이외의 동물 모델의 뇌에서의 β-아밀로이드 침착물 및/또는 NFT의 양에 대한 실험적 약물의 효과를 결정하는데 이용될 수 있다.

본 발명의 영상화 방법을 수행함에 있어서, 본 발명의 작용화된 MNP는, 비경구 및 경장(enteral) 경로를 포함하는 각종 투여 경로의 어느 것에 의해서도 개체에 투여될 수 있다. 적절한 투여 경로로는, 예컨대, 정맥내, 경구, 직장, 질, 비강, 안구, 척추강내, 두개내, 근육내 등을 포함한다.

치료 방법

위에서 주지된 바와 같이, 몇몇 실시형태에 있어서, 본 발명의 작용화된 MNP는, β-아밀로이드 침착물 및/또는 NFT에 결합하는 작용성 모이어티(기)에 부가해서, 치료제를 포함할 수 있다. 이러한 작용화된 MNP는 AD의 치료 및/또는 영상화에 이용될 수 있다.

적절한 치료제는 AD를 치료하는 제제를 포함하되, 이러한 제제로는, 아리셉트(Aricept)(도네페질), 엑셀론(Exelon)(리바스티그민), 메트리포네이트 및 타크린(코그넥스(Cognex))을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아닌 아세틸콜린스테라제 억제제; 이브프로펜 및 인도메타신을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아닌 비스테로이드계 항염증제; 셀레브렉스(Celebrex) 등과 같은 사이클로옥시게나제-2(Cox2); 및 셀레길렌(Selegilene)(엘데프릴(Eldepryl) 또는 데프레닐(Deprenyl)) 등과 같은 모노아민 옥시다제 억제제 등을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

AD를 치료하기 위한 다른 적절한 추가적인 치료제는, 아포E4 도메인 상호작용을 저감시키는 아포E4 "구조 교정제"이다. 아포E4 도메인 상호작용을 저감시키는 제제로는, 예컨대, 미국 특허 공개 제2006/0073104); 및 문헌[Ye et al. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102:18700]에 기재된 바와 같은 제제를 포함한다.

AD를 치료하기 위한 또 다른 적합한 치료제는 타우 응집을 억제하는 제제, 예컨대, 미국 특허 제7,605,179호에 기재된 바와 같은 타우 응집을 억제하는 나프토퀴논 유도체이다. 또 다른 적합한 추가적인 치료제는 타우의 인산화를 억제하는 제제, 예컨대, 미국 특허 제7,572,793호에 기재된 바와 같은, 타우 단백질 키나제 1을 억제하는 3-치환된-4-피리미돈 유도체이다.

본 발명의 치료 방법을 수행함에 있어서, 본 발명의 작용화된 MNP는 비경구 및 경장 경로를 비롯한 각종 투여 경로의 어느 것에 의해서도 투여될 수 있다. 적절한 투여 경로는, 예컨대, 정맥내, 경구, 직장, 질, 비강, 안구, 척추강내, 두개내, 근육내 등을 포함한다.

실시예

이하의 실시예는 본 발명을 어떻게 만들고 이용할지에 대한 완전한 개시와 설명을 당업자에게 제공하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 발명자가 의도한 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니고, 하기의 실험이 전부이거나 단지 수행된 유일한 실험이라는 것을 나타내고자 의도된 것도 아니다. 사용된 수치(예를 들어, 양, 온도 등)에 관하여 정확도를 확실하게 하기 위하여 노력하였지만 일부의 실험적 오차나 편차는 고려되어야 한다. 달리 표시되지 않는 한, 부(part)는 중량부이고, 분자량은 평균분자량이며, 온도는 섭씨온도이고, 압력은 대기압 또는 대기압 부근이다. 표준 약어도 사용될 수 있는데, 예를 들어, bp는 염기쌍(들); kb는 킬로베이스(들); pl은 피코리터(들); s 혹은 sec는 초(들); min은 분(들); h 혹은 hr는 시간(들); aa는 아미노산(들); kb는 킬로베이스(들); bp는 염기쌍(들); nt는 뉴클레오타이드(들); i.m.은 근육내투여(로); i.p.는 복막내투여(로), s.c.는 피하투여(로) 등을 나타낸다.

실시예 1: 작용화된 MNP의 제조

HODDNP-컨쥬게이트된 MNP("DNP-MNP")

HODDNP-컨쥬게이트된 MNP를 나이브한(AD 없음) 래트 및 AD의 래트 모델에 투여하였다. 그 데이터는 도 1 내지 도 6에 도시되어 있다.

도 1a 및 도 1b. 나이브한(비-AD) 래트의 MR(자기 공명) 영상(T2, TR 6000 밀리초(ms), TE 10 내지 120㎳, 12 에코(echo))이 도시되어 있다. 도 1a는 대표적인 슬라이스의 기준선(대비전) MR 영상을 나타낸다. 도 1b는 동일 슬라이스의 대조후 MR 영상을 나타낸다. 기준선(도 1a) 및 대조후(도 1b) 스캔에서의 부피 관심 영역(region of interest: ROI)의 정량적 T2값들의 비교는 DNP-MNP("HODDNP-MNP"라고도 지칭됨)에 의한 주사 후의 이 나이브한 동물에서 유의한 대조 증가를 보이지 않았다(p>0.05).

표 1은 기준선 스캔에서의 관심 영역(ROI)의 정량적 T2값("기준 T2(ms)")을 나타낸다(여기서 ROI는 해마, 뇌피질, 중간뇌를 포함한다). 표 1은 HODDNP-MNP의 정맥내(i.v.; 꼬리 정맥) 주사 1.5시간 후의 동일 래트에서의 동일한 관심 영역의 정량적 T2값("이후 T2")을 나타낸다.

ROI	기준 T2(㎳)	이후 T2
해마	55.0±0.2	51.3±0.3
뇌피질	53.0±0.3	48.6±0.2
중간뇌	50.7±0.4	46.5±0.4

도 2a 및 도 2b. AD의 유전자 모델(아밀로이드-β(Aβ) 플라크의 세벌의 유전자 모델)인 1년된 래트의 MR 영상들(T2, TR 6000㎳, TE 10-120㎳, 12 에코)이 도시되어 있다. 도 2a는 이 래트에서의 대표적인 슬라이스의 기준선(대조전) MR 영상을 나타낸다. 도 2b는 대조에 의한 2.5시간 주사 후의 동일 슬라이스의 대조후 MR 영상을 나타낸다. 기준선(도 2a) 및 대조후(도 2b) 스캔에서의 부피 ROI(해마, 뇌피질 및 중간뇌)의 정량적 T2값들의 비교는 DNP-MNP 주사 후 모든 ROI에서 유의한 대조 증가를 보였다(P<0.05). 대조 증가는 해마에서 가장 현저했고, 이어서 뇌피질이었다.

표 2는 기준선 스캔에서의 ROI(해마, 뇌피질 및 중간뇌)의 정량적 T2값("기준 T2(ms)")을 나타낸다. 표 2는 HODDNP-MNP의 정맥내(꼬리 정맥) 주사 2.5시간 후의 동일 래트에서의 동일한 ROI의 정량적 T2값("이후 T2")을 나타낸다.

ROI	기준 T2(㎳)	이후 T2
해마	56.2±0.3	48.5±0.3
뇌피질	52.4±0.3	45.3±0.3
중간뇌	49.4±0.4	44.1±0.5

도 3a 및 도 3b. AD의 유전자 모델(Aβ 플라크의 세벌의 유전자 모델)인 제2의 1년된 래트의 MR 영상들(T2, TR 6000㎳, TE 10-120㎳, 12 에코)이 도시되어 있다. 도 3a는 이 래트에서의 대표적인 슬라이스의 기준선(대조전) MR 영상을 나타낸다. 도 3b는 대조에 의한 주사 2.5시간 후의 동일 슬라이스의 대조후 MR 영상을 나타낸다. 기준선(도 3a) 및 대조후(도 3b) 스캔에서의 부피 ROI(해마, 뇌피질 및 중간뇌)의 T2값들의 비교는 DNP-MNP에 의한 주사 후의 모든 ROI에서 유의한 대조 증대를 보였다(P<0.05). 대조 증대는 해마에서 가장 현저했고, 이어서 뇌피질이었다.

표 3은 기준선 스캔에서의 ROI(해마, 뇌피질 및 중간뇌)의 정량적 T2값("기준 T2(ms)")을 나타낸다. 표 3은 HODDNP-MNP의 정맥내(꼬리 정맥) 주사 2.5시간 후의 동일 래트에서의 동일한 ROI의 정량적 T2값("이후 T2")을 나타낸다.

ROI	기준 T2(㎳)	이후 T2
해마	65.8±0.4	51.8±0.4
뇌피질	61.0±0.4	48.8±0.3
중간뇌	61.0±0.5	46.5±0.5

도 4a 내지 도 4c. AD의 유전자이식 래트 모델의 대표적인 MRI 슬라이스가 도 4a에 도시되어 있다. 대응하는 사각형 영역(해마)이 도 4b의 염색된 조직 단면에 도시되어 있다. 삽도는 해마 내의 현저한 플라크 존재를 나타낸다. 더욱 미만성 플라크 존재(도 4c)가 모든 뇌 영역에서 관찰되었다. 이들 결과는 HODDNP-MNP에 의한 대비 증대가 AD와 관련된 β-아밀로이드 펩타이드 플라크의 존재에서 일어나는 것을 확인해준다.

도 5a 내지 도 5d. 미만성 플라크 존재가 해마에서 나타나고 있다(도 5a). 인접한 슬라이스에서의 펄의 철 염색은 플라크를 포함하는 영역에서 DNP-MNP의 존재를 나타낸다(도 5b 내지 도 5d).

도 6a 및 도 6b. 유전자이식 래트의 뇌 슬라이스(?P-MNP 정맥내 주사 후, 꼬리 정맥을 경유함)의 DAB-강화 펄의 염색이 도 6a에 도시되어 있다. DNP-MNP는 BBB를 통과하여, 세포내(화살표)에 뿐만 아니라 세포외 뇌 조직에도 존재한다. 나이브한 대조군 동물(대조 주사 없음)의 DAB-강화 펄의 염색(도 6b)은 도 6a에 도시된 동일한 뇌 영역(뇌후각 뇌피질)에 존재하는 철 염색이 없는 것을 나타낸다.

HODDNP는 HODDNP의 하이드록실기를 통해서 에폭시-MNP에 공유적으로 컨쥬게이트될 수 있다. 컨쥬게이션 방법의 일례가 도 7에 도시되어 있다.

PIB-2-컨쥬게이트된 MNP

PIB-2는 PIB-2의 아미노 질소를 통해서 에폭시-MNP에 공유적으로 컨쥬게이트될 수 있다. 이러한 방법의 일례가 도 8에 도시되어 있다.

본 발명은 본 발명의 특정 실시형태와 관련하여 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 진정한 정신 및 범위를 일탈하지 않으면서 다양하게 변화시킬 수 있고, 등가물을 치환할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 목적, 진의 및 범위에 맞추어 특정 환경, 물질, 물질의 조성, 방법, 방법의 단계 또는 단계들을 변형시킬 수 있다. 이러한 모든 변형물 또한 하기에 첨부되는 특허청구범위 내로 되도록 의도되어 있다.

Claims

약제학적 조성물로서,
a) 자성 코어, 및 응집된 β-아밀로이드 단백질 및/또는 신경섬유매듭(neurofibrillary tangle)에 결합하는 작용기를 포함하는 작용화된 자성 나노입자(magnetic nanoparticle: MNP); 및
b) 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함하되,
상기 작용기는 링커를 통해서 상기 자성 코어에 커플링되며, 상기 작용화된 자성 나노입자는, 포유동물 대상체의 혈류에 도입될 때, 포유동물 대상체의 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 있는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는 2-(1-{6-[(2-하이드록시에틸)(메틸)아미노]-2-나프틸}에틸리덴)말로나이트릴(HODDNP), 또는 그의 유도체 혹은 유사체인 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는 (4'-아미노페닐)-6-하이드록시벤조티아졸(PIB-2), 또는 그의 유도체 혹은 유사체인 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는,
W-372(7-메톡시-2 (6-플루오로피리딘-3-일)이미다조[2,1-b]-8-피리디노티아졸)

; 및

로부터 선택되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는 Bay-94-9172(ZK 6013443; {4-[2-(4-{2-2[2-(2-플루오로-에톡시)-에톡실]-에톡시}-페닐)-비닐]-페닐}-메틸-아민))

로부터 선택되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는 BF-227(2-(2-[2-다이메틸아미노티아졸-5-일]에테닐)-6-(2-[플루오로]에톡시)벤즈옥사졸)

로부터 선택되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는 SB-13(4-N-메틸아미노-4'-하이드록시스틸벤)

로부터 선택되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는 AV-45((E)-4-(2-(6-(2-(2-(2-(플루오로에톡시)에톡시)에톡시)피리딘-3-일)비닐)-N-메틸 벤젠아민)

로부터 선택되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는 AZD-2184(2-[6-(메틸아미노)피리딘-3-일]-1,3-벤조티아졸-6-올)

로부터 선택되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는 PK11195(1-(2-클로르페닐)-N-메틸-N-(1-메틸프로필)-3-아이소퀴놀린-카복스아마이드)

로부터 선택되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는 DAA1106(N-(2-페녹시-5-플루오로페닐)-N-(2,5-다이메톡시벤질)아세트아마이드)

로부터 선택되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는 DED(N,N-다이에틸다이에틸렌트라이아민)

로부터 선택되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용화된 자성 나노입자(MNP)는 식: M-S-(L)-Z을 지니되, 해당 식 중, M은 자성 코어이고, S는 중합체이며, L은 선택적인 링커이고, Z는 상기 작용기인 것인 약제학적 조성물.
제13항에 있어서, 상기 작용기는 직접 혹은 링커를 통해서 상기 중합체에 부착되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용기는 에폭시기를 통해서 상기 자성 코어에 커플링되는 것인 약제학적 조성물.
제2항에 있어서, 상기 HODDNP 작용기는 HODDNP의 하이드록실기를 통해서 상기 자성 코어에 커플링되는 것인 약제학적 조성물.
제3항에 있어서, 상기 PIB-2 작용기는 PIB-2의 아미노 질소 기를 통해서 상기 자성 코어에 커플링되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용화된 MNP는 치료제를 더 포함하는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용화된 MNP는 알부민 매트릭스 내에 캡슐화된 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용화된 MNP는 아포지방단백질(apolipoprotein)을 포함하는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용화된 MNP는 폴리(뷰틸 사이아노아크릴레이트)(PBCA)를 포함하는 것인 약제학적 조성물.
제21항에 있어서, 상기 작용화된 MNP는 PBCA 입자의 표면에 부착되는 것인 약제학적 조성물.
제1항에 있어서, 상기 작용화된 MNP는 계면활성제를 포함하는 것인 약제학적 조성물.
제23항에 있어서, 상기 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노스테아레이트 및 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노라우레이트로부터 선택되는 것인 약제학적 조성물.
제23항에 있어서, 상기 계면활성제는 폴리에틸렌 옥사이드 및 폴리프로필렌 옥사이드로 구성된 블록 공중합체인 것인 약제학적 조성물.
제23항에 있어서, 상기 작용화된 MNP는 폴록사민을 포함하는 것인 약제학적 조성물.
제2항에 있어서, 상기 중합체는 덱스트란인 것인 약제학적 조성물.
살아있는 포유동물의 뇌에서 알츠하이머병 혹은 그에 대한 소인을 검출하는 방법으로서, 상기 방법은 a) 제1항의 약제학적 조성물의 진단학적 유효량(diagnostically effective amount)을 상기 포유동물에게 투여하는 단계; b) 상기 작용화된 MNP를 뇌 조직에 분배시키는 단계; 및 c) 자기 공명 영상법(magnetic resonance imaging)을 통해서 상기 뇌 조직을 영상화하는 단계를 포함하되, 정상 대조 수준(normal control level)의 결합에 비해서 상기 작용화된 MNP의 뇌 조직에의 결합의 증가는, 상기 포유동물이 알츠하이머병을 앓거나 혹은 알츠하이머병을 발병할 위험이 있는 것을 나타내는 것인, 포유동물의 뇌에서의 알츠하이머병 혹은 그에 대한 소인의 검출방법.
제28항에 있어서, 상기 조성물은 정맥내 주사에 의해 투여되는 것인, 포유동물의 뇌에서의 알츠하이머병 혹은 그에 대한 소인의 검출방법.
제28항에 있어서, 상기 살아있는 포유동물은 인간인 것인, 포유동물의 뇌에서의 알츠하이머병 혹은 그에 대한 소인의 검출방법.
살아있는 포유동물의 뇌에서 β-아밀로이드 침착물 및/또는 신경섬유매듭을 검출하는 방법으로서, 해당 방법은 a) 제1항의 약제학적 조성물의 진단학적 유효량을 상기 포유동물에게 투여하는 단계; b) 상기 작용화된 MNP를 뇌 조직에 분배시키는 단계; 및 c) 자기 공명 영상법을 통해서 상기 뇌 조직을 영상화하는 단계를 포함하되, 정상 대조 수준의 결합에 비해서 상기 작용화된 MNP의 상기 뇌 조직에의 결합의 증가는, 상기 뇌에서의 β-아밀로이드 침착물 및/또는 신경섬유매듭의 존재를 나타내는 것인, 포유동물의 뇌에서의 β-아밀로이드 침착물 및/또는 신경섬유매듭의 검출방법.
제31항에 있어서, 상기 조성물은 정맥내 주사에 의해 투여되는 것인, 포유동물의 뇌에서의 β-아밀로이드 침착물 및/또는 신경섬유매듭의 검출방법.
제31항에 있어서, 상기 살아있는 포유동물은 인간인 것인, 포유동물의 뇌에서의 β-아밀로이드 침착물 및/또는 신경섬유매듭의 검출방법.
제31항에 있어서, 상기 살아있는 포유동물은 β-아밀로이드 침착물 및/또는 신경섬유매듭과 관련된 질환의 인간 이외의 동물 모델인 것인, 포유동물의 뇌에서의 β-아밀로이드 침착물 및/또는 신경섬유매듭의 검출방법.